Принцип работы видеокамеры: описание, устройство, характеристики. Видеокамеры принцип работы

Устройство и принцип работы видеокамеры, как правильно снимать и скидывать видео на компьютер

Видеокамера – это востребованная техника, ассортимент которой на полке магазина может привести в замешательство. В настоящее время снимать видео может любое цифровое устройство – смартфон, фотоаппарат или планшет. Несмотря на это, ни один из видов перечисленной выше техники не сделает это так же качественно, как специально предназначенная для этого камера. Ниже будет рассмотрен принцип работы видеокамеры, ее устройство, а также приведены советы по съемке и эксплуатации.

Устройство и принцип работы видеокамеры

Цифровая видеокамера – это сложное устройство, которое состоит из нескольких важных элементов. К ним относятся:

объектив;
микрофон;
процессор;
светочувствительный сенсор;
видоискатель или дисплей для его замены;
аккумулятор;
запоминающее устройство.

Принцип работы видеокамеры

В некоторых моделях также присутствует оптический стабилизатор, который устраняет дрожание картинки при съемке видео во время движения или на весу.

В целом устройство видеокамеры не сильно отличается от строения цифрового фотоаппарата, и принцип работы здесь в некоторой степени аналогичный. Изображение, которое пользователь видит на экране или в видоискателе, проходит через объектив и диафрагму в виде света и улавливается специальным светочувствительным сенсором. Сигнал передается от матрицы (сенсора) в процессор, который преобразует его в изображение и выводит на экран, а также сразу записывает на носитель.

Все камеры можно разделить на несколько видов:

любительские;
полупрофессиональные;
профессиональные.

В зависимости от типа видеокамеры, ее конструкция может незначительно меняться.

Любительские модели

Любительские – недорогие камеры с небольшими размерами. Они имеют небольшое количество настроек, слабый микрофон, а в качестве носителя информации чаще всего выступает SD карта. Такие камеры обычно не имеют оптической стабилизации и обладают плохой способностью снимать в темноте. Долгое время основным размером изображения, которое могли снимать такие устройства, являлся формат 720*576 точек на дюйм. В настоящее время даже любительские видеокамеры работают в FullHD или HD формате.

Любительская камера

Полупрофессиональные камеры

Подобные модели имеют более внушительный вес и размеры. Здесь стоит минимум три матрицы с большим размером 1/4″, что дает лучшую цветопередачу и детализацию. В полупрофессиональных моделях стоят более мощные микрофоны, и есть оптическая стабилизация. Кроме того, меню настроек значительно шире. Запись видео также осуществляется на карту памяти.

Полупрофессиональная камера

Профессиональная техника

Профессиональные – серьезные модели с большим количеством настроек. Такие камеры весят от 4 до 15 кг, и их невозможно держать одной рукой. В устройстве подобной камеры три матрицы размером не менее 1/2”. Оптика всегда сменная, микрофон выносной и часто направленный. Запись осуществляется на жесткий диск, реже на карту памяти. Есть оптическая стабилизация. В подобных устройствах нет дисплеев, но всегда присутствует видоискатель.

Профессиональная камера

Советы по съемке для новичков

Очевидно, что на качество видео, которое способна сделать камера, напрямую влияют ее характеристики. Однако не менее важно правильно снимать на видеокамеру, ведь даже самое профессиональное устройство с отличными характеристиками не даст хорошего результата при ошибках во время съемки. Ниже приведены советы по эксплуатации устройства, которые в первую очередь предназначены для новичков. С их помощью можно освоить азы видеосъемки, а в дальнейшем вывести это умение на уровень профессионала или как минимум уверенного пользователя.

Съемка на весу

Самая распространенная проблема при видеосъемке – это дрожание устройства и рывки изображения. Они возникают, когда пользователь держит камеру на весу. Логичным будет вывод, что устранить проблему можно путем использования штатива, но так же очевидно, что это существенно ограничивает возможность для перемещения. Следует запомнить ряд полезных советов, которые позволят получить качественное изображение, даже если съемка ведется с рук.

Не стоит держать камеру на вытянутой руке.
Для съемки нужно использовать обе руки: одна держит устройство, вторая подпирает первую руку.
При съемке с рук удобно прижать локти к телу или упереться ими в живот.
По возможности следует использовать и другие опоры – перила, стол, спинку стула.
Следует как можно меньше ходить с камерой в руках или же освоить мягкую походку профессионального оператора, которая напоминает движение кошки – плавно и без резких движений.

Съемка видеокамерой на весу

Трансфокатор

Использование зума – это любимое занятие начинающих операторов. Обычно пользователи приближают изображение по делу и без него. Результат – смазанное изображение, резкие наезды, дрожание. Использование зума в камере всегда влияет на картинку: чем сильнее приближено изображение, тем менее четким оно получится.

Совет! Если есть необходимость сделать наезд, то он должен быть плавным, не слишком близким и всегда ограничен лишь оптическим зумом. Цифровое приближение существенно портит картинку, так как достигается не оптикой (то есть с помощью законов физики), а осуществляется процессором.

Движение камеры

Редко случаются ситуации, когда снимать нужно один объект. Чаще всего оператор снимает какое-то действо, а значит, камеру приходится перемещать. Делать это следует плавно, без рывков и строго соблюдать вертикаль и горизонталь. Для того чтобы изображение на видео не заваливалось, при съемке нужно выбрать ровные горизонтальные и вертикальные линии, которые могут стать своеобразными уровнями. Это может быть столб, угол дома и другие прямые предметы. При движении следует строго следить за тем, что отображается в видоискателе или на экране — это позволяет избежать потери картинки. При съемке панорамы в конце и начале видео рекомендуется сделать небольшие паузы, сама съемка не должна длиться более 8 секунд и двигаться следует очень плавно.

Совет! Если нужно резко изменить объект камеры, то здесь, наоборот, лучше просто резко сдвинуть камеру, чем ставить ее на паузу. Это помогает сэкономить время, а рывок можно удалить во время монтажа.

Длинный кадр

Под длинным кадром понимается непрерывная съемка одного объекта на протяжении длительного времени. В киноделе сверхдлинным кадром считается 12 секунд на одном объекте. Как показывает практика, смотреть на это скучно и неинтересно. Гораздо лучше воспринимаются кадры длительностью не более 5 секунд. Если пользователь не является гениальным и признанным режиссером, а длительный кадр – не «фишка» оператора, то злоупотреблять им не стоит, а в идеале лучше вообще забыть. При съемке рекомендуется обращать внимание на детали, менять планы, ракурсы. Все это позволяет во время монтажа отобрать материал, который лучше всего подойдет для задумки фильма или ролика. Правилом пяти секунд пользуются повсеместно – от съемки рекламы и программы новостей до производства высокобюджетных фильмов.

Съемка видеокамерой

Свет

При съемке в помещении с искусственным освещением очень важно настроить баланс белого на камере, в противном случае лица и кожа людей будут иметь синеватый или желтый оттенок. Для того чтобы избежать падения тени одного человека на другого, следует использовать несколько источников света. Не рекомендуется резкий переход из освещенного места в темноту и наоборот. Камера просто не успевает отреагировать на изменения, кадр будет испорчен.

Еще немного полезных рекомендаций

Детей и животных не следует снимать с высоты роста оператора, это выглядит не очень красиво. Лучше для такой съемки присесть или положить камеру на стул. Еще одна распространенная проблема начинающих операторов – использование паузы. Достаточно часто пользователи думают, что сняли камеру с паузы и снимают, а потом видят, что устройство в этот момент бездействовало. Чтобы избежать таких ошибок, нужно смотреть на индикацию записи или паузы.

Съемка детей и животных

Закон о видеосъемке в общественных местах

Неопытные операторы иногда сталкиваются с ситуацией, когда им пытаются запретить съемку того или иного объекта. Насколько обоснованы такие запреты, помогут понять нормативные документы и прописанные в них регламенты. В настоящее время существует 3 документа, которые касаются разрешения или запретов на видеосъемку в общественных и прочих местах:

Конституция РФ;
федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и защите информации»;
закон о защите прав потребителей.

Итак, снимать на видеокамеру по закону можно в любом общественном месте, и каких-либо ограничений здесь нет.

Запрещение фото и видео съемки

29 статья основного закона разрешает искать информацию свободно и без каких-либо ограничений, ее можно получить и передавать, а также распространять, но только законными методами. По сути, в законах не прописывается ни одного общественного места, которое может быть запрещено для съемки. Некоторые ограничения относятся к объектам, находящимся во владении РЖД, но и здесь ограничения устанавливаются непосредственно организацией, но не законами. При большом желании их можно обжаловать. Закон разрешает снимать должностных лиц при исполнении.

В статье 152 ГК РФ регламентируется охрана изображения личности, однако, и она не запрещает снимать людей. Проблемы могут возникнуть при попытках опубликовать видео с конкретным человеком без его согласия. Однако и здесь закон защищает право на съемку и публикацию конкретной личности. Формулировка «неприкосновенность частной жизни» теряет свою силу по причине того, что съемка ведется в общественном месте, где никакой тайны личной жизни быть в принципе не может.

Важно! В данном законе есть небольшое ограничение: если видеозапись конкретного человека предполагает ее использование в коммерческих целях, то необходимо письменное согласие объекта съемки.

Достаточно часто можно встретит запреты на съемку в концертных залах, музеях и в других местах связанных с произведениями культуры и защищенными авторским правом. Закон гласит, что такая съемка возможна при условии, что данные материалы будут использованы только в личных целях, которые не предполагают коммерческую деятельность, то есть получение прибыли. Кроме того, не запрещено снимать что-либо на фоне картин или других предметов искусства.

Совершенно законно можно снимать видео в следующих случаях:

создание материала направленного на благо государства;

использование видео как сюжет для новостей на ТВ;
личность попала в кадр случайно и не является главным действующим лицом;
изображение получено на массовом мероприятии;
съемка сотрудников государственной безопасности при исполнении.

Важно! Запрет действует на съемку в зданиях суда и исполнительных заведениях, на заседаниях Государственной думы, на военных и стратегических объектах, на таможне в пределах 5 км от границы.

В настоящее время не существует наказания за съемку в общественном месте, однако, если видео каким-либо образом порочит или оскорбляет честь человека, то оно может быть изъято из общего доступа. Автор может быть привлечен к ответственности при условии, что объект съемки сможет доказать намеренную съемку с целью опорочить.

Как переместить видео на компьютер

Захват видео – это процесс переноса видеоматериала с камеры на компьютер. Данный термин не совсем точно передает суть процесса, так как передача осуществляется без каких либо изменений данных.

Многие пользователи не подозревают, что перенести данные с камеры на компьютер немного сложнее, чем фотографии: здесь не используется обычный usb-кабель и соответствующие разъемы, а требуется специальный контроллер IEEE-1394. Если по каким-то причинам его нет в ПК, то его можно приобрести отдельно в виде платы или же внешнего разъема.

Контроллер IEEE-1394 имеет несколько названий – FireWire или i-link. Данное устройство является высокоскоростной последовательной шиной для обмена информацией в цифровом виде между различными устройствами. Самое распространенное использование – запись с видеокамеры на компьютер.

Контроллер IEEE-1394

Итак, для того чтобы скинуть видео с видеокамеры на компьютер, необходимо придерживаться следующего алгоритма действий.

Подключить устройства с помощью специального кабеля, который чаще всего поставляется в комплекте с камерой. Этот кабель имеет штекеры разного размера с каждой из сторон. Большой штекер втыкается в материнскую плату через разъем 1394, маленький – в камеру. В некоторых случаях может быть наоборот, поэтому следует смотреть на конкретное устройство.
Видеокамеру после подключения необходимо включить и нажать на Play.
Далее весь процесс управления осуществляется с компьютера.

Совет! Если камера не подключается, то следует изъять кабель и выключить камеру, а после попробовать повторить процесс. При этом включать камеру следует уже после ее подключения к ПК.

Устанавливать драйвера для этого разъема или камеры не нужно: начиная от Windows XP, система сама определяет подключенное устройство. Для работы понадобятся специальные программы для захвата видео с видеокамеры. Как правило, каждый бренд прилагает в комплект к устройству диск с соответствующей программой, но многие предпочитают устанавливать сторонние бесплатные утилиты. Они имеют лучший и расширенный вариант функций по сравнению с родным софтом от производителя камеры.

Важный момент, который следует знать о видеозахвате – он идет в режиме реального времени, то есть длится ровно столько, сколько времени идет сама запись. Осуществлять процесс нужно при условии достаточного времени на это мероприятие, а также не будет лишним позаботиться о нужном количестве свободной памяти на ПК. Современные камеры пишут видео в очень хорошем качестве, поэтому размер файла может достигать десятков гигабайт.

Заключение

Захват данных с видеокамеры не является очень сложной задачей и будет под силу даже начинающим пользователям. При этом стоит помнить, что если по какой-то причине видеозахват не удался, и камера при этом осуществляет запись на карту памяти, то сбросить видео можно путем простого подключения самого носителя информации к ПК. В таком случае необходимо просто открыть на ноутбуке карту памяти и скопировать из нее нужные видеофайлы. Также следует знать, что в данном случае система получает данные в исходном виде, и какая-либо обработка возможна только с использованием специального софта для монтажа.

tehnika.expert

Принцип работы видеокамеры: описание, устройство, характеристики

В большинстве стран мира видеокамеры давно стали привычным явлением. Люди берут их на школьные спектакли, спортивные мероприятия, семейные встречи и даже на роды. В популярном у туристов месте их можно увидеть повсюду. Видеокамеры завоевали прочные позиции в США, Японии и многих других странах, поскольку представляют собой очень востребованную технологию.

Но как такое маленькое устройство может делать так много? Родившихся до 1980-х удивляет то, что качественные модели теперь легко доступны, и что они настолько просты в использовании. В этой статье рассмотрен принцип работы и устройство видеокамеры.

Базовая конструкция

Обычная аналоговая видеокамера состоит из двух основных частей:

Секции, включающей ПЗС-матрицу, объектив и двигатели управления зумом, фокусировкой и диафрагмой;
уменьшенного в размерах видеомагнитофона.

Принцип работы видеокамеры заключается в том, что она получает визуальную информацию и превращает ее в электронный сигнал. Видеомагнитофон похож на обычный, подключаемый к телевизору: на него поступает сигнал, и он записывает его на кассету.

Третий компонент, видоискатель, тоже получает видеоизображение, поэтому пользователь может видеть, что снимает. Это маленький черно-белый или цветной дисплей, но многие современные модели дополнительно оборудуются большими полноцветными ЖК-экранами. Существует много форматов аналоговых видеокамер со множеством дополнительных функций, но описанный дизайн является основным. Различаются они в том, какие кассеты в них используются.

Устройство и принцип работы цифровых видеокамер сходны с аналоговыми, но у них есть дополнительный элемент, преобразовывающий информацию в байты данных. Вместо записи видеосигнала как непрерывной последовательности магнитных импульсов, он сохраняется как нули и единицы. Цифровые видеокамеры популярны, поскольку позволяют легко копировать видео без потери какой-либо информации. Аналоговая же запись «исчезает» с каждой копией – исходный сигнал не воспроизводится точно. Видеоинформация в цифровой форме может быть загружена на компьютер, где ее можно редактировать, копировать, отправлять по электронной почте и т. д.

Сенсор изображения

Как и фотоаппарат, видеокамера «видит» мир через объектив. Оптика необходима для фокусировки света со сцены на пленку, обработанную светочувствительными химическими веществами. Таким образом, фотоаппарат фиксирует то, что находится перед ним. Он собирает больше света от ярких участков сцены и меньше от темных. Объектив видеокамеры также служит для фокусировки, но вместо пленки в ней используется небольшой полупроводниковый датчик изображения. Этот сенсор регистрирует свет с помощью матрицы из миллионов крошечных фотодиодов. Каждый из них измеряет количество фотонов, которое попадает в определенную точку, и переводит эту информацию в электроны (электрические заряды): более яркое изображение представлено более высоким зарядом, а более темное – низким. Подобно тому как художник рисует сцену, выделяя темные области светлыми, сенсор создает видео путем регистрации интенсивности света. Во время воспроизведения эта информация управляет яркостью пикселей дисплея.

Конечно, измерение светового потока дает только черно-белое изображение. Чтобы получить цветное, необходимо определить не только общий уровень освещенности, но также уровни для каждого цвета. Полный спектр можно воссоздать, комбинируя всего 3 из них – красный, зеленый и синий. Поэтому принцип работы видеокамер основан на использовании только этих цветов.

В некоторых моделях сигнал разделяется на 3 варианта одного и того же изображения для уровней красного, зеленого и синего света. Каждый из них захватывается собственным чипом. Затем они складываются, и основные цвета смешиваются для получения полноцветного изображения.

Этот простой метод позволяет получить насыщенное видео с высоким разрешением.

Фотодиодные ПЗС-матрицы стоят дорого и потребляют много энергии, а использование 3 датчиков значительно увеличивает производственные издержки. Большинство видеокамер оборудуется только одним сенсором с постоянными цветовыми фильтрами для отдельных фотодиодов. Определенная их часть измеряет только уровни красного, другая – зеленого, а остальные – синего. Цвета распределены в виде сетки (например, фильтра Байера), так что процессор видеокамеры может получить представление о цветовых уровнях во всех частях экрана. Этот метод требует интерполяции данных, поступающих на каждый фотодиод, путем анализа информации, полученной его соседями.

Формирование сигнала

Поскольку видеокамеры снимают движущиеся изображения, их сенсоры имеют дополнительные фрагменты, которых нет в датчиках цифровых камер. Для создания видеосигнала они должны ежесекундно делать множество снимков, которые затем объединяются, создавая впечатление перемещения.

Для этого видеокамера захватывает кадр и чересстрочно записывает его. За датчиком изображения находится другой сенсорный слой. Для каждого поля видеозаряды переходят на него, а затем последовательно передаются. В аналоговой видеокамере этот сигнал поступает на видеомагнитофон, который его записывает (вместе с информацией о цвете) на видеопленке в виде магнитных импульсов. Пока второй слой передает данные, первый захватывает очередное изображение.

Принцип работы видеокамеры цифрового типа в основном такой же, за исключением того, что на последнем этапе аналого-цифровой преобразователь превращает сигнал в байты данных. Камера записывает их на носитель, который может быть магнитной лентой, жестким диском, DVD или флеш-памятью. Цифровые модели с чересстрочной разверткой сохраняют каждый кадр в виде двух полей так же, как и аналоговые. Камеры с прогрессивной разверткой записывают видео покадрово.

Объектив

Как упоминалось ранее, первым шагом при записи видеоизображения является фокусировка света на матрице. Принцип работы объектива видеокамеры заключается в следующем. Чтобы камера могла записать четкую картину объекта перед ней, необходимо сфокусировать оптику, то есть переместить ее так, чтобы лучи, исходящие от объекта съемки, попадали точно на сенсор. Подобно фотоаппаратам, видеокамеры позволяют перемещать объектив, чтобы фокусировать свет.

Автофокусировка

Большинству людей нужно двигаться и снимать разные объекты на разных расстояниях, и постоянная перефокусировка чрезвычайно сложна. Вот почему на всех видеокамерах есть устройство автоматической фокусировки. Обычно это инфракрасный луч, который отражается от объектов в центре кадра и возвращается к датчику камеры.

Чтобы определить расстояние до объекта, процессор вычисляет, сколько времени требуется, чтобы луч отразился и вернулся, умножает это значение на скорость света и делит произведение на два (потому что он прошел расстояние дважды – к объекту и назад). В видеокамере есть небольшой двигатель, который перемещает оптику, фокусируя ее на вычисленное расстояние. Обычно это работает достаточно хорошо, но иногда приходится дистанцию определять заново – например, когда требуется сфокусироваться на чем-то не в центре кадра, поскольку автофокус реагирует на то, что находится прямо перед объективом.

Оптический и цифровой зум

Видеокамеры также оснащены зум-объективом. Благодаря этому можно приблизить сцену, увеличив фокусное расстояние (между оптикой и пленкой или сенсором). Объектив с оптическим зумом представляет собой единый блок, который позволяет переходить от одного увеличения к другому. Диапазон масштабирования говорит о максимальном и минимальном увеличении. Чтобы зум было проще использовать, большинство видеокамер оборудовано двигателем, который перемещает оптику в ответ на нажатие кнопки на ручке. Одно из преимуществ этого заключается в том, что можно легко управлять увеличением, не используя вторую руку. Кроме того, мотор перемещает объектив с постоянной скоростью, и масштабирование получается более плавным. Однако двигатель истощает заряд батареи.

Некоторые видеокамеры имеют т. н. цифровой зум. Пользователи не советуют его использовать, поскольку он вообще не связан с объективом, а просто увеличивает часть снимка, захваченного сенсором. При этом приносится в жертву разрешение, т. к. используется только часть площади датчика. В итоге видео получается менее четким.

Экспозиция

Одной из замечательных особенностей камеры является автоматическая подстройка к разным уровням освещенности. Сенсор очень чувствителен к пере- или недоэкспонированию, поскольку диапазон сигналов, поступающих от каждого фотодиода, ограничен. Видеокамера контролирует их уровень и регулирует диафрагму, уменьшая или увеличивая поток света через линзы. Процессор постоянно поддерживает хороший контраст, чтобы изображения не выглядели слишком темными или размытыми.

Принцип работы видеокамер наблюдения

Такие камеры пригодятся тем, кто желает знать, что происходит во время их отсутствия. Необходимость в них может возникнуть по разным причинам. Например, родители могут захотеть наблюдать за спящим ребенком и уменьшить риск опасного падения из кроватки. А камеры вокруг дома позволят видеть людей, которые подходят к входной двери и, возможно, даже помогут найти преступника, совершившего взлом.

Выходной сигнал камеры передается, обрабатывается, снова преобразуется в изображение и при необходимости записывается. Передать видео можно по коаксиальному кабелю или витой паре, а также по беспроводной сети. Обработка сигнала производится в видеорегистраторе, сервере или ПК с платой захвата видео. Изображение выводится на монитор.

Принцип работы видеокамер наружного наблюдения заключается в том, что они устанавливаются на воротах, зданиях, других сооружениях с целью мониторинга происходящего в режиме реального времени. Как правило, это большие, заметные устройства, сам вид которых дает посторонним понять, что они находятся под наблюдением.

Принцип работы беспроводных видеокамер основан на трансляции изображения по беспроводной сети. Однако другие устройства, такие как Wi-Fi-роутеры и мобильные телефоны способны прерывать их сигнал. Кроме того, беспроводная передача может быть перехвачена, что противоречит целям обеспечения безопасности. Поэтому пользователи советуют убедиться в наличии надежного шифрования сигнала.

Принцип работы скрытых видеокамер основан на использовании объективов точечного типа с выходным отверстием в несколько миллиметров и широким углом обзора. Это позволяет устанавливать их в бытовую технику и предметы интерьера.

Советы по выбору аналоговых форматов

Аналоговые камеры записывают видео и аудио в виде аналоговой дорожки магнитной ленты. Эксперты не рекомендуют ими пользоваться, т. к. при копировании качество изображения и звука неизбежно снижается. Кроме того, в аналоговых форматах отсутствует ряд функций цифровых видеокамер. Основное различие между ними заключается в типе кассеты и разрешении. К основным форматам аналоговых видеокамер относятся:

Стандарт VHS. В камерах данного типа используется та же магнитная лента, что и в обычных видеомагнитофонах. Это упрощает просмотр отснятого материала. Такие кассеты недороги и обеспечивают длительное время записи. Основным недостатком формата VHS является необходимость в громоздком дизайне видеокамеры. Разрешение составляет 230–250 горизонтальных строк, что является нижним пределом в устройствах данного типа.
В VHS-C-камерах используется стандартная VHS-лента, но в более компактной кассете. Запись можно воспроизводить на обычном видеомагнитофоне, но для этого требуется полноразмерный адаптер. В принципе, работа видеокамеры формата VHS-C похожа на VHS. Меньший размер кассеты позволяет создавать более компактные конструкции, но время записи сокращается до 30–45 минут.
Super VHS-камеры имеют примерно те же размеры, что и VHS, потому что они используют картриджи того же формата. Различие заключается в том, что записываемое разрешение равно 380-400 строкам. Такие кассеты нельзя воспроизвести на видеомагнитофоне, но саму камеру можно подключить непосредственно к телевизору.
Super VHS-C соответствует стандарту VHS, но это более компактная версия, использующая картридж меньшего размера.
8-мм видеокамеры тоже отличаются небольшими кассетами. Это позволяет выпускать более компактные модели, обеспечивающие разрешение, которое соответствует стандарту VHS, с немного лучшим качеством звука. Длительность записи – около 2 ч.
Стандарт Hi-8 похож на 8-мм, но обеспечивает гораздо большее разрешение – около 400 строк.

Советы по выбору цифровых форматов

Принцип работы цифровых видеокамер отличается от аналоговых тем, что информация в них записывается в цифровом виде, благодаря чему изображение воспроизводится без потери качества. Такое видео можно загрузить на компьютер, где его можно отредактировать или опубликовать в интернете. Оно имеет гораздо лучшее разрешение. Широко используются следующие форматы:

MiniDV отличается компактными кассетами, которые вмещают 60–90 минут видеоматериала с разрешением 500 строк. Камеры данного типа чрезвычайно легкие и компактные. Возможен захват неподвижных изображений.
Формат Sony MicroMV работает так же, но использует кассеты меньшего размера.
Digital8 использует стандартную Hi-8mm-пленку на 60 минут записи. Модели данного типа, как правило, немного больше, чем DV.
DVD-камеры сохраняют видео непосредственно на маленькие оптические диски. Основным преимуществом этого формата является запись каждого сеанса отдельным треком. Вместо перемотки и быстрой перемотки, можно сразу перейти к требуемой части видео. Помимо этого, DVD-камеры довольно близки к моделям MiniDV, но могут хранить больше видео – от 30 мин до 2 ч.
DVD-R и DVD-RAM составляют 3/4 размера дисков DVD. Недостатком является то, что записывать на них можно только один раз. Их нельзя воспроизводить на обычных DVD-проигрывателях. Подобно кассетам MiniDV, нужно либо использовать камеру в качестве проигрывателя, либо скопировать фильм в другой формат.
Карта памяти – наиболее популярный способ видеозаписи. Ролики сохраняются непосредственно на твердотельные карты, такие как флэш-память, Memory Stick или SD.

В заключение

Сегодня каждый может приобрести недорогую камеру, а программы редактирования упрощают процесс обработки до такой степени, что каждый в состоянии его быстро освоить.

Даже низкокачественные аналоговые модели обладают многими полезными функциями, которые несложно освоить и создавать качественные фильмы. Технология, которая когда-то была эксклюзивной областью профессионального телевидения, стала доступна для любителей. Новейшие видеокамеры, безусловно, могут предложить многое и желающим запечатлеть день рождения или концерт, и начинателям амбициозных видеопроектов.

fb.ru

Видеокамеры

Видеокамера представляет собой телевизионную камеру, предназначенную для совместной работы с видеомагнитофоном и служит для преобразования световой информации в электрическую с последующей записью видеосигнала на магнитную ленту видеомагнитофона.

Видеокамера может быть построена по блочному принципу, когда малогабаритная телевизионная камера является отдельным блоком, соединенным простейшим кабелем с малогабаритным ВМ, или по моноблочному принципу, когда телекамера и видеомагнитофон объединены в одном неразборном корпусе. Такие видеокамеры (ВК) в зарубежных руководствах по эксплуатации часто называют словом "кам-кордер", полученным от сочетания английских слов camera (камера) и recorder (записыватель).

ВК пришли на смену кинокамерам. В отличие от киносъемочного аппарата ВК исключает сложный процесс фотохимической обработки и обеспечивает возможность просмотра отснятого материала сразу после съемки. Любительская видеокамера появилась около 20 лет тому назад благодаря изобретению прибора зарядовой связи (ПЗС). ПЗС превратил видеокамеру из оборудования телевизионной студии в аппарат массового, потребления. ВК вместе с ВМ позволили создать домашний видеокомплекс.

Устройство видеокамеры и принцип работы

По внешнему виду ВК напоминает кинокамеру и имеет с ней функциональное сходство, так как объект съемки с помощью объектива проецируется на плоскость изображения внутри ВК. Отличие заключается в том, что в плоскости изображения располагается не кинопленка, а оптоэлектрический преобразователь — прибор зарядовой связи ПЗС (см. "Цифровые фотоаппараты").

Функциональные схемы ВК различных фирм-изготовителей могут весьма существенно отличаться друг от друга, что связано с использованием различных микросхем, различным набором функций и различными комбинациями органов управления.

На рис. приводится упрощенная обобщенная структурная схема ВК.

Оптическое изображение, сфокусированное объективом на матрице преобразователя свет-сигнал, преобразуется в электрический сигнал, содержащий информацию как о яркостной составляющей снимаемой сцены, так и о ее цветовом содержании. В канале обработки сигнала в результате усиления, коррекции, сложения с импульсами синхронизации и гашения на выходе процессора формируется полный телевизионный сигнал, который поступает в ВМ и в электронный видоискатель.

В блоке малогабаритного ВМ осуществляются оптимизация и преобразование сигналов к виду, удобному для записи на магнитную ленту. Так же, как и в блоке малогабаритной ВК, в блоке ВМ обработка сигналов изображения осуществляется раздельно. После преобразования оба сигнала суммируются и подаются на вращающиеся видеоголовки, которые и осуществляют запись сигналов изображения на магнитную ленту.

В электронном видоискателе осуществляется визуальный контроль записываемой информации, просмотр отснятого материала, отражается режим работы ВК.

На магнитную ленту также записываются сигналы звукового сопровождения от встроенного в ВК микрофона или

от внешнего микрофона, установленного на объекте съемки; запись звукового сопровождения от внешнего микрофона позволяет устранить шумы, возникающие при работе ВК.

Оптическая система ВК представляет сложное оптико-механическое устройство. В большинстве случаев это вариообъективы (трансфокаторы) с ручным и автоматическим управлением фокусным расстоянием, диафрагмой и временем экспозиции. Технические параметры и эксплуатационные возможности ВК во многом определяются характеристиками используемого объектива (см. раздел "Фототовары").

Прибор с зарядовой связью ПЗС (Charge-Coupled Device-CCD) преобразует сфокусированное на него оптическое изображение в электрический видеосигнал.

ПЗС представляет полупроводниковый прибор, содержащий в одном твердотельном блоке секции накопления и хранения зарядов, а также регистр выходов (см. рис.). Основной является секция накопления зарядов, в которой на подложку (1) из полупроводникового материала — кремния, покрытую слоем оксида кремния (2), нанесена линейка тончайших и поэтому прозрачных металлических электродов (3). Электроды имеют очень малый размер, примерно 5x5 мкм, и образуют вместе со слоем оксида и полупроводника элементарные фотоэлементы, называемые пикселями1. Количество пикселей в линейке соответствует числу элементов в строке ТВ-изображения. Если элек-

трод освещен, то под ним возникают и накапливаются пакеты электрических зарядов (4), в которых количество зарядов пропорционально освещенности электрода. Считывание накопленных зарядов в ПЗС производится подаваемыми на электроды 3-тактовыми импульсами. Придавая этим импульсам особую форму и очередность следования, можно перемещать зарядовые пакеты (4), возникающие под каждым электродом, от одного электрода к другому и один за другим перемещать их в секцию хранения зарядов. Оттуда зарядовые пакеты подаются на сопротивление, с которого снимается видеосигнал. В ВК применяют матрицы или чипы ПЗС, состоящие из набора линеек по числу строк в кадре. Количество пикселей в матрицах — от 500 тыс. до 2 млн.

Электронный затвор является неотъемлемой частью матричного ПЗС. Скорость электронного затвора является одной из основных характеристик видеокамеры, объявляемой производителем при анонсировании новых ВК.

Скорость электронного затвора — это интервал времени, в течение которого на матрице ПЗС происходит накопление заряда для создания потенциального рельефа изображения (электронного изображения). Когда говорят о той или иной скорости электронного затвора, подразумевают соответствующий режим работы ПЗС. Назначение электронного затвора такое же, как и затвора ФА.

Преобразователи с зарядовой связью для цветных ВК должны обеспечивать раздельное формирование сигналов различного цвета. Для этого ВК могут строиться на двух или трех матрицах ПЗС.

Система автоматического баланса белого. Для правильного воспроизведения цвета объекта съемки необходимо, чтобы основные цвета, формируемые на выходе преобразователя свет-сигнал, в зависимости от условий освещения смешивались в правильном соотношении, определяемом коэффициентами колориметрического уравнения. Для этого ВК оборудованы системой баланса белого (WB — White Balance), основным элементом которой является так называемый датчик

цветовой температуры. В качестве датчика обычно используется инфракрасный фоточувствительный элемент (фотодиод). Спектральный состав цвета определяется путем сравнения показателей датчика и уровня цветовых составляющих, получаемых на выходе матрицы ПЗС. На основании показаний датчика цветовой температуры происходит корректировка сигналов основных цветов, поступающих с матрицы ПЗС.

Блок управления контролирует состояние клавиш и в зависимости от выбранного режима вырабатывает управляющие сигналы для остальных блоков ВК. Отдельной задачей блока управления является формирование сигналов для процессора управления двигателями ЛПМ.

IP и аналоговых. Структурная схема, плюсы и минусы, популярные марки

Фото 1 В современном мире трудно представить обеспечение всесторонней безопасности без видеозаписи. Наблюдение при помощи высокотехнологических средств используются во всех сферах человеческой деятельности:

Общественный порядок – установка видеоустройств во всех местах массового скопления людей.
Правоохранительные органы – использование видеоконтроля в государственных целях.
Корпоративная безопасность – обеспечение соблюдению норм охраны труда, пожарной безопасности, сохранности имущества.
Частная собственность – наблюдение за домом, дачей или квартирой.
Видеонаблюдение за детьми и людьми преклонного возраста.

Техническое оснащение жилого или производственного здания, а также внешней территории комплексами видеонаблюдения выполняется с учётом требований к безопасности, физических характеристик охраняемого объекта и финансовых возможностей заказчика. Также нельзя забывать и о требованиях российского законодательства.

Классификация

Для удобства выбора видеоустройства, которое по всем параметрам подойдёт определенному потребителю, была разработана система классификации. Она представляет собой вводные данные и требования, характеризующие основные виды охранного видеонаблюдения.

Фото 2

Работа аналоговых и цифровых структур видеонаблюдения осуществляется по общему принципу. Сигнал с видеокамеры передается для синхронизации, обработки, записи, и, при необходимости, архивирования. Передача происходит тремя способами: проводным, беспроводным и оптическим.

Оптоволоконный способ передачи видеоданных используется на крупных предприятиях, деятельность которых напрямую связана с обработкой большого количества технической информации. В силу дорогостоящего оборудования, монтажа и обслуживания, такой метод не целесообразно применять для обычных бытовых потребностей.

Переданный сигнал проходит обработку при помощи видеорегистраторов, специального сервера для видеоданных или обычного ПК, со встроенной видеоплатой. На монитор сигнал уже поступает в виде изображения.

На масштабных предприятиях за видео наблюдает сотрудник службы безопасности, для того, чтобы своевременно принять меры по ликвидации угрозы. Там, где не требуется мониторинг в режиме реального времени, запись сохраняется в архив, с возможностью просмотра в любое время.

Камеры видеонаблюдения

Видеокамера – основная деталь в охранных мероприятиях. Она обеспечивает преобразование оптических данных в электрический видеосигнал. С неё поступает вся информация о наблюдаемом объекте. От технических характеристик видеокамеры напрямую зависит качество конечного изображения.

Конструкция прибора представляет собой плату электронных компонентов, на которой находятся: фотопреобразователь, формирователь видеосигнала, видеоусилитель, система регулировки сигнала, источник питания и объектив.

Принцип работы аналоговых видеокамер

Несмотря на то, что аналоговые видеокамеры считаются устаревшей технологией, они продолжают пользоваться популярностью. Адаптированные к современным техническим требованиям, видеоприборы могут обладать широким спектром функций.

Аналоговая камера работает по следующей схеме:

Фото 3

Оптическая информация, попадая на объектив камеры, усиливается светочувствительной линзой.
Усиленный сигнал попадает на ПЗС матрицу.
Пропущенный через матрицу световой поток преобразуется в электрические импульсы.
Сигнал передаётся по сетевым кабелям к принимающему оборудованию.
Аналоговое устройство передаёт всю информацию в первоначальном виде, без обработки двоичным кодом, в отличие от цифровых IP устройств.

Аналоговые камеры мониторинга делят на уличные и внутренние.

Уличные камеры выпускаются в усиленном корпусе, для защиты от неблагоприятных внешних факторов и актов вандализма. Внутри корпуса размещены модули, обеспечивающие бесперебойную работу в уличных условиях – очищение от грязи и пыли, системы вентиляции и обогрева, защита от влаги.

Несмотря на встроенные защитные устройства, аналоговая камера не прослужит долго, если будет находиться под открытыми солнечными лучами.

Осадки тоже существенно сокращают срок службы. Поэтому рекомендуется устанавливать видеоблоки под специальными навесами.

Внутренние камеры отличаются простотой конструкции и устанавливаются только в помещениях с плюсовой температурой. По форме могут быть купольными, цилиндрическими и бескорпусными. Последние – отличаются миниатюрными размерами и предназначены для скрытого видеонаблюдения.

Преимущества

Аналоговые камеры и в настоящее время обладают многими преимуществами:

Бюджетная стоимость.
Доступность установки и настройки – не надо обладать специальными знаниями и навыками.
Хорошая совместимость с различными устройствами.
Дают хорошее изображение в темноте.
Сервис и ремонт обходятся с минимальными затратами.

Недостатки

Отсутствует возможность изменять масштаб изображения.
Видеосигнал не защищён – не предусмотрена функция кодировки.
Изображение бывает с помехами.
Отсутствие дополнительных опций – поворот камеры под нужным углом, датчик движения, встроенное аудио.

Принцип работы IP-камеры

IP камера – современное устройство, совместившее в себе видеосъёмку, оцифровку информации и передачу данных по кабельной или беспроводной сети.

Принцип работы следующий:

Световой поток попадает на матрицу CDD.
ПЗС матрица преобразует сигнал в электрический.
Видеозахват обрабатывает аналоговую информацию и переводит её в цифровую.
Компрессионный блок производит необходимое форматирование видео, подготавливая его для сетевой передачи.
Центральный процессор выводит сжатый видеосигнал.
Передача видеоизображения происходит через Интернет.

Флэш-память и ОЗУ позволяют хранить резервные копии, дополнительно проводить буферизацию видео и временно сохранять данные.

Фото 4

IP прибор наблюдения может функционировать по уже имеющейся локальной сети – подходит для небольших объемов информации. Либо по вновь созданным интернет каналам – целесообразно для разветвлённого охранного комплекса, состоящего из 10 и более камер. Распространено подключение по wi-fi и другим беспроводным сетям, в том числе – радиорелейным каналам (для удалённого видеонаблюдения серьёзных промышленных и коммерческих объектов)

Преимущества

Видеоинформация не нуждается в дополнительной обработке.
Подключение по локальной сети обеспечивает неограниченную удалённость.
Не требует установки дополнительного оборудования.
Расширение системы без формирования соединительных систем – беспроводная связь.
Просмотр информации на любом ПК с выходом в интернет.
Высокое качество изображения в формате HD.
Стабильный уровень сигнала, не чувствителен к электромагнитным помехам.

Недостатки

Высокое качество изображения требует больших объёмов внутренних флэш-накопителей, для сохранения и архивирования данных.
Сжатие видеопотока приводит к задержкам изображения на 2-3 секунды.
Зависимость от интернета сети. Сбой соединения приведёт к остановке работы системы видеонаблюдения.
Установка программного обеспечения, сложные настройки.
Высокая стоимость оборудования и обслуживания.