Видеокамера
Видеока́мера — комбинация телевизионной передающей камеры и устройства для видеозаписи[1][2][3]. Впоследствии слово «видеокамера» практически вытеснило слова «телевизионная камера» и «телекамера» (ТВ-камера), заменив их. Впервые слово «видеокамера» стало использоваться применительно к миниатюрным ручным телекамерам, предназначенным для записи домашнего видео на бытовой видеомагнитофон. После появления комбинации передающей ТВ-камеры и видеомагнитофона — камкордеров (англ. camcorder производное от camera/recorder), предназначенных для тележурналистики (англ. ENG — electronic news gathering), слово «видеокамера» вошло и в профессиональный обиход[4].
История
[править | править код]Первые телевизионные камеры использовали механическое устройство для сканирования изображения — диск Нипкова; они применялись в экспериментальных телевизионных передачах с 1910 по 1930 годы. После 1930-х годов систему Нипкова вытеснили полностью электронные конструкции на основе передающих телевизионных трубок, например, иконоскопа Владимира Зворыкина или диссектора Фило Фарнсуорта. Они широко использовались до 1980-х годов, пока их не начали вытеснять камеры с твердотельными датчиками изображения, на основе приборов с зарядовой связью или КМОП-матриц. Твердотельные датчики изображения позволили избавиться от известных проблем передающих трубок, например, выгорания светочувствительной мишени, а также позволили реализовать технологию цифрового видео.
Основой твердотельных датчиков изображения является технология металл-оксид-полупроводник (МОП)[5], которая берет своё начало от изобретения МОП-транзисторов в лабораториях Белла в 1959 году[6]. Её создание привело к разработке полупроводниковых датчиков изображения, включая ПЗС-матрицы, а затем КМОП-матрицы с активными пикселями[5]. Первым полупроводниковым датчиком изображения было устройство с зарядовой связью, изобретённое в лабораториях Белла в 1969 году[7] на базе конденсаторных МОП структур[5]. В 1985 году в компании Olympus был изобретён N-МОП датчик с активными пикселями[8][9][10], что привело к разработке в 1993 году в Лаборатории реактивного движения КМОП датчика с активными пикселями[11][9].
Созданию цифровых видеокамер также способствовали достижения в области сжатия видео, поскольку высокие требования, предъявляемые к объёмам памяти и пропускной способности каналов, делали работу с несжатым видео не реалистичной[12]. Наиболее важным алгоритмом сжатия в этом отношении является дискретное косинусное преобразование (ДКП)[12][13], метод сжатия с потерями, который впервые был предложен в 1972 году[14]. Появление реальных цифровых видеокамер стало возможно благодаря ДКП-стандартам сжатия видео, включая стандарты кодирования видео H.26x и MPEG, введённые с 1988 года[13].
Переход на цифровое телевидение дал толчок развитию цифровых видеокамер. К началу XXI века большинство видеокамер были цифровыми. С появлением цифрового захвата видео различие между профессиональными видеокамерами и кинокамерами исчезло, так как скачковый механизм остался тем же. В настоящее время камеры среднего диапазона, используемые исключительно для телевидения и других работ (кроме фильмов), называются профессиональными видеокамерами.
Телевизионная камера
[править | править код]Передаю́щая телевизио́нная ка́мера — устройство, предназначенное для преобразования оптического изображения, получаемого при помощи объектива на мишени вакуумной передающей трубки или на светочувствительной матрице в телевизионный видеосигнал или цифровой поток видеоданных.
Видеосигнал может передаваться по радио, кабельным сетям или по сети интернет, а также записываться на аналоговом или цифровом носителе для последующего воспроизведения. В течение многих лет основным форматом хранения видеозаписи была видеокассета, но постепенно вытеснялась оптическим диском, жёстким диском, а затем флеш-памятью.
Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.
Устройство
[править | править код]Современные видеокамеры являются компактными устройствами, сочетающими в себе объектив, устройство, формирующее видеосигнал или цифровой видеопоток, устройство для получения звукового сигнала (микрофон и усилитель) и устройство для сохранения видео- и звуковых данных, преимущественно на неподвижном носителе. Также видеокамера оснащается электронным видоискателем, представляющим собой компактный видеомонитор. Профессиональные видеокамеры кроме видеосигнала и звука записывают временной код, позволяющий впоследствии синхронизировать изображение с нескольких камер и звук. Большинство современных цифровых фотоаппаратов сочетают в себе функции видеокамеры, позволяя сохранять на карте памяти видеофайлы, в том числе высокой чёткости. Также видеокамерами оснащаются все современные сотовые телефоны. Видеокамеры, специально спроектированные для получения изображения кинематографического качества в стандартах цифрового кино, называются цифровыми кинокамерами и являются отдельным классом устройств.
Типы видеокамер
[править | править код]Видеокамеры делятся на три основные категории:
- бытовые:
- обладают небольшим весом, компактностью и простым управлением, что позволяет пользоваться ими любому человеку, не обладающему профессиональными навыками съёмки;
- профессиональные:
- камеры для профессионального использования на телевидении и в цифровом кинематографе, обычно значительного веса, от портативных, до устанавливаемых стационарно;
- специальные:
- узкоспециализированные, например медицинские видеокамеры (используемые в эндоскопии и других областях) или камеры видеонаблюдения. Как правило, имеют предельно упрощенную конструкцию и миниатюрные габариты;
По разрешению
[править | править код]- Стандартной чёткости (SD, Standard Definition):
- для аналоговых видеокамер: 576 строк при 25 fps (PAL) или 480 строк при 30 fps (NTSC);
- для цифровых видеокамер: 720x576 точек при 25 fps и 720x480 точек при 30 fps.[источник не указан 1629 дней]
- Высокой чёткости (HD, High Definition):
- HD Ready: 720 строк (1280x720 точек);
- Full HD: 1080 строк (1920x1080 точек);
Некоторые типы видеокамер могут использоваться для съёмки цифрового кино, но кинематографические стандарты разрешения 2К, 4K и другие, поддерживают только цифровые кинокамеры.
По формату носителя данных
[править | править код]- Аналоговые видеокамеры
- Цифровые видеокамеры с аналоговыми носителями
- Цифровые видеокамеры с цифровыми носителями
- Blu-ray
- Blu-ray/HDD
- CDCAM
- DVD
- DVD/HDD
- Флеш-память (встроенная или добавляемая)
- HDD
- HDV
- MICROMV
- MiniDV/DVCAM
- P2HD
- XDCAM
По формату записи данных
[править | править код]- DV (серия форматов ЦВК на аналоговых носителях);
- MPEG-2 (для flash-памяти, HDD и DVD дисков);
- формат AVCHD (кодек H.264 / AVC / MPEG-4 Part 10 для носителей данных HD DVD и Blu-ray Disc).
По количеству матриц
[править | править код]- трёхматричные;
- четырёхматричные;
- одноматричные;
Аксессуары
[править | править код]- Видеокамеры, наравне с встроенными микрофонами, могут иметь гнёзда для подключения внешних устройств.
- Интерфейсы передачи данных: аналоговые (S-Video) и цифровые (USB, FireWire/IEEE 1394/i-Link, HDMI).
- Штатив для видеокамеры.
- Операторская тележка.
- Операторский кран
- Стэдикам
- Осветительное оборудование.
- Светофильтры.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Телевидение, 2002, с. 451.
- ↑ MediaVision, 2014, с. 73.
- ↑ ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения . Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2007). Дата обращения: 15 августа 2013.
- ↑ Владимир Михайлов, Павел Шурбелев. Видеокамеры: от телевизионной камеры к видеокамере // «625» : журнал. — 2000. — № 9. Архивировано 16 октября 2012 года.
- ↑ 1 2 3 Williams, J. B. The Electronics Revolution: Inventing the Future (англ.). — Springer, 2017. — P. 245—248. — ISBN 9783319490885. Архивировано 10 ноября 2023 года.
- ↑ 1960: Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated (англ.) // The Silicon Engine : journal. — Computer History Museum. Архивировано 27 июля 2020 года.
- ↑ James R. Janesick. Scientific charge-coupled devices (англ.). — SPIE Press, 2001. — P. 3—4. — ISBN 978-0-8194-3698-6.
- ↑ Matsumoto, Kazuya; Nakamura, Tsutomu; Yusa, Atsushi; Nagai, Shohei. A new MOS phototransistor operating in a non-destructive readout mode (англ.) // Japanese Journal of Applied Physics[англ.] : journal. — 1985. — Vol. 24, no. 5A. — P. L323. — doi:10.1143/JJAP.24.L323. — .
- ↑ 1 2 Fossum, Eric R. Active pixel sensors: are CCDs dinosaurs? (англ.) // SPIE Proceedings Vol. 1900: Charge-Coupled Devices and Solid State Optical Sensors III / Blouke, Morley M.. — International Society for Optics and Photonics, 1993. — 12 July. — P. 2—14. — doi:10.1117/12.148585. Архивировано 29 сентября 2021 года.
- ↑ Fossum, Eric R. Active Pixel Sensors . Semantic Scholar (2007). Дата обращения: 8 октября 2019. Архивировано 9 марта 2019 года.
- ↑ Fossum, Eric R.; Hondongwa, D. B. A Review of the Pinned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors (англ.) // IEEE Journal of the Electron Devices Society : journal. — 2014. — Vol. 2, no. 3. — P. 33—43. — doi:10.1109/JEDS.2014.2306412. Архивировано 27 октября 2015 года.
- ↑ 1 2 Belmudez, Benjamin. Audiovisual Quality Assessment and Prediction for Videotelephony (англ.). — Springer, 2014. — P. 11—13. — ISBN 9783319141664. Архивировано 10 ноября 2023 года.
- ↑ 1 2 Huang, Hsiang-Cheh; Fang, Wai-Chi. Intelligent Multimedia Data Hiding: New Directions (англ.). — Springer, 2007. — P. 41. — ISBN 9783540711698. Архивировано 10 ноября 2023 года.
- ↑ Ahmed, Nasir[англ.]. How I Came Up With the Discrete Cosine Transform (неопр.) // Digital Signal Processing[англ.]. — 1991. — January (т. 1, № 1). — С. 4—5. — doi:10.1016/1051-2004(91)90086-Z. Архивировано 10 июня 2016 года.
Литература
[править | править код]- В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 420—501. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.
- Михаил Львов. Камера+рекордер=видеокамера // «MediaVision» : журнал. — 2014. — № 7/47. — С. 73—84.
- Чуриловский В. Н. Теория оптических приборов. — Directmedia, 2016.
- Бернштейн Н. Д. Наука и кинотехника: Избранные статьи. — M-Graphics Publishing, 2007. — Т. 2.
Ссылки
[править | править код]- Сергей Рахманов. Выбор видеокамеры в 2010 году . Студия «УниФильм» (10 августа 2010). — критерии выбора потребительской видеокамеры. Дата обращения: 8 февраля 2011. Архивировано 17 февраля 2012 года.
- Сергей Мерьков. Стедикам. Что это? ixbt (8 февраля 2010). Дата обращения: 10 июня 2012. Архивировано 1 июля 2012 года.