მსოფლიოს უმეტეს ქვეყანაში ვიდეოკამერები დიდი ხანია ჩვეულებრივი გახდა. ხალხი მათ მიჰყავს სასკოლო სპექტაკლებზე, სპორტულ ღონისძიებებზე, ოჯახურ შეკრებაზე და მშობიარობაზეც კი. ტურისტებში პოპულარულ ადგილას, მათი ნახვა ყველგან შეიძლება. ვიდეოკამერებმა მოიპოვეს ძლიერი საფუძველი აშშ-ში, იაპონიასა და ბევრ სხვა ქვეყანაში, რადგან ისინი წარმოადგენენ უაღრესად მოთხოვნად ტექნოლოგიას.
მაგრამ როგორ შეუძლია ასეთ პატარა მოწყობილობას ამდენი რამის გაკეთება? 1980-იან წლებამდე დაბადებულებს უკვირს, რომ ხარისხიანი მოდელები ახლა უკვე ხელმისაწვდომია და მათი გამოყენება ასე მარტივია. ეს სტატია აღწერს მუშაობის პრინციპს და ვიდეოკამერის მოწყობილობას.
ძირითადი კონსტრუქცია
ჩვეულებრივი ანალოგური ვიდეოკამერა შედგება ორი ძირითადი ნაწილისგან:
- განყოფილება CCD, ლინზების და მასშტაბირების, ფოკუსის და ირისის კონტროლის ძრავების ჩათვლით;
- შემცირებული VCR.
როგორ მუშაობს ვიდეოკამერაარის ის, რომ იღებს ვიზუალურ ინფორმაციას და აქცევს მას ელექტრონულ სიგნალად. VCR ჩვეულებრივი ტელევიზორის ჩამწერის მსგავსია: ის იღებს სიგნალს და ჩაწერს მას კასეტაზე.
მესამე კომპონენტი, ხედის მაძიებელი, ასევე იღებს ვიდეო სურათს, ასე რომ მომხმარებელს შეუძლია ნახოს რა ხდება გადაღებული. ეს არის პატარა შავ-თეთრი ან ფერადი დისპლეი, მაგრამ ბევრი თანამედროვე მოდელი აღჭურვილია დიდი სრული ფერადი LCD ეკრანებით. ანალოგური ვიდეოკამერების მრავალი ფორმატი არსებობს მრავალი დამატებითი ფუნქციით, მაგრამ აღწერილი დიზაინი არის მთავარი. ისინი განსხვავდებიან იმით, თუ რა კასეტებს იყენებენ.
ციფრული ვიდეოკამერების მოწყობილობა და მუშაობის პრინციპი ანალოგური კამერების მსგავსია, მაგრამ მათ აქვთ დამატებითი ელემენტი, რომელიც ინფორმაციას გარდაქმნის მონაცემთა ბაიტებად. მაგნიტური იმპულსების უწყვეტი თანმიმდევრობის სახით ვიდეო სიგნალის ჩაწერის ნაცვლად, ის ინახება ნულების და ერთების სახით. ციფრული ვიდეოკამერები პოპულარულია, რადგან ისინი აადვილებენ ვიდეოების კოპირებას ინფორმაციის დაკარგვის გარეშე. ანალოგური ჩანაწერი "ქრება" ყოველ ასლთან ერთად - ორიგინალური სიგნალი ზუსტად არ არის რეპროდუცირებული. ვიდეო ინფორმაციის ციფრული ფორმით ჩამოტვირთვა შესაძლებელია კომპიუტერში, სადაც შესაძლებელია მისი რედაქტირება, კოპირება, ელექტრონული ფოსტის გაგზავნა და ა.შ.
გამოსახულების სენსორი
როგორც კამერა, ვიდეოკამერა სამყაროს ობიექტივიდან „ხედავს“. ოპტიკა საჭიროა სცენიდან სინათლის ფოკუსირებისთვის ფოტომგრძნობიარე ქიმიკატებით დამუშავებულ ფილმზე. ამრიგად, კამერა იღებს იმას, რაც არისმის წინ. ის აგროვებს მეტ შუქს სცენის ნათელი ნაწილებიდან და ნაკლებს ბნელიდან. ვიდეოკამერის ობიექტივი ასევე ემსახურება ფოკუსირებას, მაგრამ ფილმის ნაცვლად იყენებს მცირე ნახევარგამტარული გამოსახულების სენსორს. ეს სენსორი ამოიცნობს სინათლეს მილიონობით პატარა ფოტოდიოდის მასივის გამოყენებით. თითოეული მათგანი ზომავს ფოტონების რაოდენობას, რომლებიც მოხვდნენ გარკვეულ წერტილში და თარგმნის ამ ინფორმაციას ელექტრონებად (ელექტრული მუხტები): უფრო კაშკაშა გამოსახულება წარმოდგენილია უფრო მაღალი მუხტით, ხოლო მუქი გამოსახულება ქვედა მუხტით. ისევე, როგორც მხატვარი ხატავს სცენას ბნელი ადგილების მსუბუქი უბნებით ხაზგასმით, სენსორი ქმნის ვიდეოს სინათლის ინტენსივობის გამოვლენით. დაკვრის დროს ეს ინფორმაცია აკონტროლებს ეკრანის პიქსელების სიკაშკაშეს.
რა თქმა უნდა, მანათობელი ნაკადის გაზომვა იძლევა მხოლოდ შავ-თეთრ სურათს. ფერის მისაღებად, თქვენ უნდა განსაზღვროთ არა მხოლოდ განათების საერთო დონე, არამედ თითოეული ფერის დონე. სრული სპექტრის ხელახლა შექმნა შესაძლებელია მხოლოდ 3 მათგანის - წითელი, მწვანე და ლურჯის კომბინაციით. ამიტომ ვიდეოკამერების მუშაობის პრინციპი მხოლოდ ამ ფერების გამოყენებას ეფუძნება.
ზოგიერთი მოდელი ყოფს სიგნალს ერთიდაიგივე სურათის 3 ვერსიად წითელი, მწვანე და ლურჯი შუქის დონისთვის. თითოეული მათგანი დაჭერილია საკუთარი ჩიპით. შემდეგ ისინი ემატება ერთმანეთს და ძირითადი ფერები შერეულია სრული ფერის გამოსახულების შესაქმნელად.
ეს მარტივი მეთოდი იძლევა მდიდარ, მაღალი გარჩევადობის ვიდეოს.
ფოტოდიოდური CCD-ები ძვირია და მოიხმარენ დიდ ენერგიას და იყენებენ3 სენსორი მნიშვნელოვნად ზრდის წარმოების ხარჯებს. ვიდეოკამერების უმეტესობა აღჭურვილია მხოლოდ ერთი სენსორით, მუდმივი ფერის ფილტრებით ინდივიდუალური ფოტოდიოდებისთვის. ზოგიერთი მათგანი ზომავს მხოლოდ წითელ დონეებს, ზოგი მხოლოდ მწვანე დონეებს, დანარჩენი კი ლურჯ დონეებს. ფერები ნაწილდება ბადისებურად (როგორიცაა ბაიერის ფილტრი) ისე, რომ ვიდეოკამერის პროცესორს შეეძლოს წარმოდგენა ჰქონდეს ეკრანის ყველა ნაწილში ფერის დონეებზე. ეს მეთოდი მოითხოვს თითოეული ფოტოდიოდის მიერ მიღებული მონაცემების ინტერპოლაციას მისი მეზობლების მიერ მიღებული ინფორმაციის ანალიზით.
სიგნალის ფორმირება
რადგან ვიდეოკამერები იღებენ მოძრავ სურათებს, მათ სენსორებს აქვთ დამატებითი ნაწილები, რომლებიც არ გვხვდება ციფრული კამერის სენსორებში. ვიდეო სიგნალის შესაქმნელად, მათ უნდა გადაიღონ მრავალი კადრი ყოველ წამში, რომლებიც შემდეგ გაერთიანებულია და მოძრაობის შთაბეჭდილებას ტოვებს.
ამისთვის, ვიდეოკამერა იღებს კადრს და ჩაწერს მას ერთმანეთში. გამოსახულების სენსორის უკან არის კიდევ ერთი სენსორის ფენა. თითოეული ველისთვის მასზე გადადის ვიდეო ბრალდებით და შემდეგ თანმიმდევრულად გადაიცემა. ანალოგურ ვიდეოკამერაში ეს სიგნალი იგზავნება VCR-ში, რომელიც ჩაწერს მას (ფერთა ინფორმაციასთან ერთად) ვიდეო ფირზე მაგნიტური იმპულსების სახით. სანამ მეორე ფენა გადასცემს მონაცემებს, პირველი იღებს შემდეგ სურათს.
ციფრული ტიპის ვიდეოკამერის მუშაობის პრინციპი ძირითადად იგივეა, გარდა იმისა, რომ ბოლო ეტაპზე ანალოგური ციფრული გადამყვანი სიგნალს მონაცემთა ბაიტებად გარდაქმნის. კამერა ჩაწერს მათ მედიაზე, რომელიც შეიძლება იყოს მაგნიტური ლენტი, მძიმედისკი, DVD ან ფლეშ მეხსიერება. გადაჯაჭვული ციფრული მოდელები ინახავს თითოეულ ჩარჩოს ორ ველად, ისევე როგორც ანალოგური მოდელები. პროგრესული სკანირების კამერები ვიდეოს კადრ-კადრზე იწერს.
ლინზა
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ვიდეო სურათის ჩაწერის პირველი ნაბიჯი არის სინათლის ფოკუსირება სენსორზე. კამერის ლინზის მუშაობის პრინციპი ასეთია. იმისათვის, რომ კამერამ გადაიღოს მის წინ არსებული ობიექტის მკაფიო სურათი, აუცილებელია ოპტიკის ფოკუსირება, ანუ გადაადგილება ისე, რომ საგნიდან გამომავალი სხივები ზუსტად დაეცეს სენსორს. კამერების მსგავსად, ვიდეოკამერები საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ ლინზა სინათლის ფოკუსირებისთვის.
ავტოფოკუსი
ადამიანთა უმეტესობას სჭირდება გადაადგილება და სხვადასხვა დისტანციებზე გადაღება, და მუდმივი ფოკუსირება ძალიან რთულია. ამიტომ ყველა ვიდეოკამერას აქვს ავტომატური ფოკუსირების მოწყობილობა. ეს არის ჩვეულებრივ ინფრაწითელი სხივი, რომელიც ბრუნდება კადრის ცენტრში მდებარე ობიექტებზე და უბრუნდება კამერის სენსორს.
ობიექტამდე მანძილის დასადგენად, პროცესორი ითვლის რამდენ ხანს სჭირდება სხივის არეკვლა და დაბრუნება, გაამრავლოს ეს მნიშვნელობა სინათლის სიჩქარეზე და გაყოს პროდუქტი ორზე (რადგან მან მანძილი ორჯერ გაიარა - ობიექტს და უკან). ვიდეოკამერას აქვს პატარა ძრავა, რომელიც მოძრაობს ოპტიკას, რათა ფოკუსირება მოახდინოს მათ გამოთვლილ მანძილზე. ეს ჩვეულებრივ საკმაოდ კარგად მუშაობს, მაგრამ ხანდახან გიწევთ მანძილის ხელახლა განსაზღვრა - მაგალითად, როდესაც გსურთ ფოკუსირება გააკეთოთ რაღაცაზე, რომელიც არ არის ჩარჩოს ცენტრში,რადგან ავტოფოკუსი პასუხობს იმას, რაც ლინზის პირდაპირ არის.
ოპტიკური და ციფრული ზუმი
კამერები ასევე აღჭურვილია მასშტაბირების ლინზებით. ეს საშუალებას გაძლევთ გაადიდოთ სცენა ფოკუსური სიგრძის გაზრდით (ოპტიკასა და ფილმს ან სენსორს შორის). ოპტიკური მასშტაბირების ობიექტივი არის ერთი ერთეული, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გადახვიდეთ ერთი გადიდებიდან მეორეზე. მასშტაბირების დიაპაზონი მიუთითებს მაქსიმალურ და მინიმალურ გადიდებას. მასშტაბირების გასაადვილებლად, ვიდეოკამერების უმეტესობა აღჭურვილია ძრავით, რომელიც მოძრაობს ოპტიკას სახელურზე ღილაკის დაჭერის საპასუხოდ. ამის ერთ-ერთი უპირატესობა ის არის, რომ თქვენ შეგიძლიათ მარტივად აკონტროლოთ გადიდება მეორე ხელის გამოყენების გარეშე. გარდა ამისა, ძრავა მოძრაობს ლინზას მუდმივი სიჩქარით და მასშტაბირება უფრო გლუვია. თუმცა, ძრავა აცლის ბატარეას.
ზოგიერთ ვიდეოკამერას აქვს ე.წ. ციფრული ზუმი. მომხმარებლები არ ურჩევენ მის გამოყენებას, რადგან ის საერთოდ არ ასოცირდება ლინზთან, მაგრამ უბრალოდ აფართოებს სენსორის მიერ გადაღებულ სურათის ნაწილს. ეს სწირავს გარჩევადობას, რადგან სენსორის არეალის მხოლოდ ნაწილი გამოიყენება. შედეგად, ვიდეო ნაკლებად ნათელია.
ექსპოზიცია
კამერის ერთ-ერთი შესანიშნავი ფუნქციაა ავტომატური რეგულირება განათების სხვადასხვა დონეზე. სენსორი ძალიან მგრძნობიარეა ზედმეტად ან ნაკლებ ექსპოზიციაზე, რადგან თითოეული ფოტოდიოდიდან სიგნალების დიაპაზონი შეზღუდულია. ვიდეოკამერა აკონტროლებს მათ დონეს და არეგულირებს დიაფრაგმის შემცირებას ანლინზების მეშვეობით სინათლის ნაკადის გაზრდა. პროცესორი ყოველთვის ინარჩუნებს კარგ კონტრასტს, რათა გამოსახულებები არ გამოიყურებოდეს ძალიან ბნელი ან გამორეცხილი.
სათვალთვალო კამერების მუშაობის პრინციპი
ასეთი კამერები გამოადგებათ მათ, ვისაც სურს იცოდეს რა ხდება მათი არყოფნის დროს. მათი საჭიროება შეიძლება წარმოიშვას სხვადასხვა მიზეზის გამო. მაგალითად, მშობლებმა შეიძლება მოისურვონ მძინარე ბავშვის ყურება და შეამცირონ ლოგინიდან საშიში ჩამოვარდნის რისკი. სახლის გარშემო არსებული კამერები საშუალებას მოგცემთ დაინახოთ ხალხი, რომლებიც შემოსასვლელთან მიდიან და შესაძლოა დაგეხმარონ ქურდის პოვნაში.
კამერის გამომავალი გადაცემა, დამუშავება, სურათად გარდაქმნა და საჭიროების შემთხვევაში ჩაიწერება. ვიდეოს გადაცემა შესაძლებელია როგორც კოაქსიალური კაბელის ან გრეხილი წყვილის, ასევე უკაბელო ქსელის მეშვეობით. სიგნალის დამუშავება ხორციელდება ვიდეო ჩამწერში, სერვერზე ან კომპიუტერში ვიდეო გადაღების ბარათით. სურათი ნაჩვენებია მონიტორზე.
გარე სათვალთვალო კამერების მუშაობის პრინციპი არის ის, რომ ისინი დამონტაჟებულია კარიბჭეებზე, შენობებზე და სხვა სტრუქტურებზე, რათა აკონტროლონ რა ხდება რეალურ დროში. როგორც წესი, ეს არის დიდი, თვალსაჩინო ხელსაწყოები, რომელთა დანახვაც ცხადყოფს უცხოელებს, რომ ისინი მეთვალყურეობის ქვეშ არიან.
უკაბელო ვიდეო კამერების მუშაობის პრინციპი ემყარება სურათების გადაცემას უკაბელო ქსელში. თუმცა, სხვა მოწყობილობებს, როგორიცაა Wi-Fi მარშრუტიზატორები და მობილური ტელეფონები, შეუძლიათ მათი სიგნალის შეწყვეტა. გარდა ამისა, შეიძლება მოხდეს უკაბელო გადაცემის ჩაჭრა, რაცეწინააღმდეგება უსაფრთხოების მიზნებს. ამიტომ, მომხმარებლებს ურჩევენ, დარწმუნდნენ, რომ სიგნალი უსაფრთხოდ არის დაშიფრული.
ფარული კამერების მუშაობის პრინციპი ემყარება წერტილოვანი ტიპის ლინზების გამოყენებას რამდენიმე მილიმეტრიანი გასასვლელი ხვრელით და ფართო ხედვის კუთხით. ეს საშუალებას გაძლევთ დააინსტალიროთ ისინი საყოფაცხოვრებო ტექნიკასა და ინტერიერის ნივთებში.
რჩევები ანალოგური ფორმატების არჩევისთვის
ანალოგური კამერები ჩაწერენ ვიდეოს და აუდიოს, როგორც ანალოგური ფირზე. ექსპერტები არ გირჩევენ მათ გამოყენებას, რადგან კოპირებისას გამოსახულების და ხმის ხარისხი აუცილებლად იკლებს. გარდა ამისა, ანალოგურ ფორმატებს არ გააჩნიათ ციფრული ვიდეო კამერის რამდენიმე ფუნქცია. ამ ორს შორის მთავარი განსხვავებაა კასეტის ტიპი და გარჩევადობა. ანალოგური ვიდეოკამერების ძირითადი ფორმატებია:
- VHS სტანდარტი. ამ ტიპის კამერა იყენებს იგივე მაგნიტურ ლენტს, როგორც ჩვეულებრივი VCR. ეს აადვილებს კადრების ყურებას. ეს კასეტები იაფია და უზრუნველყოფს ხანგრძლივ ჩაწერას. VHS ფორმატის მთავარი მინუსი არის მოცულობითი ვიდეოკამერის დიზაინის საჭიროება. გარჩევადობა არის 230-250 ჰორიზონტალური ხაზი, რაც ამ ტიპის მოწყობილობის ქვედა ზღვარია.
- VHS-C კამერები იყენებენ სტანდარტულ VHS ლენტს, მაგრამ უფრო კომპაქტურ კასეტაში. ჩანაწერის დაკვრა შესაძლებელია ჩვეულებრივ VCR-ზე, მაგრამ საჭიროებს სრული ზომის ადაპტერს. პრინციპში, VHS-C ვიდეოკამერის მუშაობა VHS-ის მსგავსია. კასეტის პატარა ზომა საშუალებას იძლევაშექმენით უფრო კომპაქტური სტრუქტურები, მაგრამ ჩაწერის დრო მცირდება 30-45 წუთამდე.
- Super VHS კამერები დაახლოებით იგივე ზომისაა, როგორც VHS, რადგან ისინი იყენებენ იგივე ფორმატის კარტრიჯებს. განსხვავება ისაა, რომ ჩაწერის გარჩევადობა არის 380-400 ხაზი. ამ ფირების დაკვრა შეუძლებელია VCR-ზე, მაგრამ თავად კამერა შეიძლება პირდაპირ ტელევიზორთან იყოს დაკავშირებული.
- Super VHS-C შეესაბამება VHS სტანდარტს, მაგრამ უფრო კომპაქტური ვერსიაა პატარა ვაზნის გამოყენებით.
- 8მმ ვიდეოკამერებს ასევე აქვთ პატარა კასეტები. ეს საშუალებას აძლევს შექმნას უფრო პატარა მოდელები, რომლებიც უზრუნველყოფენ VHS სტანდარტის შესაბამის რეზოლუციებს ხმის ოდნავ უკეთესი ხარისხით. ჩაწერის ხანგრძლივობა - დაახლოებით 2 საათი.
- Hi-8 სტანდარტი 8 მმ-ის მსგავსია, მაგრამ უზრუნველყოფს ბევრად უფრო მაღალ გარჩევადობას, დაახლოებით 400 ხაზს.
რჩევები ციფრული ფორმატების არჩევისთვის
ციფრული ვიდეოკამერების მუშაობის პრინციპი განსხვავდება ანალოგურისგან იმით, რომ მათში არსებული ინფორმაცია ციფრული ფორმით არის ჩაწერილი, რათა გამოსახულება რეპროდუცირდეს ხარისხის დაკარგვის გარეშე. ასეთი ვიდეოს ჩამოტვირთვა შესაძლებელია კომპიუტერში, სადაც შესაძლებელია მისი რედაქტირება ან გამოქვეყნება ინტერნეტში. ბევრად უკეთესი გარჩევადობა აქვს. ფართოდ გამოიყენება შემდეგი ფორმატები:
- MiniDV აღჭურვილია კომპაქტური კასეტებით, რომლებიც ინახავს 60-90 წუთი კადრს 500 სტრიქონზე. ამ ტიპის კამერა ძალიან მსუბუქი და კომპაქტურია. უძრავი სურათების გადაღება შესაძლებელია.
- Sony MicroMV ფორმატიმუშაობს იგივე, მაგრამ იყენებს პატარა კასეტებს.
- Digital8 იყენებს სტანდარტულ Hi-8mm ფირს 60 წუთიანი ჩაწერისთვის. ამ ტიპის მოდელები, როგორც წესი, ოდნავ აღემატება DV-ს.
- DVD კამერები ინახავს ვიდეოს პირდაპირ პატარა ოპტიკურ დისკებზე. ამ ფორმატის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ თითოეული სესია ჩაწერილია როგორც ცალკე სიმღერა. გადახვევისა და სწრაფი წინსვლის ნაცვლად, შეგიძლიათ პირდაპირ გადახვიდეთ ვიდეოს სასურველ ნაწილზე. გარდა ამისა, DVD ვიდეოკამერები საკმაოდ ახლოსაა MiniDV მოდელებთან, მაგრამ შეუძლიათ მეტი ვიდეოს შენახვა 30 წუთიდან 2 საათამდე.
- DVD-R და DVD-RAM არის DVD დისკის ზომის 3/4. მინუსი ის არის, რომ მათ მხოლოდ ერთხელ შეგიძლიათ დაწეროთ. მათი დაკვრა ჩვეულებრივი DVD ფლეერებზე შეუძლებელია. MiniDV კასეტების მსგავსად, თქვენ ან უნდა გამოიყენოთ კამერა როგორც პლეერი, ან დააკოპიროთ ფილმი სხვა ფორმატში.
- მეხსიერების ბარათი ვიდეოს ჩაწერის ყველაზე პოპულარული საშუალებაა. კლიპები ინახება პირდაპირ მყარი მდგომარეობის ბარათებში, როგორიცაა ფლეშ მეხსიერება, Memory Stick ან SD.
დასკვნაში
დღეს ყველას შეუძლია იყიდოს იაფი კამერა, ხოლო მონტაჟის პროგრამები იმდენად ამარტივებს მონტაჟის პროცესს, რომ ყველას შეუძლია სწრაფად დაეუფლოს მას.
დაბალხარისხიან ანალოგურ მოდელებსაც კი აქვთ ბევრი სასარგებლო ფუნქცია, რომელთა სწავლაც მარტივია და ხარისხიანი ფილმების გადაღება. ტექნოლოგია, რომელიც ოდესღაც პროფესიული ტელევიზიის ექსკლუზიური დომენი იყო, ახლა უკვე ხელმისაწვდომია ჰობისტებისთვის. უახლესი ვიდეოკამერები, რა თქმა უნდა, ბევრი რამის შეთავაზება აქვთ და მათთვის, ვისაც სურს გადაიღოს დაბადების დღე ანკონცერტი და ამბიციური ვიდეო პროექტების წამოწყება.
