A világ legtöbb országában a videokamerák már régóta általánossá váltak. Az emberek elviszik őket iskolai előadásokra, sporteseményekre, családi összejövetelekre és még születésekre is. A turisták által kedvelt helyen mindenhol láthatóak. A videokamerák erős lábra találtak az Egyesült Államokban, Japánban és sok más országban, mivel nagyon keresett technológiát képviselnek.
De hogyan képes egy ilyen kis készülék ennyire? Az 1980-as évek előtt születettek meglepődnek azon, hogy ma már minőségi modellek állnak rendelkezésre, és hogy ilyen könnyen használhatóak. Ez a cikk a videokamera működési elvét és eszközét ismerteti.
Alapfelépítés
A hagyományos analóg videokamera két fő részből áll:
- Részlet, amely CCD-t, objektívet és zoomot, fókusz- és íriszvezérlő motorokat tartalmaz;
- a kicsinyített videomagnó.
A videokamera működéseaz, hogy vizuális információt fogad, és azt elektronikus jellé alakítja. A videomagnó hasonló a hagyományos TV-hez csatlakoztatott felvevőhöz: jelet vesz, és kazettára rögzíti.
A harmadik komponens, a kereső is fogadja a videóképet, így a felhasználó láthatja, miről készül a film. Ez egy kis fekete-fehér vagy színes kijelző, de sok modern modell nagy, színes LCD képernyővel van felszerelve. Az analóg kameráknak számos formátuma létezik számos további funkcióval, de a leírt kialakítás a fő. Abban különböznek, hogy milyen kazettákat használnak.
A digitális videokamerák eszköze és működési elve hasonló az analógokéhoz, de van egy további elemük, amely az információkat adatbájtokká alakítja. Ahelyett, hogy a videojelet mágneses impulzusok folyamatos sorozataként rögzítenék, nullák és egyesekként tárolódnak. A digitális kamerák népszerűek, mert egyszerűvé teszik a videók másolását információvesztés nélkül. Az analóg felvétel minden másolattal "eltűnik" - az eredeti jel nem reprodukálódik pontosan. A videó információ digitális formában letölthető számítógépre, ahol szerkeszthető, másolható, e-mailben elküldhető stb.
Képérzékelő
A fényképezőgéphez hasonlóan a kamera lencsén keresztül "látja" a világot. Optikára van szükség ahhoz, hogy a színpadról érkező fényt a fényérzékeny vegyszerekkel kezelt filmre fókuszálják. Így a kamera azt rögzíti, ami vanvele szemben. Több fényt gyűjt a jelenet világos részeiről, és kevesebbet a sötét részekről. A videokamera lencséje is az élességállítást szolgálja, de film helyett kisméretű félvezető képérzékelőt használ. Ez az érzékelő több millió apró fotodióda segítségével érzékeli a fényt. Mindegyik méri az adott pontot eltaláló fotonok számát, és ezt az információt elektronokká (elektromos töltésekké) fordítja le: a világosabb képet magasabb, a sötétebb képet pedig alacsonyabb töltés jelképezi. Ahogy a művész úgy fest egy jelenetet, hogy a sötét területeket világos területekkel emeli ki, az érzékelő a fényintenzitás érzékelésével videót készít. Lejátszás közben ez az információ szabályozza a kijelző képpontjainak fényerejét.
Természetesen a fényáram mérése csak fekete-fehér képet ad. A szín megszerzéséhez nemcsak az általános megvilágítási szintet kell meghatároznia, hanem az egyes színekhez tartozó szinteket is. A teljes spektrum újrateremthető, ha mindössze 3 darabot – pirosat, zöldet és kéket – kombinálunk. Ezért a videokamerák működési elve csak ezen színek használatán alapul.
Egyes modellek a jelet ugyanazon kép 3 változatára osztják fel a vörös, zöld és kék fényszinthez. Mindegyiket a saját chipje rögzíti. Ezután összeadják őket, és az elsődleges színeket összekeverik, hogy teljes színes képet hozzanak létre.
Ez az egyszerű módszer gazdag, nagy felbontású videót készít.
A Photodióda CCD-k drágák, sok energiát fogyasztanak és használnakA 3 érzékelő jelentősen megnöveli a gyártási költségeket. A legtöbb videokamera csak egy érzékelővel van felszerelve állandó színszűrőkkel az egyes fotodiódákhoz. Némelyikük csak vörös szintet mér, van, amelyik csak zöld szintet, a többi pedig kék szintet. A színek rácsmintázatban vannak elosztva (például Bayer-szűrő), így a kamera processzora képet kaphat a képernyő minden részének színszintjéről. Ez a módszer megköveteli az egyes fotodiódák által kapott adatok interpolációját a szomszédok által kapott információk elemzésével.
Jelalakítás
Mivel a videokamerák mozgóképeket rögzítenek, érzékelőikben további olyan elemek is vannak, amelyek nem találhatók meg a digitális fényképezőgépek érzékelőiben. Videojel létrehozásához másodpercenként sok felvételt kell készíteniük, amelyeket aztán kombinálnak, mozgás benyomását keltve.
Ehhez a kamera rögzít egy keretet, és váltott soros felvételt készít. A képérzékelő mögött egy másik szenzorréteg található. Minden mező esetében a videodíjak átkerülnek rá, majd sorban továbbítják őket. Egy analóg videokamerában ezt a jelet egy videomagnóra küldik, amely (a színinformációkkal együtt) mágneses impulzusok formájában rögzíti videoszalagra. Amíg a második réteg adatokat továbbít, az első a következő képet rögzíti.
A digitális típusú videokamera működési elve alapvetően ugyanaz, kivéve, hogy az utolsó lépésben az analóg-digitális átalakító a jelet adatbájtokká alakítja. A kamera rögzíti őket adathordozóra, amely lehet mágnesszalag, keménylemez, DVD vagy flash memória. A váltottsoros digitális modellek az analóg modellekhez hasonlóan minden képkockát két mezőként tárolnak. A progresszív pásztázású kamerák kockánként rögzítik a videót.
Lencse
Amint korábban említettük, a videokép rögzítésének első lépése a fény fókuszálása az érzékelőre. A kamera lencséjének működési elve a következő. Ahhoz, hogy a kamera tiszta képet tudjon rögzíteni az előtte lévő tárgyról, az optikát kell fókuszálni, vagyis úgy mozgatni, hogy a tárgyból kiinduló sugarak pontosan az érzékelőre esjenek. A kamerákhoz hasonlóan a kamerák is lehetővé teszik az objektív mozgatását a fény fókuszálásához.
Autofókusz
A legtöbb embernek különböző távolságra kell mozgatnia és fényképeznie kell a különböző témákat, és a folyamatos újrafókuszálás rendkívül nehéz. Ezért van minden videokamera autofókuszos eszközzel. Ez általában egy infravörös sugár, amely a keret közepén lévő tárgyakról visszaverődik, és visszatér a kamera érzékelőjéhez.
A tárgy távolságának meghatározásához a processzor kiszámítja, hogy mennyi ideig tart a sugár visszaverődése és visszatérése, megszorozza ezt az értéket a fénysebességgel, és elosztja a szorzatot kettővel (mivel a távolságot kétszer tette meg - a tárgyhoz és vissza). A kamerának van egy kis motorja, amely mozgatja az optikát, hogy kiszámított távolságra fókuszálja azokat. Ez általában elég jól működik, de néha újra kell definiálni a távolságot - például ha valamire akarsz fókuszálni, ami nem a képkocka közepén van,mert az autofókusz arra reagál, ami közvetlenül az objektív előtt van.
Optikai és digitális zoom
A kamerák zoomobjektívvel is fel vannak szerelve. Ez lehetővé teszi a jelenet nagyítását a gyújtótávolság növelésével (az optika és a film vagy az érzékelő között). Az optikai zoomobjektív egyetlen egység, amely lehetővé teszi, hogy az egyik nagyításról a másikra váltson. A zoom tartomány a maximális és minimális nagyítást jelzi. A zoom használatának megkönnyítése érdekében a legtöbb videokamera motorral van felszerelve, amely a fogantyún lévő gomb megnyomására mozgatja az optikát. Ennek egyik előnye, hogy egyszerűen, másodpercmutató használata nélkül is szabályozható a nagyítás. Ráadásul a motor állandó sebességgel mozgatja az objektívet, a zoom pedig egyenletesebb. A motor azonban lemeríti az akkumulátort.
Egyes videokamerákban van ún. digitális zoom. A felhasználók nem javasolják a használatát, mivel egyáltalán nem kapcsolódik az objektívhez, hanem egyszerűen kinagyítja a szenzor által rögzített kép részét. Ez feláldozza a felbontást, mivel az érzékelő területének csak egy része kerül felhasználásra. Ennek eredményeként a videó kevésbé tiszta.
Expozíció
A fényképezőgép egyik nagyszerű tulajdonsága a különböző fényszintekhez való automatikus beállítás. Az érzékelő nagyon érzékeny a túl- vagy alulexponálásra, mivel az egyes fotodiódákból érkező jelek tartománya korlátozott. A kamera figyeli a szintjüket, és úgy állítja be a rekesznyílást, hogy csökkentse, illnöveli a fény áramlását a lencséken keresztül. A processzor mindig jó kontrasztot tart fenn, hogy a képek ne tűnjenek túl sötétnek vagy elmosódottnak.
A térfigyelő kamerák működési elve
Az ilyen kamerák hasznosak lesznek azok számára, akik tudni akarják, mi történik távollétük alatt. Különféle okok miatt merülhet fel rájuk az igény. Előfordulhat például, hogy a szülők figyelni szeretnének egy alvó csecsemőt, és csökkenthetik annak kockázatát, hogy veszélyesen kiessen a kiságyból. A ház körüli kamerák pedig látni fogják a bejárati ajtóhoz érkező embereket, és talán még a betörő megtalálásában is segítenek.
A kamera kimenetét továbbítja, feldolgozza, képpé alakítja vissza, és szükség esetén rögzíti. A videó továbbítható koaxiális kábelen vagy sodrott érpáron, valamint vezeték nélküli hálózaton keresztül. A jelfeldolgozást videórögzítőn, szerveren vagy videorögzítő kártyával ellátott számítógépen végzik. A kép megjelenik a monitoron.
A kültéri térfigyelő kamerák működési elve az, hogy kapukra, épületekre és egyéb építményekre szerelik fel, hogy valós időben figyeljék a történéseket. Általában nagyméretű, feltűnő eszközökről van szó, amelyek látványától a kívülállók számára egyértelművé válik, hogy megfigyelés alatt állnak.
A vezeték nélküli videokamerák működési elve a képek vezeték nélküli hálózaton történő sugárzásán alapul. Más eszközök, például Wi-Fi útválasztók és mobiltelefonok azonban képesek megszakítani a jelüket. Ezenkívül a vezeték nélküli átvitel elfogható, amiellentétes a biztonsági célokkal. Ezért a felhasználóknak azt tanácsoljuk, hogy bizonyosodjanak meg arról, hogy a jel biztonságosan titkosítva van.
A rejtett kamerák működési elve több milliméteres kimeneti nyílású, széles betekintési szögű pontszerű lencsék használatán alapul. Ez lehetővé teszi, hogy beépítsd őket háztartási készülékekbe és belső tárgyakba.
Tippek az analóg formátumok kiválasztásához
Az analóg kamerák analóg szalagsávként rögzítik a videót és a hangot. Használatukat a szakemberek nem javasolják, mert másoláskor óhatatlanul romlik a kép és a hang minősége. Ezenkívül az analóg formátumokból hiányzik számos digitális videokamera funkció. A fő különbség a kettő között a kazetta típusa és a felbontás. Az analóg kamerák fő formátumai:
- VHS szabvány. Ez a típusú kamera ugyanazt a mágnesszalagot használja, mint a hagyományos videomagnók. Ez megkönnyíti a felvételek megtekintését. Ezek a kazetták olcsók és hosszú felvételi időt biztosítanak. A VHS formátum fő hátránya a terjedelmes videokamera kialakításának szükségessége. A felbontás 230-250 vízszintes vonal, ami az ilyen típusú készülékek alsó határa.
- A VHS-C kamerák szabványos VHS szalagot használnak, de kompaktabb kazettában. A felvétel normál videomagnón is lejátszható, de teljes méretű adapter szükséges hozzá. Elvileg a VHS-C videokamera működése hasonló a VHS-hez. A kisebb kazettaméret lehetővé teszikompaktabb szerkezeteket hozhat létre, de a felvételi idő 30-45 percre csökken.
- A Super VHS kamerák nagyjából akkora méretűek, mint a VHS, mert azonos formátumú kazettákat használnak. A különbség annyi, hogy az írási felbontás 380-400 soros. Ezeket a kazettákat nem lehet lejátszani videomagnón, de maga a kamera közvetlenül csatlakoztatható a TV-hez.
- A Super VHS-C megfelel a VHS szabványnak, de egy kisebb kazettát használó kompaktabb változat.
- A 8 mm-es kamerák kis kazettákkal is rendelkeznek. Ez lehetővé teszi kisebb modellek gyártását, amelyek a VHS szabványnak megfelelő felbontást és valamivel jobb hangminőséget biztosítanak. A felvétel időtartama - körülbelül 2 óra.
- A Hi-8 szabvány hasonló a 8 mm-hez, de sokkal nagyobb felbontást biztosít, körülbelül 400 sort.
Tippek a digitális formátumok kiválasztásához
A digitális videokamerák működési elve abban különbözik az analóg kameráktól, hogy a bennük lévő információkat digitális formában rögzítik, így a kép minőségromlás nélkül reprodukálódik. Egy ilyen videó letölthető számítógépre, ahol szerkeszthető vagy közzétehető az interneten. Sokkal jobb a felbontása. A következő formátumokat használják széles körben:
- A MiniDV kompakt kazettákat tartalmaz, amelyek 60-90 percnyi felvételt tárolnak 500 soron. Ez a fajta fényképezőgép rendkívül könnyű és kompakt. Állóképek készítése lehetséges.
- Sony MicroMV formátumugyanúgy működik, de kisebb kazettákat használ.
- A Digital8 szabványos Hi-8 mm-es szalagot használ 60 perces rögzítéshez. Az ilyen típusú modellek általában valamivel nagyobbak, mint a DV.
- A DVD-kamerák közvetlenül kisméretű optikai lemezekre mentik a videót. Ennek a formátumnak az a fő előnye, hogy minden munkamenet külön sávként kerül rögzítésre. A vissza- és előretekerés helyett közvetlenül a videó kívánt részére ugorhat. Ettől eltekintve a DVD-kamerák nagyon közel állnak a MiniDV modellekhez, de több videó tárolására alkalmasak 30 perctől 2 óráig.
- A DVD-R és a DVD-RAM a DVD-lemezek méretének 3/4-e. Hátránya, hogy csak egyszer írhatsz nekik. Hagyományos DVD-lejátszókon nem játszhatók le. A MiniDV kazettákhoz hasonlóan a kamerát vagy lejátszóként kell használnia, vagy a filmet más formátumba kell másolnia.
- A memóriakártya a legnépszerűbb módja a videó rögzítésének. A klipeket közvetlenül szilárdtest-kártyákra, például flash memóriára, Memory Stick vagy SD kártyára menti a rendszer.
Befejezésül
Ma mindenki vásárolhat olcsó fényképezőgépet, a szerkesztőprogramok pedig olyan mértékben leegyszerűsítik a szerkesztési folyamatot, hogy mindenki gyorsan elsajátíthatja.
Még az alacsony minőségű analóg modellek is számos hasznos funkcióval rendelkeznek, amelyek könnyen megtanulhatók és minőségi filmeket készíthetnek. Az egykor a professzionális televíziózás kizárólagos területe volt a technológia, amely ma már elérhető a hobbik számára. A legújabb videokamerák minden bizonnyal rengeteget kínálnak és azoknak, akik születésnapot, illkoncert, valamint ambiciózus videóprojektek indulása.
