I de fleste land i verden har videokameraer lenge blitt vanlig. Folk tar dem med til skoleskuespill, sportsbegivenheter, familiegjenforeninger og til og med fødsler. På et sted som er populært blant turister, kan de sees over alt. Videokameraer har fått et godt fotfeste i USA, Japan og mange andre land ettersom de representerer en svært ettertraktet teknologi.
Men hvordan kan en så liten enhet gjøre så mye? De som er født før 1980-tallet er overrasket over at kvalitetsmodeller nå er lett tilgjengelige og at de er så enkle å bruke. Denne artikkelen beskriver operasjonsprinsippet og enheten til videokameraet.
Grunnleggende konstruksjon
Et konvensjonelt analogt videokamera består av to hoveddeler:
- Seksjon inkludert CCD, objektiv og zoom, fokus og iriskontrollmotorer;
- en mindre videospiller.
Hvordan videokameraet fungererer at den mottar visuell informasjon og gjør den om til et elektronisk signal. En videospiller ligner på en vanlig TV-tilkoblet opptaker: den mottar et signal og tar det opp på en kassett.
Den tredje komponenten, søkeren, mottar også videobildet, slik at brukeren kan se hva som filmes. Dette er en liten svart-hvitt- eller fargeskjerm, men mange moderne modeller er utstyrt med store fullfarge-LCD-skjermer. Det finnes mange formater av analoge videokameraer med mange tilleggsfunksjoner, men designet som beskrives er det viktigste. De er forskjellige i hvilke kassetter de bruker.
Enheten og operasjonsprinsippet til digitale videokameraer ligner på analoge, men de har et tilleggselement som konverterer informasjon til databyte. I stedet for å ta opp videosignalet som en kontinuerlig sekvens av magnetiske pulser, lagres det som nuller og enere. Digitale videokameraer er populære fordi de gjør det enkelt å kopiere videoer uten å miste informasjon. Analog opptak "forsvinner" med hver kopi - originalsignalet gjengis ikke nøyaktig. Videoinformasjon i digital form kan lastes ned til en datamaskin, hvor den kan redigeres, kopieres, sendes via e-post osv.
Bildesensor
Som et kamera "ser" et videokamera verden gjennom en linse. Optikk er nødvendig for å fokusere lyset fra scenen på filmen behandlet med fotosensitive kjemikalier. Dermed fanger kameraet det som erforan ham. Den samler mer lys fra de lyse delene av scenen og mindre fra de mørke. Linsen til et videokamera tjener også til å fokusere, men i stedet for film bruker den en liten halvleder bildesensor. Denne sensoren oppdager lys ved hjelp av en rekke millioner av små fotodioder. Hver av dem måler antall fotoner som treffer et bestemt punkt og oversetter denne informasjonen til elektroner (elektriske ladninger): et lysere bilde representeres av en høyere ladning, og et mørkere bilde av et lavere. Akkurat som en kunstner maler en scene ved å fremheve mørke områder med lyse områder, lager en sensor video ved å oppdage lysintensiteten. Under avspilling kontrollerer denne informasjonen lysstyrken til skjermpiksler.
Selvfølgelig gir måling av lysstrømmen bare et svart-hvitt-bilde. For å få farge, må du bestemme ikke bare det generelle belysningsnivået, men også nivåene for hver farge. Hele spekteret kan gjenskapes ved å kombinere bare 3 av dem - rødt, grønt og blått. Derfor er prinsippet for drift av videokameraer basert på bruk av kun disse fargene.
Noen modeller deler signalet i 3 versjoner av det samme bildet for rødt, grønt og blått lysnivå. Hver av dem fanges opp av sin egen brikke. De legges deretter sammen og primærfargene blandes for å lage et fullfargebilde.
Denne enkle metoden produserer rik, høyoppløselig video.
Photodiode CCD-er er dyre og bruker mye strøm og mye strøm3 sensorer øker produksjonskostnadene betraktelig. De fleste videokameraer er utstyrt med kun én sensor med permanente fargefiltre for individuelle fotodioder. Noen av dem måler bare røde nivåer, noen bare grønne nivåer, og resten måler blå nivåer. Fargene er fordelt i et rutemønster (som et Bayer-filter) slik at videokameraets prosessor kan få en ide om fargenivåene i alle deler av skjermen. Denne metoden krever interpolering av dataene mottatt av hver fotodiode ved å analysere informasjonen mottatt av naboene.
Signal Shaping
Fordi videokameraer tar opp bevegelige bilder, har sensorene deres ekstra deler som ikke finnes i digitale kamerasensorer. For å lage et videosignal må de ta mange bilder hvert sekund, som deretter kombineres, og gir inntrykk av bevegelse.
For å gjøre dette, fanger videokameraet et bilde og tar det opp sammenflettet. Bak bildesensoren er et annet sensorlag. For hvert felt blir videokostnader overført til det og deretter sekvensielt overført. I et analogt videokamera sendes dette signalet til en videospiller, som tar det opp (sammen med fargeinformasjon) på videobånd i form av magnetiske pulser. Mens det andre laget overfører data, tar det første det neste bildet.
Operasjonsprinsippet for et videokamera av digital type er i utgangspunktet det samme, bortsett fra at i siste trinn konverterer analog-til-digital-omformeren signalet til databyte. Kameraet tar dem opp på media, som kan være magnetbånd, hardtplate, DVD eller flash-minne. Interlaced digitale modeller lagrer hver ramme som to felt på samme måte som analoge modeller. Kameraer med progressiv skanning tar opp video bilde for bilde.
Lens
Som nevnt tidligere, er det første trinnet i å ta opp et videobilde å fokusere lyset på sensoren. Prinsippet for operasjon av kameralinsen er som følger. For at kameraet skal ta et klart bilde av objektet foran det, er det nødvendig å fokusere optikken, det vil si å flytte den slik at strålene som kommer fra motivet faller nøyaktig på sensoren. I likhet med kameraer lar videokameraer deg flytte linsen for å fokusere lyset.
Autofokus
De fleste mennesker trenger å bevege seg og fotografere forskjellige motiver på forskjellige avstander, og konstant refokusering er ekstremt vanskelig. Det er derfor alle videokameraer har en autofokusenhet. Dette er vanligvis en infrarød stråle som spretter av objekter i midten av bildet og går tilbake til kamerasensoren.
For å bestemme avstanden til objektet, beregner prosessoren hvor lang tid det tar for strålen å reflektere og returnere, multipliser denne verdien med lysets hastighet og del produktet på to (fordi den har tilbakelagt avstanden to ganger - til objektet og tilbake). Videokameraet har en liten motor som beveger optikken for å fokusere dem til en beregnet avstand. Dette fungerer vanligvis ganske bra, men noen ganger må du omdefinere avstanden - for eksempel når du vil fokusere på noe som ikke er i midten av bildet,fordi autofokus reagerer på det som er rett foran objektivet.
Optisk og digital zoom
Videokameraer er også utstyrt med et zoomobjektiv. Dette lar deg zoome inn på scenen ved å øke brennvidden (mellom optikken og filmen eller sensoren). Det optiske zoomobjektivet er en enkelt enhet som lar deg flytte fra en forstørrelse til en annen. Zoomområdet indikerer maksimal og minimum forstørrelse. For å gjøre zoomen enklere å bruke, er de fleste videokameraer utstyrt med en motor som beveger optikken som svar på å trykke på en knapp på håndtaket. En av fordelene med dette er at du enkelt kan kontrollere forstørrelsen uten å bruke annenhånds. I tillegg beveger motoren objektivet med konstant hastighet, og zoomen blir jevnere. Motoren tømmer imidlertid batteriet.
Noen videokameraer har en såk alt. digital zoom. Brukere anbefaler ikke å bruke det, siden det ikke er knyttet til objektivet i det hele tatt, men bare forstørrer den delen av bildet som tas opp av sensoren. Dette ofrer oppløsning da bare en del av sensorområdet brukes. Som et resultat er videoen mindre tydelig.
Eksponering
En av de flotte funksjonene til kameraet er den automatiske justeringen til forskjellige lysnivåer. Sensoren er svært følsom for over- eller undereksponering fordi rekkevidden av signaler fra hver fotodiode er begrenset. Videokameraet overvåker nivået og justerer blenderåpningen for å redusere ellerøker strømmen av lys gjennom linsene. Prosessoren opprettholder god kontrast til enhver tid slik at bildene ikke ser for mørke eller utvaskede ut.
Prinsippet for drift av overvåkingskameraer
Slike kameraer vil være nyttige for de som vil vite hva som skjer under deres fravær. Behovet for dem kan oppstå av ulike årsaker. Foreldre kan for eksempel ønske å se på en sovende baby og redusere risikoen for et farlig fall ut av sengen. Og kameraer rundt i huset lar deg se folk komme til inngangsdøren og kanskje til og med hjelpe deg med å finne innbruddstyven.
Kameraets utdata blir overført, behandlet, konvertert tilbake til et bilde og tatt opp om nødvendig. Video kan overføres over en koaksialkabel eller tvunnet par, så vel som over et trådløst nettverk. Signalbehandling utføres i en videoopptaker, server eller PC med videoopptakskort. Bildet vises på skjermen.
Prinsippet for drift av utendørs overvåkingskameraer er at de installeres på porter, bygninger og andre strukturer for å overvåke hva som skjer i sanntid. Som regel er dette store, iøynefallende enheter, selve synet av dem gjør det klart for utenforstående at de er under overvåking.
Prinsippet for drift av trådløse videokameraer er basert på kringkasting av bilder over et trådløst nettverk. Andre enheter som Wi-Fi-rutere og mobiltelefoner er imidlertid i stand til å avbryte signalet. I tillegg kan den trådløse overføringen bli avlyttet, somi strid med sikkerhetsmålene. Derfor anbefales brukere å sørge for at signalet er sikkert kryptert.
Prinsippet for betjening av skjulte kameraer er basert på bruk av punktobjektiver med et utgangshull på flere millimeter og bred synsvinkel. Dette lar deg installere dem i husholdningsapparater og interiørartikler.
Tips for å velge analoge formater
Analoge kameraer tar opp video og lyd som et analogt båndspor. Eksperter anbefaler ikke å bruke dem, for når du kopierer, reduseres kvaliteten på bildet og lyden uunngåelig. I tillegg mangler analoge formater en rekke digitale videokamerafunksjoner. Hovedforskjellen mellom de to er kassetttype og oppløsning. Hovedformatene for analoge videokameraer er:
- VHS-standard. Denne typen kamera bruker samme magnetbånd som konvensjonelle videospillere. Dette gjør det lettere å se opptakene. Disse kassettene er rimelige og gir lang opptakstid. Den største ulempen med VHS-formatet er behovet for et voluminøst videokameradesign. Oppløsningen er 230–250 horisontale linjer, som er den nedre grensen for denne typen enheter.
- VHS-C-kameraer bruker standard VHS-bånd, men i en mer kompakt kassett. Opptaket kan spilles av på en vanlig videospiller, men krever en adapter i full størrelse. I prinsippet er driften av et VHS-C videokamera lik VHS. Den mindre kassettstørrelsen tillater detskape mer kompakte strukturer, men opptakstiden reduseres til 30-45 minutter.
- Super VHS-kameraer har omtrent samme størrelse som VHS fordi de bruker samme formatkassetter. Forskjellen er at skriveoppløsningen er 380-400 linjer. Disse båndene kan ikke spilles av på en videospiller, men selve kameraet kan kobles direkte til en TV.
- Super VHS-C er i samsvar med VHS-standarden, men er en mer kompakt versjon med en mindre kassett.
- 8mm videokameraer har også små kassetter. Dette gjør at det kan produseres mindre modeller som leverer oppløsninger som matcher VHS-standarden med litt bedre lydkvalitet. Opptaksvarighet - ca. 2 timer.
- Hi-8-standarden ligner på 8 mm, men gir mye høyere oppløsning, rundt 400 linjer.
Tips for valg av digitale formater
Operasjonsprinsippet til digitale videokameraer skiller seg fra analoge ved at informasjonen i dem er registrert i digital form, slik at bildet gjengis uten tap av kvalitet. En slik video kan lastes ned til en datamaskin, hvor den kan redigeres eller publiseres på Internett. Den har mye bedre oppløsning. Følgende formater er mye brukt:
- MiniDV har kompakte kassetter som holder 60–90 minutter med opptak på 500 linjer. Denne typen kamera er ekstremt lett og kompakt. Det er mulig å ta stillbilder.
- Sony MicroMV-formatfungerer på samme måte, men bruker mindre kassetter.
- Digital8 bruker standard Hi-8mm-bånd for 60 minutters opptak. Modeller av denne typen er vanligvis litt større enn DV.
- DVD-kameraer lagrer video direkte på små optiske plater. Den største fordelen med dette formatet er at hver økt tas opp som et eget spor. I stedet for å spole tilbake og fremover kan du hoppe direkte til ønsket del av videoen. Bortsett fra det er DVD-videokameraer ganske nær MiniDV-modeller, men kan lagre mer video fra 30 minutter til 2 timer.
- DVD-R og DVD-RAM er 3/4 av størrelsen på DVD-plater. Ulempen er at du bare kan skrive til dem én gang. De kan ikke spilles av på konvensjonelle DVD-spillere. I likhet med MiniDV-kassetter må du enten bruke kameraet som spiller eller kopiere filmen til et annet format.
- Minnekort er den mest populære måten å ta opp video på. Klipp lagres direkte på solid state-kort som flash-minne, Memory Stick eller SD.
Avslutningsvis
I dag kan alle kjøpe et rimelig kamera, og redigeringsprogrammer forenkler redigeringsprosessen i en slik grad at alle raskt kan mestre det.
Selv analoge modeller av lav kvalitet har mange nyttige funksjoner som er enkle å lære og lage kvalitetsfilmer. Teknologi som en gang var det eksklusive domenet til profesjonell TV er nå tilgjengelig for hobbyister. De nyeste videokameraene har absolutt mye å tilby og for de som ønsker å fange en bursdag ellerkonsert og oppstart av ambisiøse videoprosjekter.
