W większości krajów kamery wideo stały się powszechne przez długi czas. Ludzie zabierają ich do szkolnych przedstawień, wydarzeń sportowych, spotkań rodzinnych, a nawet porodów. W popularnym miejscu dla turystów można je wszędzie zobaczyć. Kamery wideo zdobyły silne pozycje w USA, Japonii i wielu innych krajach, ponieważ są bardzo poszukiwaną technologią. Ale jak tak małe urządzenie może tak wiele zrobić? Urodzona w latach 80., jest niesamowita, że ​​modele wysokiej jakości są teraz łatwo dostępne i są tak łatwe w użyciu. W tym artykule omówiono zasadę działania i kamkorder urządzenia.

Podstawowa konstrukcja

Typowa kamera analogowa składa się z dwóch głównych części:

Przekrój z matrycą CCD, obiektywem i regulatorem powiększenia, silnikiem ogniskowania i aperturą;

zmniejszono rozmiar magnetowidu.

Zasada działania kamery polega na tym, że odbiera ona informacje wizualne i przekształca je w sygnał elektroniczny. Magnetowid jest podobny do zwykłego, łączy się z telewizorem: odbiera sygnał i zapisuje go na kasecie.


Trzeci element, wizjer, również otrzymuje wideo, dzięki czemu użytkownik może zobaczyć, co się dzieje. Jest to mały czarno-biały lub kolorowy wyświetlacz, ale wiele nowoczesnych modeli jest dodatkowo wyposażonych w duże kolorowe ekrany LCD. Istnieje wiele formatów analogowych kamer wideo z wieloma dodatkowymi funkcjami, ale opisany projekt jest podstawowy. Różnią się tym, jakie kasety są w nichsą używane. Urządzenie i zasada cyfrowych kamer wideo są analogiczne, ale mają dodatkowy element, przekształcający informacje w bajty danych. Zamiast rejestrowania sygnału wideo jako ciągłej sekwencji impulsów magnetycznych, zapisywane są one jako zera i jednostki. Kamery cyfrowe są popularne, ponieważ umożliwiają łatwe kopiowanie wideo bez utraty jakichkolwiek informacji. Zapis analogowy "znika" z każdą kopią - sygnał wyjściowy nie jest dokładnie odtwarzany. Wizyjne w postaci cyfrowej można pobrać do komputera, gdzie można edytować, kopiować, poczta, e-mail, i tak dalej. D.

Czujnik obrazu

Jako aparat, kamera „widzi” świat przez obiektyw. Optyka jest potrzebna, aby skupić światło ze sceny na folii potraktowanej fotoczułymi chemikaliami. W ten sposób aparat rejestruje to, co znajduje się przed nim. Zbiera więcej światła z jasnych obszarów sceny, a mniej z ciemności. Obiektyw kamery służy również do ustawiania ostrości, ale zamiast filmu używa małego półprzewodnikowego czujnika obrazu. Ten czujnik rejestruje światło za pomocą matrycy milionów małych fotodiod. Każdy z nich mierzy liczbę fotonów, który dostaje się do pewnego punktu i przekłada te informacje do elektronów (ładunek elektryczny): jaśniejszy obraz prezentuje wyższą opłatę i ciemniejsze - niskie. Tak jak artysta maluje scenę, podświetlając ciemne obszary światła, czujnik tworzy wideo rejestrując sięintensywność światła. Podczas odtwarzania informacje te sterują jasnością pikseli wyświetlacza.
Oczywiście pomiar strumienia światła daje tylko czarno-biały obraz. Aby uzyskać kolor, musisz określić nie tylko ogólny poziom oświetlenia, ale także poziomy dla każdego koloru. Pełne spektrum można odtworzyć, łącząc tylko 3 z nich - czerwony, zielony i niebieski. Dlatego zasada kamer opiera się na wykorzystaniu tylko tych kolorów. W niektórych modelach sygnał jest podzielony na 3 warianty tego samego obrazu dla poziomów czerwonego, zielonego i niebieskiego światła. Każdy z nich lubi własny chip. Następnie są skomponowane, a główne kolory są mieszane, aby uzyskać pełny kolor obrazu. Ta prosta metoda pozwala uzyskać bogate filmy o wysokiej rozdzielczości. Matryca CCD fotodiody jest droga i zużywa dużo energii, a użycie 3 czujników znacznie zwiększa koszt produkcji. Większość kamer jest wyposażona tylko w jeden czujnik z trwałymi filtrami barwnymi dla poszczególnych fotodiod. Niektóre z nich mierzą tylko poziomy czerwieni, inne - zielone, a pozostałe - niebieskie. Kolory są rozmieszczone w postaci siatki (na przykład filtra Bayera), dzięki czemu procesor kamery może uzyskać informacje o poziomach kolorów we wszystkich częściach ekranu. Ta metoda wymaga interpolacji danych otrzymanych na każdej fotodiodzie poprzez analizę informacji otrzymanych przez sąsiadów.

Tworzenie sygnału

Ponieważ kamery wideo wykonują ruchome obrazy, ich czujnikimieć dodatkowe fragmenty, które nie są dostępne w czujnikach kamer cyfrowych. Aby stworzyć film, w każdej sekundzie, co muszą zrobić wiele zdjęć, które są następnie łączone, aby stworzyć wrażenie ruchu. W tym celu kamera przechwytuje ramkę i zapisuje ją w trybie interleavably. Czujnik obrazu ma inną warstwę dotyku. Dla każdego pola vydeozaryadы przenieść na niej, a następnie kolejno przenoszone. W analogowej kamery wideo to sygnał jest wysyłany do magnetowidu, który rejestruje go (wraz z informacji o kolorze) na taśmie wideo w formie impulsów magnetycznych. Podczas gdy druga warstwa transmituje dane, pierwszy przechwycić inny obraz. Zasada cyfrowego typu kamery jest zasadniczo taka sama, z tym, że ostatni etap konwerter analogowo-cyfrowy zamienia sygnał do bajtów danych. Kamera rejestruje nośnik, który może być taśma magnetyczna, dysk twardy, DVD lub pamięci flash. Cyfrowe modele z przeplotem sklepie każdej ramki w dwóch dziedzinach, jak i analogowych. Kamery z progresywnym skanowaniem przechwytywania materiału wideo.

obiektywu

Jak wspomniano powyżej, pierwszy etap w nagrywania wideo skupia światło czujnika. Zasada obiektywu kamery jest następująca. Dla kamera może rejestrować wyraźny obraz obiektu przed konieczne jest skupić optykę, czyli przesunąć je tak, że promienie pochodzące od tematu, spadł dokładnie na czujniku. Podobnie jak kamery, kamery wideo umożliwiają przesuwanie obiektywu w celu ustawienia ostrościświatło

Autofokus

Większość ludzi musi poruszać się i strzelać różnymi obiektami z różnych odległości, a ciągła zmiana ostrości jest niezwykle trudna. Dlatego wszystkie kamery mają autofocus. Jest to zazwyczaj promień podczerwieni, który odbija się od obiektów znajdujących się w środku kadru i jest zwracany do czujnika kamery. Aby określić odległość od obiektu, procesor oblicza, ile czasu zajmuje odbijanie i zwracanie wiązki, pomnożenie jej przez prędkość światła i podzielenie produktu przez dwa (ponieważ dwukrotnie przekroczył odległość - do obiektu iz powrotem). Kamera ma mały silnik, który porusza optykę, ustawiając ją na obliczoną odległość. Zwykle działa to całkiem dobrze, ale czasami trzeba przedefiniować odległość - na przykład, gdy trzeba skupić się na czymś, co nie znajduje się na środku kadru, ponieważ autofokus reaguje na to, co jest tuż przed obiektywem.

Zoom optyczny i cyfrowy

Kamery wideo są również wyposażone w obiektyw zmiennoogniskowy. Pozwala to na powiększenie sceny poprzez zwiększenie długości ogniskowej (między optyką a filmem lub czujnikiem). Obiektyw z zoomem optycznym jest jedyną jednostką, która umożliwia przełączanie między różnymi zoomami. Zakres zoomu mówi maksymalny i minimalny wzrost. Aby ułatwić korzystanie z zoomu, większość kamkorderów jest wyposażona w silnik, który przesuwa optykę w odpowiedzi na naciśnięcie przycisku na uchwycie. Jedną z zalet tego jest to, że możesz łatwo kontrolować powiększenie bez używania drugiej ręki.Ponadto silnik porusza obiektywem ze stałą prędkością, a zoom jest bardziej płynny. Jednak silnik wyczerpuje poziom naładowania akumulatora.
Niektóre kamery mają tzw zoom cyfrowy Użytkownicy nie powinni go używać, ponieważ nie są podłączeni do obiektywu, ale po prostu zwiększają część obrazu przechwytywanego przez czujnik. Jednocześnie rezygnuje z pozwolenia, ponieważ używana jest tylko część obszaru czujnika. W rezultacie wideo okazuje się mniej jasne.

Ekspozycja

Jedną z największych zalet aparatu jest automatyczne dostosowanie do różnych poziomów oświetlenia. Czujnik jest bardzo czuły na nadmierne lub niedoświetlenie, ponieważ zasięg sygnałów pochodzących z każdej fotodiody jest ograniczony. Kamera steruje ich poziomem i dostosowuje membranę, zmniejszając lub zwiększając przepływ światła przez soczewkę. Procesor zawsze utrzymuje dobry kontrast, aby obrazy nie były zbyt ciemne lub niewyraźne.

Jak działają kamery monitorujące?

Takie kamery będą przydatne dla tych, którzy chcą wiedzieć, co dzieje się podczas ich nieobecności. Ich zapotrzebowanie może powstać z różnych powodów. Na przykład rodzice mogą chcieć obserwować śpiące dziecko i zmniejszyć ryzyko niebezpiecznego upadku z łóżka. Komory w całym domu pozwolą ludziom, którzy zbliżają się do frontowych drzwi, a nawet pomogą znaleźć przestępcę, który zrobił zło. Sygnał wyjściowy z kamery jest przesyłany, przetwarzany, ponownie przetwarzany na obraz i, jeśli to konieczne, zapisywany. Przenieś wideoMożesz użyć kabla koncentrycznego lub skrętki oraz sieci bezprzewodowej. Przetwarzanie sygnału odbywa się za pomocą rejestratora, serwera lub komputera z kartą przechwytywania wideo. Obraz jest wyświetlany na monitorze. Zasada działania kamer monitorujących wideo polega na tym, że są instalowane na bramkach, budynkach i innych obiektach w celu monitorowania w czasie rzeczywistym. Zazwyczaj są to duże, zauważalne urządzenia, których pojawienie się pozwala zewnętrznemu zrozumieć, że są pod obserwacją. Zasada bezprzewodowych kamer wideo opiera się na emisji obrazów w sieci bezprzewodowej. Jednak inne urządzenia, takie jak routery Wi-Fi i telefony komórkowe, mogą przerwać swój sygnał. Ponadto transmisja bezprzewodowa może zostać przechwycona, co jest sprzeczne z celami bezpieczeństwa. Dlatego użytkownicy powinni upewnić się, że istnieje niezawodne szyfrowanie sygnału. Zasada działania ukrytych kamer opiera się na wykorzystaniu soczewek typu point z kilkoma milimetrowymi wylotami i szerokim kątem widzenia. Dzięki temu można je instalować w urządzeniach domowych i elementach wyposażenia wnętrz.

Wskazówki dotyczące wyboru formatów analogowych

Kamery analogowe przechwytują obraz i dźwięk jako taśmę analogową z taśmy magnetycznej. Eksperci nie zalecają korzystania z nich, ponieważ jakość obrazu i dźwięku nieuchronnie zmniejsza się podczas kopiowania. Ponadto formaty analogowe nie mają wielu funkcji cyfrowych kamer wideo. Główną różnicą między nimi jest rodzaj taśmy i pozwolenie. DoGłówne formaty analogowych kamer wideo to:

standard VHS. W kamerach tego typu stosowana jest ta sama taśma magnetyczna, co w konwencjonalnych magnetowidach. Ułatwia to przeglądanie przechwyconego materiału. Te wkłady są niedrogie i zapewniają długi czas nagrywania. Główną wadą formatu VHS jest zapotrzebowanie na uciążliwą konstrukcję kamery. Rozdzielczość wynosi 230-250 linii poziomych, co jest dolnym limitem urządzeń tego typu.

Kamery VHS-C używają standardowej taśmy VHS, ale w bardziej kompaktowej kasecie. Nagrywanie można odtwarzać na zwykłym magnetowidzie, ale do tego potrzebny jest pełnowymiarowy adapter. Zasadniczo kamera VHS-C jest podobna do VHS. Mniejszy rozmiar kasety pozwala tworzyć bardziej kompaktowe projekty, ale czas nagrywania jest skrócony do 30-45 minut.

Kamery Super VHS mają w przybliżeniu taki sam rozmiar jak kasety VHS, ponieważ używają wkładów tego samego formatu. Różnica polega na tym, że rozdzielczość zapisu wynosi jedna na 380-400 linii. Kasety te nie mogą być odtwarzane na magnetowidzie, ale sam aparat można podłączyć bezpośrednio do telewizora.

Super VHS-C jest zgodny ze standardem VHS, ale jest to wersja bardziej kompaktowa, w której zastosowano mniejszy wkład drukujący.

Kamery 8 mm mają również małe kasety. Pozwala to na tworzenie bardziej kompaktowych modeli, które zapewniają rozdzielczość zgodną z VHS z nieco lepszą jakością dźwięku. Czas nagrywania wynosi około 2 godzin.

Standard Hi-8 jest podobny do 8 mm, ale zapewnia znacznie wyższą rozdzielczość - blisko400 linii

Wskazówki dotyczące wyboru formatów cyfrowych

Działanie cyfrowych kamer wideo różni się od analogii tym, że zawarte w nich informacje są cyfrowo rejestrowane, aby obraz był odtwarzany bez utraty jakości. Ten film można pobrać na komputer, gdzie można go edytować lub publikować w Internecie. Ma znacznie lepszą rozdzielczość. Szeroko stosowane są następujące formaty:

MiniDV to kompaktowa kaseta, która mieści od 60 do 90 minut wideo z rozdzielczością 500 linii. Kamery tego typu są wyjątkowo lekkie i kompaktowe. Możliwe przechwytywanie nieruchomych obrazów.

Format Sony MicroMV działa w ten sam sposób, ale wykorzystuje mniejsze kasety.

Digital8 używa standardowej folii Hi-8 mm do 60 minut nagrywania. Modele tego typu wydają się być nieco większe niż DV.

Kamery DVD, które przechowują wideo bezpośrednio na małych napędach optycznych. Główną zaletą tego formatu jest nagrywanie każdej sesji przez pojedynczą ścieżkę. Zamiast przeglądania i szybkiego przewijania, możesz od razu przejść do prawej części wideo. Ponadto kamery DVD są dość zbliżone do modeli MiniDV, ale mogą przechowywać więcej filmów - od 30 minut do 2 godzin.

Płyty DVD-R i DVD-RAM stanowią 3/4 rozmiaru dysków DVD. Wadą jest to, że można je nagrać tylko przy jednej okazji. Można je odtwarzać na standardowych odtwarzaczach DVD. Podobnie jak kasety MiniDV, musisz użyć aparatu jako odtwarzacza lub skopiować film do innego formatu.

Karta pamięci to najpopularniejsza metoda nagrywania wideo. Rolki są przechowywaneBezpośrednio na kartach półprzewodnikowych, takich jak pamięć flash, karta Memory Stick lub SD.

Podsumowując

Dzisiaj każdy może kupić niedrogi aparat fotograficzny, a programy do edycji upraszczają proces przetwarzania do tego stopnia, że ​​każdy jest w stanie go szybko opanować. Nawet modele analogowe niskiej jakości mają wiele przydatnych funkcji, które są łatwe do nauczenia i tworzenia filmów o wysokiej jakości. Technologia, która kiedyś była wyłącznym obszarem profesjonalnej telewizji, stała się dostępna dla fanów. Najnowsze kamery z pewnością mogą zaoferować wiele, które chcą zapamiętać urodziny lub koncert, a także ambitne wymagania dla początkujących.