U većini zemalja svijeta videokamere su odavno postale uobičajene. Ljudi ih vode na školske predstave, sportske događaje, obiteljska okupljanja, pa čak i rođenja. Na mjestu popularnom među turistima, mogu se vidjeti posvuda. Kamkorderi su stekli snažno uporište u SAD-u, Japanu i mnogim drugim zemljama jer predstavljaju vrlo traženu tehnologiju.
Ali kako tako mali uređaj može učiniti toliko? Oni rođeni prije 1980-ih iznenađeni su što su kvalitetni modeli sada lako dostupni i što su tako jednostavni za korištenje. Ovaj članak opisuje princip rada i uređaj video kamere.
Osnovna konstrukcija
Konvencionalna analogna video kamera sastoji se od dva glavna dijela:
- Odjeljak uključujući CCD, objektiv i motore za zumiranje, fokus i iris;
- videorekorder smanjene veličine.
Kako radi video kameraje da prima vizualne informacije i pretvara ih u elektronički signal. Videorekorder je sličan običnom snimaču spojenom na TV: prima signal i snima ga na kasetu.
Treća komponenta, tražilo, također prima video sliku, tako da korisnik može vidjeti što se snima. Ovo je mali crno-bijeli zaslon ili zaslon u boji, ali mnogi moderni modeli opremljeni su velikim LCD zaslonima u punoj boji. Postoje mnogi formati analognih kamkordera s mnogo dodatnih značajki, ali opisani dizajn je glavni. Razlikuju se po tome koje kasete koriste.
Uređaj i princip rada digitalnih video kamera slični su analognim, ali imaju dodatni element koji pretvara informacije u bajtove podataka. Umjesto snimanja video signala kao kontinuiranog niza magnetskih impulsa, on se pohranjuje kao nule i jedinice. Digitalni kamkorderi su popularni jer olakšavaju kopiranje videozapisa bez gubitka informacija. Analogno snimanje "nestaje" sa svakom kopijom - izvorni signal nije točno reproduciran. Video informacije u digitalnom obliku mogu se preuzeti na računalo, gdje se mogu uređivati, kopirati, slati e-poštom, itd.
Senzor slike
Kao fotoaparat, kamkorder "vidi" svijet kroz objektiv. Optika je potrebna za fokusiranje svjetlosti s pozornice na film tretiran fotoosjetljivim kemikalijama. Dakle, kamera bilježi ono što jestispred njega. Sakuplja više svjetla sa svijetlih dijelova scene, a manje iz tamnih. Objektiv video kamere također služi za fokusiranje, ali umjesto filma koristi mali poluvodički senzor slike. Ovaj senzor detektira svjetlost pomoću niza od milijuna sićušnih fotodioda. Svaki od njih mjeri broj fotona koji su pogodili određenu točku i tu informaciju prevodi u elektrone (električne naboje): svjetlija slika je predstavljena većim nabojem, a tamnija slika nižim. Baš kao što umjetnik slika scenu naglašavajući tamna područja svijetlim područjima, senzor stvara video otkrivajući intenzitet svjetla. Tijekom reprodukcije, ove informacije kontroliraju svjetlinu piksela zaslona.
Naravno, mjerenje svjetlosnog toka daje samo crno-bijelu sliku. Da biste dobili boju, morate odrediti ne samo ukupnu razinu osvjetljenja, već i razine za svaku boju. Cijeli spektar može se ponovno stvoriti kombiniranjem samo 3 od njih - crvene, zelene i plave. Stoga se princip rada video kamera temelji na korištenju samo ovih boja.
Neki modeli dijele signal u 3 verzije iste slike za razine crvene, zelene i plave svjetlosti. Svaki od njih je zarobljen vlastitim čipom. Zatim se zbrajaju i primarne boje se miješaju kako bi se stvorila slika u punoj boji.
Ova jednostavna metoda proizvodi bogati videozapis visoke razlučivosti.
Photodiode CCD-ovi su skupi i troše puno energije i koriste se3 senzora uvelike povećavaju troškove proizvodnje. Većina video kamera opremljena je samo jednim senzorom s trajnim filterima u boji za pojedinačne fotodiode. Neki od njih mjere samo razine crvene, neki samo zelene, a ostali mjere plave razine. Boje su raspoređene u obliku mreže (kao što je Bayer filter) tako da procesor kamkordera može dobiti predodžbu o razinama boja u svim dijelovima zaslona. Ova metoda zahtijeva interpolaciju podataka koje prima svaka fotodioda analizom informacija koje primaju njezini susjedi.
Oblikovanje signala
Budući da kamkorderi snimaju pokretne slike, njihovi senzori imaju dodatne dijelove koji se ne nalaze u senzorima digitalnih fotoaparata. Da bi stvorili video signal, moraju snimiti mnogo snimaka svake sekunde, koje se zatim kombiniraju, dajući dojam kretanja.
Da biste to učinili, kamkorder snima kadar i snima ga isprepleteno. Iza senzora slike nalazi se još jedan sloj senzora. Za svako polje, video naplate se prenose na njega i zatim uzastopno prenose. U analognoj video kameri, taj se signal šalje na videorekorder, koji ga (zajedno s informacijama o boji) snima na video vrpcu u obliku magnetskih impulsa. Dok drugi sloj prenosi podatke, prvi snima sljedeću sliku.
Princip rada digitalne video kamere je u osnovi isti, osim što u zadnjem koraku analogno-digitalni pretvarač pretvara signal u bajtove podataka. Kamera ih snima na medij, koji može biti magnetna traka, tvrdidisk, DVD ili flash memorija. Prepleteni digitalni modeli pohranjuju svaki okvir kao dva polja na isti način kao i analogni modeli. Kamere s progresivnim skeniranjem snimaju video kadar po kadar.
Leća
Kao što je ranije spomenuto, prvi korak u snimanju video slike je fokusiranje svjetla na senzor. Princip rada objektiva kamere je sljedeći. Kako bi kamera uhvatila jasnu sliku objekta ispred sebe, potrebno je fokusirati optiku, odnosno pomaknuti je tako da zrake koje izlaze iz subjekta padaju točno na senzor. Poput fotoaparata, kamkorderi vam omogućuju pomicanje objektiva kako biste fokusirali svjetlost.
Autofokus
Većina ljudi treba se pomicati i snimati različite objekte na različitim udaljenostima, a stalno je ponovno fokusiranje iznimno teško. Zato svi kamkorderi imaju uređaj za automatsko fokusiranje. To je obično infracrvena zraka koja se odbija od objekata u središtu kadra i vraća se senzoru kamere.
Da bi odredio udaljenost do objekta, procesor izračunava koliko je vremena potrebno da se snop reflektira i vrati, pomnoži ovu vrijednost sa brzinom svjetlosti i podijeli proizvod s dva (jer je put prešao dva puta - do predmeta i natrag). Kamkorder ima mali motor koji pomiče optiku kako bi je fokusirao na izračunatu udaljenost. Ovo obično radi prilično dobro, ali ponekad morate redefinirati udaljenost - na primjer, kada želite da se fokusirate na nešto što nije u središtu kadra,jer autofokus reagira na ono što je izravno ispred leće.
Optički i digitalni zum
Kamkorderi su također opremljeni zum objektivom. To vam omogućuje zumiranje scene povećanjem žarišne duljine (između optike i filma ili senzora). Objektiv s optičkim zumom je jedna jedinica koja vam omogućuje prelazak s jednog povećanja na drugo. Raspon zumiranja označava maksimalno i minimalno povećanje. Radi lakšeg korištenja zuma, većina kamkordera opremljena je motorom koji pomiče optiku kao odgovor na pritisak gumba na ručki. Jedna od prednosti ovoga je da možete jednostavno kontrolirati povećanje bez korištenja druge ruke. Osim toga, motor pomiče objektiv konstantnom brzinom, a zum je glatkiji. Međutim, motor prazni bateriju.
Neki kamkorderi imaju tzv. digitalni zoom. Korisnici ne savjetuju korištenje, budući da uopće nije povezan s objektivom, već jednostavno povećava dio slike snimljen senzorom. Time se žrtvuje razlučivost jer se koristi samo dio područja senzora. Kao rezultat toga, video je manje jasan.
Izloženost
Jedna od sjajnih značajki kamere je automatska prilagodba različitim razinama svjetla. Senzor je vrlo osjetljiv na prekomjernu ili premalu ekspoziciju jer je raspon signala sa svake fotodiode ograničen. Kamkorder prati njihovu razinu i prilagođava otvor blende kako bi smanjio ilipovećanje protoka svjetlosti kroz leće. Procesor uvijek održava dobar kontrast tako da slike ne izgledaju previše tamne ili isprane.
Princip rada nadzornih kamera
Ovakve kamere bit će korisne onima koji žele znati što se događa tijekom njihove odsutnosti. Potreba za njima može se pojaviti iz različitih razloga. Na primjer, roditelji bi mogli htjeti gledati bebu koja spava i smanjiti rizik od opasnog pada iz krevetića. A kamere oko kuće omogućit će vam da vidite ljude kako dolaze na ulazna vrata i možda vam čak pomognu pronaći provalnika.
Izlaz kamere se prenosi, obrađuje, pretvara natrag u sliku i po potrebi snima. Video se može prenositi preko koaksijalnog kabela ili upletene parice, kao i preko bežične mreže. Obrada signala se provodi u videorekorderu, serveru ili osobnom računalu s video karticom. Slika se prikazuje na monitoru.
Princip rada vanjskih nadzornih kamera je da se postavljaju na kapije, zgrade i druge objekte kako bi pratili što se događa u stvarnom vremenu. U pravilu se radi o velikim, uočljivim uređajima, čiji sam pogled daje do znanja vanjskim osobama da su pod nadzorom.
Princip rada bežičnih video kamera temelji se na emitiranju slike preko bežične mreže. Međutim, drugi uređaji kao što su Wi-Fi usmjerivači i mobilni telefoni mogu prekinuti njihov signal. Osim toga, bežični prijenos može biti presretnut, štosuprotno sigurnosnim ciljevima. Stoga se korisnicima savjetuje da se uvjere da je signal sigurno šifriran.
Princip rada skrivenih kamera temelji se na korištenju točkastih leća s izlaznim otvorom od nekoliko milimetara i širokim kutom gledanja. To vam omogućuje da ih instalirate u kućanske aparate i predmete interijera.
Savjeti za odabir analognih formata
Analogne kamere snimaju video i audio kao analognu traku. Stručnjaci ne preporučuju njihovo korištenje, jer se prilikom kopiranja kvaliteta slike i zvuka neizbježno smanjuje. Osim toga, analognim formatima nedostaju brojne značajke digitalne video kamere. Glavna razlika između njih je vrsta kasete i razlučivost. Glavni formati analognih kamkordera su:
- VHS standard. Ova vrsta kamere koristi istu magnetsku vrpcu kao i konvencionalni videorekorderi. To olakšava gledanje snimke. Ove kasete su jeftine i pružaju dugo vrijeme snimanja. Glavni nedostatak VHS formata je potreba za glomaznim dizajnom kamkordera. Rezolucija je 230-250 vodoravnih linija, što je donja granica za ovu vrstu uređaja.
- VHS-C kamere koriste standardnu VHS vrpcu, ali u kompaktnijoj kaseti. Snimka se može reproducirati na običnom videorekorderu, ali je potreban adapter pune veličine. U principu, rad VHS-C kamkordera je sličan VHS-u. Manja veličina kazete dopuštastvoriti kompaktnije strukture, ali vrijeme snimanja je smanjeno na 30-45 minuta.
- Super VHS kamere su otprilike iste veličine kao VHS jer koriste spremnike istog formata. Razlika je u tome što je rezolucija pisanja 380-400 redaka. Ove se vrpce ne mogu reproducirati na videorekorderu, ali se sama kamera može spojiti izravno na TV.
- Super VHS-C odgovara VHS standardu, ali je kompaktnija verzija koja koristi manji uložak.
- 8mm kamkorderi također imaju male kazete. To omogućuje proizvodnju manjih modela koji isporučuju rezolucije koje odgovaraju VHS standardu uz nešto bolju kvalitetu zvuka. Trajanje snimanja - oko 2 sata.
- Hi-8 standard sličan je 8 mm, ali pruža mnogo veću rezoluciju, oko 400 linija.
Savjeti za odabir digitalnih formata
Princip rada digitalnih video kamera razlikuje se od analognih po tome što se podaci u njima snimaju u digitalnom obliku, tako da se slika reproducira bez gubitka kvalitete. Takav video može se preuzeti na računalo, gdje se može montirati ili objaviti na internetu. Ima puno bolju rezoluciju. Sljedeći formati se široko koriste:
- MiniDV sadrži kompaktne kazete koje drže 60-90 minuta snimke na 500 redaka. Ovaj tip fotoaparata je iznimno lagan i kompaktan. Moguće je snimanje fotografija.
- Sony MicroMV formatradi isto, ali koristi manje kasete.
- Digital8 koristi standardnu Hi-8mm traku za 60 minuta snimanja. Modeli ove vrste obično su nešto veći od DV.
- DVD kamere spremaju video izravno na male optičke diskove. Glavna prednost ovog formata je da se svaka sesija snima kao zasebna pjesma. Umjesto premotavanja unatrag i naprijed, možete skočiti izravno na željeni dio videa. Osim toga, DVD kamkorderi su prilično blizu MiniDV modelima, ali mogu pohraniti više videozapisa od 30 minuta do 2 sata.
- DVD-R i DVD-RAM su 3/4 veličine DVD diskova. Nedostatak je što im možete pisati samo jednom. Ne mogu se reproducirati na konvencionalnim DVD playerima. Poput MiniDV kazeta, trebate ili koristiti kameru kao player ili kopirati film u drugi format.
- Memorijska kartica je najpopularniji način snimanja videa. Isječci se spremaju izravno na solid-state kartice kao što su flash memorija, Memory Stick ili SD.
Zaključak
Danas svatko može kupiti jeftin fotoaparat, a programi za uređivanje pojednostavljuju proces uređivanja do te mjere da ga svatko može brzo savladati.
Čak i analogni modeli niske kvalitete imaju mnoge korisne značajke koje je lako naučiti i napraviti kvalitetne filmove. Tehnologija koja je nekoć bila ekskluzivna domena profesionalne televizije sada je dostupna hobistima. Najnoviji kamkorderi zasigurno imaju puno za ponuditi i za one koji žele zabilježiti rođendan odnkoncert i pokretanje ambicioznih video projekata.
