În majoritatea țărilor lumii, camerele video au devenit de mult obișnuite. Oamenii îi duc la piese de teatru, la evenimente sportive, la reuniuni de familie și chiar la nașteri. Într-un loc popular printre turiști, pot fi văzute peste tot. Camerele video au câștigat o poziție puternică în SUA, Japonia și multe alte țări, deoarece reprezintă o tehnologie foarte căutată.
Dar cum poate un dispozitiv atât de mic să facă atât de multe? Cei născuți înainte de anii 1980 sunt surprinși că modelele de calitate sunt acum ușor disponibile și că sunt atât de ușor de utilizat. Acest articol descrie principiul de funcționare și dispozitivul camerei video.
Construcție de bază
O cameră video analogică convențională constă din două părți principale:
- Secțiune care include CCD, lentilă și zoom, focalizare și motoare de control al irisului;
- un VCR mic.
Cum funcționează camera videoeste că primește informații vizuale și o transformă într-un semnal electronic. Un VCR este similar cu un reportofon obișnuit conectat la televizor: primește un semnal și îl înregistrează pe o casetă.
A treia componentă, vizorul, primește și imaginea video, astfel încât utilizatorul să vadă ce este filmat. Acesta este un mic afișaj alb-negru sau color, dar multe modele moderne sunt echipate cu ecrane LCD color mari. Există multe formate de camere video analogice cu multe caracteristici suplimentare, dar designul descris este cel principal. Diferă în ceea ce privește casetele pe care le folosesc.
Dispozitivul și principiul de funcționare al camerelor video digitale sunt similare cu cele analogice, dar au un element suplimentar care convertește informațiile în octeți de date. În loc să înregistreze semnalul video ca o secvență continuă de impulsuri magnetice, acesta este stocat ca zerouri și unu. Camerele video digitale sunt populare deoarece facilitează copierea videoclipurilor fără a pierde nicio informație. Înregistrarea analogică „dispare” cu fiecare copie - semnalul original nu este reprodus cu acuratețe. Informațiile video în formă digitală pot fi descărcate pe un computer, de unde pot fi editate, copiate, trimise prin e-mail etc.
Senzor de imagine
Ca o cameră, o cameră video „vede” lumea printr-un obiectiv. Optica este necesară pentru a focaliza lumina de pe scenă pe filmul tratat cu substanțe chimice fotosensibile. Astfel, camera surprinde ceea ce estein fata lui. Adună mai multă lumină din părțile luminoase ale scenei și mai puțin din cele întunecate. Obiectivul unei camere video servește și la focalizare, dar în loc de film, folosește un mic senzor de imagine cu semiconductor. Acest senzor detectează lumina folosind o serie de milioane de fotodiode minuscule. Fiecare dintre ele măsoară numărul de fotoni care lovesc un anumit punct și traduce această informație în electroni (sarcini electrice): o imagine mai luminoasă este reprezentată de o sarcină mai mare, iar o imagine mai întunecată de una mai mică. Așa cum un artist pictează o scenă evidențiind zonele întunecate cu zone luminoase, un senzor creează videoclipuri prin detectarea intensității luminii. În timpul redării, aceste informații controlează luminozitatea pixelilor afișajului.
Desigur, măsurarea fluxului luminos dă doar o imagine alb-negru. Pentru a obține culoare, trebuie să determinați nu numai nivelul general de iluminare, ci și nivelurile pentru fiecare culoare. Spectrul complet poate fi recreat prin combinarea a doar 3 dintre ele - roșu, verde și albastru. Prin urmare, principiul de funcționare al camerelor video se bazează pe utilizarea doar a acestor culori.
Unele modele împart semnalul în 3 versiuni ale aceleiași imagini pentru nivelurile de lumină roșie, verde și albastră. Fiecare dintre ele este capturat de propriul cip. Acestea sunt apoi adăugate împreună, iar culorile primare sunt amestecate pentru a crea o imagine plină de culoare.
Această metodă simplă produce videoclipuri bogate, de în altă rezoluție.
Fotodiodele CCD sunt scumpe și consumă multă energie și folosesc3 senzori măresc foarte mult costurile de producție. Majoritatea camerelor video sunt echipate cu un singur senzor cu filtre de culoare permanente pentru fotodiode individuale. Unii dintre ei măsoară doar niveluri de roșu, alții doar niveluri de verde, iar restul măsoară niveluri de albastru. Culorile sunt distribuite într-un model de grilă (cum ar fi un filtru Bayer), astfel încât procesorul camerei video să își poată face o idee despre nivelurile de culoare din toate părțile ecranului. Această metodă necesită interpolarea datelor primite de fiecare fotodiodă prin analizarea informațiilor primite de vecinii săi.
Modificarea semnalului
Deoarece camerele video captează imagini în mișcare, senzorii lor au piese suplimentare care nu se găsesc în senzorii camerelor digitale. Pentru a crea un semnal video, trebuie să facă multe fotografii în fiecare secundă, care sunt apoi combinate, dând impresia de mișcare.
Pentru a face acest lucru, camera video captează un cadru și îl înregistrează întrețesut. În spatele senzorului de imagine se află un alt strat de senzor. Pentru fiecare câmp, taxele video sunt transferate către acesta și apoi transmise secvenţial. Într-o cameră video analogică, acest semnal este trimis către un VCR, care îl înregistrează (împreună cu informațiile de culoare) pe casetă video sub formă de impulsuri magnetice. În timp ce al doilea strat transmite date, primul captează următoarea imagine.
Principiul de funcționare al unei camere video de tip digital este practic același, cu excepția faptului că în ultimul pas, convertorul analog-digital convertește semnalul în octeți de date. Camera le înregistrează pe suport media, care poate fi bandă magnetică, greudisc, DVD sau memorie flash. Modelele digitale întrețesute stochează fiecare cadru ca două câmpuri, în același mod ca modelele analogice. Camerele cu scanare progresivă înregistrează videoclipuri cadru cu cadru.
Lentile
După cum am menționat mai devreme, primul pas în înregistrarea unei imagini video este focalizarea luminii pe senzor. Principiul de funcționare al obiectivului camerei este următorul. Pentru ca aparatul de fotografiat să surprindă o imagine clară a obiectului din fața sa, este necesar să focalizezi optica, adică să o miști astfel încât razele emanate de subiect să cadă exact pe senzor. La fel ca camerele, camerele video vă permit să mutați obiectivul pentru a focaliza lumina.
Autofocus
Cei mai mulți oameni trebuie să se miște și să fotografieze diferiți subiecte la distanțe diferite, iar reorientarea constantă este extrem de dificilă. De aceea, toate camerele video au un dispozitiv de focalizare automată. Acesta este de obicei un fascicul infraroșu care scapă de obiectele din centrul cadrului și revine la senzorul camerei.
Pentru a determina distanța până la obiect, procesorul calculează cât timp este nevoie pentru ca fasciculul să reflecte și să revină, înmulțiți această valoare cu viteza luminii și împărțiți produsul la două (pentru că a parcurs distanța de două ori - la obiect şi înapoi). Camera video are un mic motor care mișcă optica pentru a le focaliza la o distanță calculată. Acest lucru funcționează de obicei destul de bine, dar uneori trebuie să redefiniți distanța - de exemplu, când doriți să vă concentrați pe ceva care nu se află în centrul cadrului,deoarece autofocusul răspunde la ceea ce se află direct în fața obiectivului.
Zoom optic și digital
Camerele video sunt, de asemenea, echipate cu un obiectiv cu zoom. Acest lucru vă permite să măriți scena prin creșterea distanței focale (între optică și film sau senzor). Lentila cu zoom optic este o singură unitate care vă permite să treceți de la o mărire la alta. Intervalul de zoom indică mărirea maximă și minimă. Pentru a face zoomul mai ușor de utilizat, majoritatea camerelor video sunt echipate cu un motor care mișcă optica ca răspuns la apăsarea unui buton de pe mâner. Unul dintre avantajele acestui lucru este că puteți controla cu ușurință mărirea fără a folosi o mână a doua. În plus, motorul mișcă obiectivul cu o viteză constantă, iar zoom-ul este mai fin. Cu toate acestea, motorul consumă bateria.
Unele camere video au un așa-numit. zoom digital. Utilizatorii nu recomandă utilizarea acestuia, deoarece nu este asociat deloc cu obiectivul, ci pur și simplu mărește partea din imagine capturată de senzor. Acest lucru sacrifică rezoluția deoarece este utilizată doar o parte din zona senzorului. Drept urmare, videoclipul este mai puțin clar.
Expunere
Una dintre caracteristicile grozave ale camerei este ajustarea automată la diferite niveluri de lumină. Senzorul este foarte sensibil la supra- sau sub expunere deoarece gama de semnale de la fiecare fotodiodă este limitată. Camera video monitorizează nivelul acestora și ajustează diafragma pentru a reduce saucrescând fluxul de lumină prin lentile. Procesorul menține un contrast bun în orice moment, astfel încât imaginile să nu pară prea întunecate sau spălate.
Principiul de funcționare a camerelor de supraveghere
Astfel de camere vor fi utile celor care vor să știe ce se întâmplă în timpul absenței lor. Necesitatea acestora poate apărea din diverse motive. De exemplu, părinții pot dori să urmărească un copil care doarme și să reducă riscul unei căderi periculoase din pătuț. Iar camerele din jurul casei vă vor lăsa să vedeți oameni venind la ușa din față și poate chiar vă vor ajuta să găsiți hoțul.
Ieșirea camerei este transmisă, procesată, convertită înapoi într-o imagine și înregistrată dacă este necesar. Videoclipul poate fi transmis printr-un cablu coaxial sau pereche torsadată, precum și printr-o rețea fără fir. Procesarea semnalului se realizează într-un video recorder, server sau PC cu o placă de captură video. Imaginea este afișată pe monitor.
Principiul de funcționare al camerelor de supraveghere exterioare este că acestea sunt instalate pe porți, clădiri și alte structuri pentru a monitoriza ceea ce se întâmplă în timp real. De regulă, acestea sunt dispozitive mari, vizibile, a căror vedere le arată clar celor din afară că sunt sub supraveghere.
Principiul de funcționare al camerelor video wireless se bazează pe difuzarea imaginilor printr-o rețea wireless. Cu toate acestea, alte dispozitive, cum ar fi routerele Wi-Fi și telefoanele mobile, sunt capabile să-și întrerupă semnalul. În plus, transmisia fără fir poate fi interceptată, ceea cecontrar obiectivelor de securitate. Prin urmare, utilizatorii sunt sfătuiți să se asigure că semnalul este criptat în siguranță.
Principiul de funcționare al camerelor ascunse se bazează pe utilizarea de lentile de tip punct cu orificiu de ieșire de câțiva milimetri și un unghi larg de vizualizare. Acest lucru vă permite să le instalați în aparate electrocasnice și articole de interior.
Sfaturi pentru alegerea formatelor analogice
Camere analogice înregistrează video și audio ca o bandă analogică. Experții nu recomandă utilizarea acestora, deoarece la copiere, calitatea imaginii și a sunetului scade inevitabil. În plus, formatele analogice nu au o serie de caracteristici ale camerei video digitale. Principala diferență dintre cele două este tipul casetei și rezoluția. Principalele formate ale camerelor video analogice sunt:
- Standard VHS. Acest tip de cameră utilizează aceeași bandă magnetică ca și VCR-urile convenționale. Acest lucru facilitează vizualizarea materialului. Aceste casete sunt ieftine și oferă timpi lungi de înregistrare. Principalul dezavantaj al formatului VHS este necesitatea unui design voluminos al camerei video. Rezoluția este de 230-250 de linii orizontale, care este limita inferioară pentru acest tip de dispozitiv.
- Camerele VHS-C folosesc bandă VHS standard, dar într-o casetă mai compactă. Înregistrarea poate fi redată pe un VCR obișnuit, dar necesită un adaptor de dimensiune completă. În principiu, funcționarea unei camere video VHS-C este similară cu VHS. Dimensiunea mai mică a casetei permitecreați structuri mai compacte, dar timpul de înregistrare este redus la 30-45 de minute.
- Aparatele Super VHS au aproximativ aceeași dimensiune ca și VHS, deoarece folosesc cartușe de același format. Diferența este că rezoluția de scriere este de 380-400 de linii. Aceste casete nu pot fi redate pe un VCR, dar camera în sine poate fi conectată direct la un televizor.
- Super VHS-C este conform cu standardul VHS, dar este o versiune mai compactă, folosind un cartuş mai mic.
- Camerele video de 8 mm au și casete mici. Acest lucru permite să fie produse modele mai mici care oferă rezoluții care se potrivesc cu standardul VHS cu o calitate a sunetului puțin mai bună. Durata înregistrării - aproximativ 2 ore.
- Standardul Hi-8 este similar cu 8 mm, dar oferă o rezoluție mult mai mare, aproximativ 400 de linii.
Sfaturi pentru alegerea formatelor digitale
Principiul de funcționare al camerelor video digitale diferă de cele analogice prin faptul că informațiile din acestea sunt înregistrate în formă digitală, astfel încât imaginea să fie reprodusă fără pierderi de calitate. Un astfel de videoclip poate fi descărcat pe un computer, unde poate fi editat sau publicat pe Internet. Are o rezoluție mult mai bună. Următoarele formate sunt utilizate pe scară largă:
- MiniDV dispune de casete compacte care conțin 60-90 de minute de filmare la 500 de linii. Acest tip de camera este extrem de usoara si compacta. Este posibilă capturarea de imagini statice.
- Format Sony MicroMVfuncționează la fel, dar folosește casete mai mici.
- Digital8 folosește bandă standard Hi-8mm pentru 60 de minute de înregistrare. Modelele de acest tip sunt de obicei puțin mai mari decât DV.
- Camerele DVD salvează videoclipurile direct pe discuri optice mici. Principalul avantaj al acestui format este că fiecare sesiune este înregistrată ca o pistă separată. În loc să derulați înapoi și să derulați rapid înainte, puteți sări direct la partea dorită a videoclipului. În afară de asta, camerele video DVD sunt destul de apropiate de modelele MiniDV, dar pot stoca mai multe videoclipuri de la 30 de minute la 2 ore.
- DVD-R și DVD-RAM sunt 3/4 din dimensiunea discurilor DVD. Dezavantajul este că le poți scrie o singură dată. Acestea nu pot fi redate pe DVD playere convenționale. Ca și casetele MiniDV, fie trebuie să utilizați camera ca player, fie să copiați filmul într-un alt format.
- Cardul de memorie este cel mai popular mod de a înregistra videoclipuri. Clipurile sunt salvate direct pe carduri cu stare solidă, cum ar fi memoria flash, Memory Stick sau SD.
În concluzie
Astăzi, toată lumea poate cumpăra o cameră ieftină, iar programele de editare simplifică procesul de editare într-o asemenea măsură încât toată lumea îl poate stăpâni rapid.
Chiar și modelele analogice de calitate scăzută au multe funcții utile care sunt ușor de învățat și de a face filme de calitate. Tehnologia care era cândva domeniul exclusiv al televiziunii profesionale este acum disponibilă pasionaților. Cele mai noi camere video au cu siguranță multe de oferit și pentru cei care doresc să surprindă o zi de naștere sauconcert și start-up-urile de proiecte video ambițioase.
