I de fleste lande i verden er videokameraer for længst blevet almindelige. Folk tager dem med til skuespil, sportsbegivenheder, familiesammenkomster og endda fødsler. På et sted, der er populært blandt turister, kan de ses over alt. Videokameraer har fået et stærkt fodfæste i USA, Japan og mange andre lande, da de repræsenterer en meget efterspurgt teknologi.
Men hvordan kan sådan en lille enhed gøre så meget? Dem, der er født før 1980'erne, er overraskede over, at kvalitetsmodeller nu er let tilgængelige, og at de er så nemme at bruge. Denne artikel beskriver betjeningsprincippet og videokameraets enhed.
Grundlæggende konstruktion
Et konventionelt analogt videokamera består af to hoveddele:
- Sektion inklusive CCD, objektiv og zoom-, fokus- og irisstyringsmotorer;
- en mindre videobåndoptager.
Sådan fungerer videokameraeter, at den modtager visuel information og gør den til et elektronisk signal. En videobåndoptager ligner en almindelig tv-tilsluttet optager: den modtager et signal og optager det på en kassette.
Den tredje komponent, søgeren, modtager også videobilledet, så brugeren kan se, hvad der bliver filmet. Dette er et lille sort/hvid eller farvedisplay, men mange moderne modeller er udstyret med store fuldfarve LCD-skærme. Der er mange formater af analoge videokameraer med mange ekstra funktioner, men det beskrevne design er det vigtigste. De er forskellige med hensyn til, hvilke kassetter de bruger.
Enheden og funktionsprincippet for digitale videokameraer ligner analoge, men de har et ekstra element, der konverterer information til databytes. I stedet for at optage videosignalet som en kontinuerlig sekvens af magnetiske impulser, lagres det som nuller og etaller. Digitale videokameraer er populære, fordi de gør det nemt at kopiere videoer uden at miste nogen information. Analog optagelse "forsvinder" med hver kopi - det originale signal gengives ikke nøjagtigt. Videoinformation i digital form kan downloades til en computer, hvor den kan redigeres, kopieres, sendes via e-mail osv.
Billedsensor
Som et kamera "ser" et videokamera verden gennem en linse. Optik er nødvendig for at fokusere lyset fra scenen på filmen behandlet med lysfølsomme kemikalier. Dermed fanger kameraet, hvad der erforan ham. Den opsamler mere lys fra de lyse dele af scenen og mindre fra de mørke. Linsen på et videokamera tjener også til at fokusere, men i stedet for film bruger den en lille halvleder billedsensor. Denne sensor registrerer lys ved hjælp af en række af millioner af små fotodioder. Hver af dem måler antallet af fotoner, der rammer et bestemt punkt og omsætter denne information til elektroner (elektriske ladninger): et lysere billede er repræsenteret af en højere ladning og et mørkere billede af et lavere. Ligesom en kunstner maler en scene ved at fremhæve mørke områder med lyse områder, skaber en sensor video ved at registrere lysintensiteten. Under afspilning styrer denne information lysstyrken af displaypixel.
Selvfølgelig giver måling af lysstrømmen kun et sort/hvidt billede. For at få farve skal du bestemme ikke kun det overordnede belysningsniveau, men også niveauerne for hver farve. Hele spektret kan genskabes ved at kombinere kun 3 af dem - rød, grøn og blå. Derfor er funktionsprincippet for videokameraer baseret på kun at bruge disse farver.
Nogle modeller opdeler signalet i 3 versioner af det samme billede for rødt, grønt og blåt lysniveau. Hver af dem er fanget af sin egen chip. De lægges derefter sammen, og de primære farver blandes for at skabe et fuldfarvebillede.
Denne enkle metode producerer rig video i høj opløsning.
Photodiode CCD'er er dyre og bruger meget strøm og bruger meget3 sensorer øger produktionsomkostningerne markant. De fleste videokameraer er kun udstyret med én sensor med permanente farvefiltre til individuelle fotodioder. Nogle af dem måler kun røde niveauer, nogle kun grønne niveauer, og resten måler blå niveauer. Farverne er fordelt i et gittermønster (såsom et Bayer-filter), så videokameraets processor kan få en idé om farveniveauerne i alle dele af skærmen. Denne metode kræver interpolation af data modtaget af hver fotodiode ved at analysere informationen modtaget af dens naboer.
Signalformning
Fordi videokameraer optager levende billeder, har deres sensorer ekstra dele, som ikke findes i digitale kamerasensorer. For at skabe et videosignal skal de tage mange billeder hvert sekund, som derefter kombineres, hvilket giver indtryk af bevægelse.
For at gøre dette optager videokameraet et billede og optager det interlaced. Bag billedsensoren er der endnu et sensorlag. For hvert felt overføres videoafgifter til det og transmitteres derefter sekventielt. I et analogt videokamera sendes dette signal til en videobåndoptager, som optager det (sammen med farveinformation) på videobånd i form af magnetiske impulser. Mens det andet lag transmitterer data, tager det første det næste billede.
Funktionsprincippet for et videokamera af digital type er grundlæggende det samme, bortset fra at i det sidste trin konverterer analog-til-digital-konverteren signalet til databytes. Kameraet optager dem på medier, som kan være magnetbånd, hårdedisk, DVD eller flash-hukommelse. Interlaced digitale modeller gemmer hver frame som to felter på samme måde som analoge modeller. Kameraer med progressiv scanning optager video billede-for-billede.
Lens
Som tidligere nævnt er det første trin i at optage et videobillede at fokusere lyset på sensoren. Funktionsprincippet for kameralinsen er som følger. For at kameraet kan fange et klart billede af objektet foran det, er det nødvendigt at fokusere optikken, det vil sige flytte den, så strålerne, der kommer fra motivet, falder nøjagtigt på sensoren. Ligesom kameraer giver videokameraer dig mulighed for at flytte objektivet for at fokusere lyset.
Autofokus
De fleste mennesker har brug for at flytte og optage forskellige motiver på forskellige afstande, og konstant omfokusering er ekstremt vanskelig. Det er derfor, alle videokameraer har en autofokus-enhed. Dette er norm alt en infrarød stråle, der hopper af genstande i midten af billedet og vender tilbage til kamerasensoren.
For at bestemme afstanden til objektet, beregner processoren, hvor lang tid det tager for strålen at reflektere og returnere, gange denne værdi med lysets hastighed og dividere produktet med to (fordi det har tilbagelagt afstanden to gange - til objektet og tilbage). Videokameraet har en lille motor, der flytter optikken for at fokusere dem til en beregnet afstand. Dette fungerer norm alt ganske godt, men nogle gange er du nødt til at omdefinere afstanden - for eksempel når du vil fokusere på noget, der ikke er i midten af billedet,fordi autofokus reagerer på det, der er direkte foran objektivet.
Optisk og digital zoom
Videokameraer er også udstyret med et zoomobjektiv. Dette giver dig mulighed for at zoome ind på scenen ved at øge brændvidden (mellem optikken og filmen eller sensoren). Det optiske zoomobjektiv er en enkelt enhed, der giver dig mulighed for at flytte fra en forstørrelse til en anden. Zoomområdet angiver den maksimale og minimale forstørrelse. For at gøre zoom nemmere at bruge, er de fleste videokameraer udstyret med en motor, der flytter optikken som svar på et tryk på en knap på håndtaget. En af fordelene ved dette er, at du nemt kan styre forstørrelsen uden at bruge en sekundviser. Derudover bevæger motoren objektivet med konstant hastighed, og zoomen er mere jævn. Motoren dræner dog batteriet.
Nogle videokameraer har en såkaldt. digital zoom. Brugere fraråder at bruge det, da det slet ikke er forbundet med objektivet, men blot forstørrer den del af billedet, der optages af sensoren. Dette ofrer opløsning, da kun en del af sensorområdet bruges. Som et resultat er videoen mindre tydelig.
Eksponering
En af kameraets fantastiske funktioner er den automatiske justering til forskellige lysniveauer. Sensoren er meget følsom over for over- eller undereksponering, fordi rækkevidden af signaler fra hver fotodiode er begrænset. Videokameraet overvåger deres niveau og justerer blænden for at reducere ellerøger lysstrømmen gennem linserne. Processoren bevarer en god kontrast til enhver tid, så billederne ikke ser for mørke eller udvaskede ud.
Princippet for drift af overvågningskameraer
Sådanne kameraer vil være nyttige for dem, der ønsker at vide, hvad der sker under deres fravær. Behovet for dem kan opstå af forskellige årsager. For eksempel vil forældre måske se en sovende baby og mindske risikoen for et farligt fald ud af vuggen. Og kameraer rundt omkring i huset vil lade dig se folk komme til hoveddøren og måske endda hjælpe dig med at finde tyven.
Kameraets output transmitteres, behandles, konverteres tilbage til et billede og optages om nødvendigt. Video kan transmitteres over et koaksialkabel eller parsnoet, såvel som over et trådløst netværk. Signalbehandlingen udføres i en videooptager, server eller pc med videooptagelseskort. Billedet vises på skærmen.
Princippet for drift af udendørs overvågningskameraer er, at de installeres på porte, bygninger og andre strukturer for at overvåge, hvad der sker i re altid. Som regel er der tale om store, iøjnefaldende apparater, hvis selve synet gør det klart for udenforstående, at de er under overvågning.
Princippet for drift af trådløse videokameraer er baseret på udsendelse af billeder over et trådløst netværk. Andre enheder såsom Wi-Fi-routere og mobiltelefoner er dog i stand til at afbryde deres signal. Derudover kan den trådløse transmission blive opsnappet, hvilketi strid med sikkerhedsmålene. Brugere rådes derfor til at sikre sig, at signalet er sikkert krypteret.
Betjeningsprincippet for skjulte kameraer er baseret på brugen af punktobjektiver med et udgangshul på flere millimeter og en bred betragtningsvinkel. Dette giver dig mulighed for at installere dem i husholdningsapparater og interiørartikler.
Tips til valg af analoge formater
Analoge kameraer optager video og lyd som et analogt båndspor. Eksperter anbefaler ikke at bruge dem, for ved kopiering falder kvaliteten af billedet og lyden uundgåeligt. Derudover mangler analoge formater en række digitale videokamerafunktioner. Den største forskel mellem de to er kassettetypen og opløsningen. Hovedformaterne for analoge videokameraer er:
- VHS-standard. Denne type kamera bruger det samme magnetbånd som konventionelle videobåndoptagere. Dette gør det nemmere at se optagelserne. Disse kassetter er billige og giver lange optagetider. Den største ulempe ved VHS-formatet er behovet for et omfangsrigt videokameradesign. Opløsningen er 230-250 vandrette linjer, hvilket er den nedre grænse for denne type enhed.
- VHS-C-kameraer bruger standard VHS-bånd, men i en mere kompakt kassette. Optagelsen kan afspilles på en almindelig videobåndoptager, men kræver en adapter i fuld størrelse. Funktionen af et VHS-C videokamera ligner i princippet VHS. Den mindre kassettestørrelse tillader detskabe mere kompakte strukturer, men optagetiden reduceres til 30-45 minutter.
- Super VHS-kameraer har omtrent samme størrelse som VHS, fordi de bruger patroner i samme format. Forskellen er, at skriveopløsningen er 380-400 linjer. Disse bånd kan ikke afspilles på en videobåndoptager, men selve kameraet kan tilsluttes direkte til et tv.
- Super VHS-C er i overensstemmelse med VHS-standarden, men er en mere kompakt version med en mindre patron.
- 8mm videokameraer har også små kassetter. Dette giver mulighed for at producere mindre modeller, der leverer opløsninger, der matcher VHS-standarden med lidt bedre lydkvalitet. Optagelsesvarighed - omkring 2 timer.
- Hi-8 standard svarer til 8 mm, men giver meget højere opløsning, omkring 400 linjer.
Tips til valg af digitale formater
Betjeningsprincippet for digitale videokameraer adskiller sig fra analoge ved, at informationen i dem optages i digital form, så billedet gengives uden tab af kvalitet. Sådan en video kan downloades til en computer, hvor den kan redigeres eller publiceres på internettet. Den har meget bedre opløsning. Følgende formater er meget udbredte:
- MiniDV har kompakte kassetter, der rummer 60-90 minutters optagelser ved 500 linjer. Denne type kamera er ekstremt let og kompakt. Det er muligt at tage stillbilleder.
- Sony MicroMV-formatfungerer på samme måde, men bruger mindre kassetter.
- Digital8 bruger standard Hi-8mm-bånd til 60 minutters optagelse. Modeller af denne type er norm alt lidt større end DV.
- DVD-kameraer gemmer video direkte på små optiske diske. Den største fordel ved dette format er, at hver session optages som et separat spor. I stedet for at spole tilbage og frem, kan du hoppe direkte til den ønskede del af videoen. Bortset fra det er DVD-videokameraer ret tæt på MiniDV-modeller, men kan gemme mere video fra 30 minutter til 2 timer.
- DVD-R og DVD-RAM er 3/4 af størrelsen på DVD-diske. Ulempen er, at du kun kan skrive til dem én gang. De kan ikke afspilles på konventionelle DVD-afspillere. Ligesom MiniDV-kassetter skal du enten bruge kameraet som afspiller eller kopiere filmen til et andet format.
- Hukommelseskort er den mest populære måde at optage video på. Klip gemmes direkte på solid-state-kort såsom flash-hukommelse, Memory Stick eller SD.
Afslutningsvis
I dag kan alle købe et billigt kamera, og redigeringsprogrammer forenkler redigeringsprocessen i en sådan grad, at alle hurtigt kan mestre det.
Selv analoge modeller af lav kvalitet har mange nyttige funktioner, som er nemme at lære og lave kvalitetsfilm. Teknologi, der engang var det eksklusive domæne for professionelt tv, er nu tilgængelig for hobbyfolk. De nyeste videokameraer har helt sikkert meget at byde på og for dem, der ønsker at fange en fødselsdag ellerkoncert og opstart af ambitiøse videoprojekter.
