Контрольна робота
Дисципліна: «Комп'ютерні продукти»
«Цифрові фотоапарати і відеокамери»
Зміст
Введення
Глава І. Цифрові фотоапарати
1.1 Історія створення фотоапарата
1.2 Характеристика цифрового фотоапарата
1.2.1 Матриця
1.2.2 Оптика
1.2.3 Пам'ять цифрового фотоапарата
1.2.4 Інші характеристики
Глава І І. Цифрові відеокамери
2.1 Історія створення відеокамери
2.2 Характеристика відеокамери
2.2.1 Формати відеозапису
2.2.2 Технології
2.2.3 Flash або жорсткий диск (HDD)
2.2.4 Оптика
2.2.5 Сенсори
2.2.6 Інші характеристики
Висновок
Список літератури
Введення
Інтенсивний розвиток телебачення в 50-х роках XX століття стало поштовхом для винаходу будь-якого носія для запису на нього зображень. У 1951 році був здійснений запис електричних імпульсів на магнітну стрічку, а в 1960 році в лабораторіях NASA була втілена в життя схема зашифровки зображення на комп'ютері. З початку 80-х років технологія цифрової фотозйомки стала розвиватися, але на ринку перші цифрові фотоапарати з'явилися тільки в 1993 році. На сьогоднішній день ринок цифрової фототехніки переповнений, а якість знімків аматорськими камерами практично не поступається знімкам професіоналів.
Найперші відеокамери були аналоговими, а якість зображення помітно гірше того, що можна було побачити на екрані телевізора. Незважаючи на не дуже якісне зображення, в кінці 80-х і на початку 90-х років відеокамери набувають популярності. Все більша кількість людей купує їх, радіючи можливості побачити на відео себе і своїх друзів. Продаж відеокамер досягає свого піку на початку 90-х років з появою на ринку мініатюрних камер, які мають великі технічні можливості та більш доступні ціни.
Глава I. Цифрові фотоапарати
1.1 Історія створення фотоапарата
У грудні 1975 року, інженер компанії Kodak Стіві Сессон винайшов щось, що через кілька місяців перевернуло всі уявлення про фотографію - перший у світі цифровий фотоапарат. Камера була розміром з тостер і вміла робити чорно-білі знімки з роздільною здатністю 100x100 пікселів. Сьогодні б сказали, що камера мала дозвіл в 0,01 мегапікселя. Знімки записувалися на магнітофонну касету. На запис одного знімка йшло 23 секунди. Для перегляду знімків використовувалася спеціальна ТВ-приставка.
Більшість із нас сприймають цифровий фотоапарат як щось само собою зрозуміле. А п'ятнадцять років тому такий пристрій могли дозволити собі тільки дуже заможні люди, і був він скоріше ознакою розкоші, ніж технічною необхідністю. Власникам перших цифрових фотоапаратів доводилося нелегко. Потрібно було носити із собою п'ятикілограмові рюкзаки з акумуляторами й жорстким диском. З того часу фотокамери значно зменшилися в розмірах і стали куди більш зручними такими, якими їх звикли бачити.
Із часу появи фотоапарата до виходу у світ його цифрового спадкоємця минуло майже сто років саме стільки часу потрібно було, щоб знайти спосіб запису зображень на цифровий носій. Матриці фотокамер у тому вигляді, який використовується сьогодні, з'явилися в кінці шістдесятих років. Винайдений Вільямом Бойл і Джорджем Смітом прилад із зарядовим зв'язком став першим кроком до сучасної техніки.
У 1981 році компанія Sony випустила камеру MAVICA, але першою справжньою цифровою камерою по праву вважається Dycam Model 1, що відома також під ім'ям Logitech FotoMan FM-1. Зняті кадри MAVIKA записувала на звичайні 3,5-дюймові дискети, які тоді вважалися чи не останнім досягненням світу техніки. Зараз же знайти комп'ютер, який би їх підтримував, дуже непросто. Вражали перші фотокамери тодішню публіку не тільки своїми можливостями, але й ціною. Dycam Model 1 коштувала близько тисячі доларів. За сучасними мірками це цілком нормальна ціна для якісного фотоапарата, а от можливості в тієї моделі були далеко не сучасні: матриця з роздільною здатністю 376х240 пікселів, 256 градацій сірого й один мегабайт вбудованої пам'яті, а також простенький об'єктив з фіксованою фокусною відстанню.
У середині 80-х (1984-1986 року) за прикладом Sony, компанії Canon, Nikon, Asahi також почали випуск електронних фотокамер. Камери були аналоговими, коштували дуже дорого й мали роздільну здатністю 0,3-0,5 мегапікселів.
У підсумку, незважаючи на те, що перша камера з'явилася на початку 80-х, початком масового виробництва цифрових пристроїв прийнято вважати першу половину 90-х. Однак ці фотоапарати були чорно-білими й не мали тих можливостей, які потрібні для створення якісних фотознімків. Основна проблема полягала в тому, що ніхто не знав, з якого кінця приступити до розробки цифрової камери, напрацювання, отримані за час створення аналогових фотоапаратів, явно не підходили для їхніх цифрових побратимів. Всі спроби зробити пристрій, який би успадковував досвід традиційної плівкової техніки, закінчувалися провалом: наприклад, створена в 1991 році шляхом механічного копіювання плівкового фотоапарата Kodak DCS-100 коштувала близько 25 тисяч доларів.
1.2 Характеристика цифрового фотоапарата
Цифрові фотоапарати все швидше витісняють аналогові, що роблять фотографії за допомогою фотоплівки. По-перше, цифровий фотоапарат набагато зручніше аналогового, за рахунок того, що більше не потрібно купувати для нього фотоплівку і відносити її на проявлення. До того ж, фотографію зроблену цифровим фотоапаратом, можна відразу подивитися на дисплеї і бути впевненим у результаті. Що вийшло на плівці, можна дізнатися, тільки проявивши її. Коли цифрові фотоапарати тільки з'являлися на ринку, ціна на них була захмарною, при цьому за якістю фотографій вони значно поступалися аналоговим. Але за останні кілька років ситуація змінилася докорінно. Професійні фотографи почали поступово переходити на цифрові фотоапарати, погоджуючись з тим, що цифровий фотоапарат набагато зручніше і не поступається за якістю аналоговому. Та й ціна на цифрову фототехніку стала набагато більш приземленою. Так чим же цифровий фотоапарат відрізняється від аналогового (плівкового)? Одна з основних деталей фотоапарата - це світлочутливий елемент. Якщо в плівковому фотоапараті це безпосередньо плівка, то в цифровому фотоапараті - це ПЗС матриця. Ще один елемент, який властивий і плівковому і цифрового апарату - це об'єктив (оптика). Варто враховувати, що оптична частина фотоапарата не менш, а може і більше, важлива, ніж матриця. Так само, цифровий фотоапарат має електронну частину, яка обробляє отриманий матрицею світловий потік і, перетворюючи його в готове зображення, зберігає його в пам'яті фотоапарата або на карті пам'яті. Карта пам'яті - змінна частина фотоапарата, на якій і будуть зберігатися зроблені фотографії. Розглянемо ці частини фотоапарата окремо.
1.2.1. Матриця
Матриця має кілька характеристик, які важливо знати при виборі фотокамери. Матриця складається з світлочутливих елементів - пікселів. Дуже велика помилка, яке поширюється завдяки рекламним компаніям фірм виробників, що кількість пікселів впливає на якість фотографії. Насправді в набагато більшій мірі це впливає на розмір якісного паперового відбитка. Наприклад, маючи фотоапарат з дозволом матриці 3 Мегапікселя, можна отримати якісний відбиток на папері розміром не більше 13-18 см. Якщо ж фотокамера з дозволом матриці 4 Мегапікселя, то можна отримати якісний відбиток до формату 20 * 30 (А4). В Інтернеті можна натрапити на багато таблиць, в яких показано з яким дозволом матриці - якого розміру можна отримати фотографію. Набагато більш важливий параметр матриці - це її реальний (фізичний) розмір. Можна легко помітити, що дозвіл матриці не сильно позначається на ціні цифрового фотоапарата, у той час як при збільшенні фізичного розміру матриці, ціна починає збільшуватися в геометричній прогресії.
Фізичний розмір матриці позначається на кількості шумів на фотографії. Коли у фотокамері фірма-виробник збільшує дозвіл (кількість мегапікселів) матриці при цьому, залишаючи фізичний розмір матриці такий же, збільшується кількість шумів. Отже, камера, що має 7 мегапікселів і розмір матриці 1 / 2, 5 дюйма, буде мати набагато більше шумів, ніж камера з роздільною здатністю 5 мегапікселів і таким же фізичним розміром матриці.
1.2.2 Оптика
Друга дуже важлива частина - оптика, яка має різні характеристики важливі для споживачів. Якщо на об'єктиві написано «3х optical zoom 7.4-22.2 mm 1:2.8-4.7», то це означає, що фотоапарат (об'єктив) має: трикратне оптичне наближення (трансфокатор) - при зйомці можна, не сходячи з місця наблизитися до об'єкта зйомки, зробити фотографію крупним планом. Чим більше оптичне наближення, тим більше можна укрупнити об'єкт зйомки. Майже будь-який цифровий фотоапарат має крім оптичного наближення, цифрове. Але слід враховувати, що цифрове наближення працює з дуже значною втратою якості, при оптичному ж наближенні якість не страждає. Таке позначення кратності створено для зручності виробником, в принципі не слід вважати цю цифру рівної кратності зума бінокля. Далі йдуть цифри, що показують мінімальне і максимальне фокусна відстань об'єктива у міліметрах (7.4-22.2 mm). Зазвичай аматорські цифрові фотоапарати роблять з універсальним об'єктивом, який підходить і для макрозйомки, і для портретної, і для панорамної. І тому, при виборі аматорського цифрового фотоапарата важливіше знати який наближення має об'єктив і що таке фокусна відстань об'єктива. Чим менше перша цифра, тим більше буде у об'єктиву кут огляду при мінімальному зумі. Коли потрібно буде знімати вечірку в кімнаті, в якій, немає можливості відійти досить далеко, це буде грати вирішальну роль (не доведеться говорити: «встаньте ближче один до одного!"). Що стосується другого числа (7.4-22.2 mm), воно показує безпосередньо наскільки можна укрупнити об'єкт, тобто максимальний зум. Останні цифри (1:2,8-4,7) позначають світлосилу об'єктиву, при мінімальному зумі мінімальна діафрагма буде 2.8, а при максимальному 3х кратному зумі мінімальна діафрагма становитиме 4.7. Чим більше світлосила, тим менше цифра. Об'єктив з діафрагмою 2.0 буде більш світлосильним, ніж з діафрагмою 2.8. При збільшенні зума, світлосила падає і тому, в даному випадку, вона становить вже 4.7. Відповідно, при виборі цифрового фотоапарата з великим оптичним зумом, потрібно звернути увагу, яка світлосила у нього буде при максимальному зумі. В одного цифрового фотоапарата з дванадцятиразовий зумом діафрагма 1:2,8-3,7, у другого - 1:2,8-4,5, відповідно перший об'єктив буде більш світлосильним на максимальному зумі, а при мінімальному зумі вони по світлосилі будуть однаковими .
1.2.3 Пам'ять цифрового фотоапарата
Фотографії, які робить цифровий фотоапарат, зберігаються на карті пам'яті. Зазвичай в комплект цифрового фотоапарата виробник включає карту пам'яті зовсім невеликого обсягу. Такий карти практично вистачає, що б зробити від 5 до 15 фотографій в залежності від здатності матриці (чим більше число мегапікселів має матриця фотоапарата, тим більший обсяг має малюнок на карті пам'яті). Другий варіант: фотоапарат не має в комплекті карти пам'яті, але має свою вбудовану пам'ять, правда так само зовсім не великого обсягу. І в першому і в другому випадку варто відразу подумати про придбання додаткової карти пам'яті. Окремо карти пам'яті продаються різного обсягу, різних типів і різних виробників. Але не будь-яка карта пам'яті підійде для вибраного цифрового фотоапарата. Кожен виробник використовує у своїх фотоапаратах різний формат карт. Бувають картки таких форматів:
CF - CompactFlash (зазвичай використовуються в напівпрофесійних і професійних цифрових дзеркальних фотоапаратах);
SD - SecureDigital (використовується у фотоапаратах фірм Canon, Panasonic, Pentax, Konica-Minolta, Casio, Nikon, тощо);
MS - MemoryStick (використовується у фотокамерах фірми Sony);
XD - використовується у фотокамерах фірми Olympus, Fuji та ін
Абсолютно не має значення, які карти пам'яті використовує фотоапарат. Хоча карти пам'яті дещо відрізняються за ціною: CF - самі не дорогі, трохи дорожче SD, і приблизно в півтора рази дорожче MS і XD. Що б було простіше визначитися з тим, якого обсягу вибрати карту пам'яті нижче наведена таблиця, яка покаже яку кількість фотографій поміститися на ту або іншу карту пам'яті при різному дозволі.
Таблиця 1. Співвідношення ємності та дозволи
Ємність дозвіл
128 Mb
256 Mb
512 Mb
1 Gb
2Gb
7 Mpx
34
67
137
279
573
6 Mpx
42
77
157
322
660
5 Mpx
51
92
188
384
789
4 Mpx
66
120
245
501
1028
3 Mpx
82
148
302
617
1266
2 Mpx
133
238
484
988
2025
VGA
790
1428
2904
5928
12154
У таблиці вказано приблизну кількість фотознімків за умови роботи фотоапарата в режимі повного автомата і обраному максимальному якістю фотозйомки, величини можуть відрізнятися в залежності від умов зйомки.
Карти так само можуть бути різних виробників. Наприклад, карти пам'яті Memory Stick (MS) для цифрових фотоапаратів Sony можна побачити як виготовлені самою фірмою Sony так і сторонніх виробників, які спеціалізуються саме на виробництві пам'яті, наприклад, Transcend або Kingston, як правило, коштують вони трохи дешевше вироблених компанією Sony. У незалежності від усього вище перерахованого, фотоапарати можна умовно поділити на: компактні, які можна запросто покласти в кишеню сорочки і носити з собою постійно; «ультразум», які мають величезний для любительського фотоапарата зум, але відрізняються далеко не маленькими розмірами і дзеркальні фотокамери - професійні і напівпрофесійні апарати зі змінною оптичною частиною, можливістю установки додаткового спалаху і мають великий спектр настроювань і функціональних можливостей.
1.2.4 Інші характеристики
Між собою непрофесійні фотокамери відрізняються, наприклад наявністю творчих режимів зйомки. Так більшість компактних цифрових фотокамер вже оптимально настроєні на різні види зйомки і не мають ручних режимів, таких як настроювання діафрагми, витримки або експозиції, в таких моделях їх повністю замінюють передустановки, наприклад: портретна, панорамна, нічна або інші. Аматорські цифрові фотоапарати також можуть відрізнятися різними дисплеями. Дисплеї можуть мати різний розмір - 2, 2.5, 3.0 дюйма, - можуть мати можливість їх повороту для зручності зйомки, і мати різний дозвіл (чим воно більше, тим більш чітку і деталізовану картинку на ньому бачимо). Якість дисплея буде впливати на зручність, але слід пам'ятати, що його розмір буде докорінно впливати на ціну фотоапарата. Чим більше і яскравіше дисплей, тим більше він енергоємний. Великий дисплей буде дуже швидко садити акумулятор. Зазвичай у цифрового фотоапарата передбачена можливість відключення дисплея і зйомка через видошукач. Видошукачі так само можуть бути різними - електронні та оптичні. Дивлячись в електронний видошукач, будемо видно те ж, що й на дисплеї, всі параметри можна буде перемикати, дивлячись у видошукач. В оптичному видошукачі ніяка інформація не відображається, оскільки він представляє собою лінзу, що знаходиться над об'єктивом, як і у звичайній плівковою мильниці. Крім того, цифрові фотоапарати мають різні елементи живлення - це може бути свій акумулятор, пальчикові акумулятори або пальчикові батарейки, які додають деякий зручність в зверненні. Наприклад, якщо розрядився акумулятор, можна замінити його простими батареями і продовжити зйомку. Єдиний мінус таких акумуляторів - це їх розмір (вони сильно збільшують розмір фотоапарата), тому практично у всіх ультракомпактних моделях виробник використовує свій оригінальний акумулятор.
Сучасні цифрові фотоапарати часто постачають стабілізатором, що запобігає тремтіння рук. Ця функція вкрай важлива для фотоапаратів з великим зумом.
Коли використовується плівковий фотоапарат, то плівку вибирають залежно від освітлення, при якому буде проходити зйомка. Плівки можуть бути 100, 200, 400 і більше одиниць. Цей параметр (ISO) є й у цифрового фотоапарата, він украй важливий. Відмінною особливістю цифрового фотоапарата від плівкового, є можливість змінювати світлочутливість (ISO). У найпростіших фотоапаратів цей параметр змінюється автоматично, на інших ви можете виставити його вручну. Отже, для того щоб зробити знімок, потрібно всього лише, зробити одну дію - натиснути кнопку. Але в самому фотоапараті відбувається дещо більше дій. При натисканні кнопки, у фотоапараті відкриваються шторки, пропускаючи світло через об'єктив на матрицю, і закриваються, коли матриця отримає достатній світловий потік. Час, в який відкриті шторки, називається - витримка. У цей час фотоапарат повинен бути нерухомий, інакше кадр виходить розмитим, при денному сонячному світлі витримка може складати всього 1 / 500 частку секунди, утримати фотоапарат нерухомо такий короткий проміжок часу не становить труднощів. Але чим менше освітленість, тим більше матриці потрібно часу, щоб отримати необхідний потік світла, наприклад, при нічній зйомці витримка може скласти від однієї до 30 секунд, зрозуміло, що при такій довгій витримці утримати фотоапарат не представляється можливим, для таких цілей, як правило , використовується штатив. Але як же на витримку впливає параметр ISO? Змінюючи цей параметр, вибирається, наскільки матриця буде чутлива до світла. Змінивши ISO зі 100 на 400, при нічній зйомці витримка зміниться з 5 секунд, приміром, до 1 секунди, і так далі. Так чому не виставити світлочутливість ISO на максимум і не забути про неї? Тому, що зі збільшенням світлочутливості погіршується зображення - збільшується кількість шумів в геометричній прогресії, цей параметр тісно пов'язаний з фізичним розміром матриці. Чим матриця менше за своїм фізичним розміром, тим більше шумів виникає при збільшенні ISO. Сучасні цифрові фотоапарати мають можливість установки ISO 1000 і навіть більше одиниць. Потрібно пам'ятати, що якщо у фотоапарата невелика за розміром матриця, якісні знімки, при такій світлочутливості, навряд чи вийдуть. Варто прагнути встановлювати параметр ISО мінімальним, якщо це дозволяє освітлення.
Ще один украй важливий момент - це можливість налаштування в цифровому фотоапараті «балансу білого», можна взяти участь в регулюванні кольору. При різних умовах освітленості виникають різні колірні спотворення, наприклад, роблячи фотографію в приміщенні, освітленому люмінесцентними лампами, буде видно, що в результаті зйомки, фотографія вийшла у голубуватих тонах. Для того щоб виправити такі кольорові спотворення, в цифровому фотоапараті і передбачена функція «баланс білого". Так само в різних моделях він може бути реалізований по-різному: десь він може працювати в режимі повного автомата і тоді фотоапарат сам вибирає налаштування кольору, у деяких моделях є передустановки, налаштовані на найпоширеніші умови зйомки. А в деяких моделях реалізовано функцію «ручного балансу білого» - включаючи цю функцію в місці, де буде проводитися фотографування, фотоапарат попросить показати білий колір, направивши об'єктив на білий об'єкт (білий аркуш паперу, біла стіна або білий елемент одягу), можна точно настроїти передачу кольорів цифровим фотоапаратом.
Крім того, практично всі виробники запропонують ряд особливостей, які притаманні конкретній моделі їх виробництва. Наприклад, можливість встановлення додаткової фотоспалахи, підставка в комплекті для швидкого підключення фотоапарата до комп'ютера, вологостійкий або металевий корпус і багато іншого.
Глава II. Цифрові відеокамери
2.1 Історія створення відеокамери
На початку XVIII ст. в Англії неймовірною популярністю користувалася нескладна іграшка: на внутрішній стінці барабанчика з прорізами була багаторазово намальована одна і та ж постать у різних фазах руху. Якщо крутити барабанчик і дивитися на фігурку крізь щілини, здається, що воно оживає і рухається. Це так дивувало глядачів, що іграшку назвали «Фантаскоп». У 1832г. схожий пристрій (замість барабана в ньому було 2 диски) придумав віденський учений С. Стампфер. Застосовувалося воно для досліджень, і було названо «стробоскопом». Ці нехитрі конструкції можуть по праву вважатися предками кіно.
Датою народження кіно вважається 28 грудня 1895р., Коли в підвалі паризького «Гран - кафе» на бульварі Капуцинів брати Огюст і Луї Люм'єри продемонстрували свої перші фільми: «Вихід робітників із заводу Люм'єрів», «Прибуття потягу на вокзал Ла Сьота». Однак у 1892р. патент на спосіб зйомки рухомих зображень і на апарат для неї отримав французький інженер Леон Були, який придумав і саме слово «Кінематограф». Але коштів на оплату патенту він не мав і права на винахід втратив.
Можливо, саме конструкція дискового стробоскопа наштовхнула в 1882р. французького лікаря і фізіолога Етьєна Жюля Марея на думку сконструювати своєрідне «фоторушницю». Їм поспіль знімали 12 кадрів на круглу платівку. «Фоторушницю» використовували для зйомки в русі птахів і звірів, виходили коротенькі фільми.
І тільки після того, як в 1890р. винайшли целулоїдну плівку зі світлочутливим шаром і двома рядами отворів по краях - перфорацією, техніка кіно стала схожою на сьогоднішню.
Важливу роль відіграє наукове і технічне застосування кіно. Покадрова реєстрація повільно протікають процесів дозволяє в сотні разів "стиснути" час їх перебігу. А завдяки кінокамера, які знімають мільйони кадрів в секунду, можна в деталях роздивитися явища, що відбуваються за частки секунди.
Відеокамерами давно знімають репортажі для телебачення. Магнітний запис зручна і практичне: на одну касету можна знімати багато разів, а зображення відразу ж переглянути і при необхідності перезняти.
Поряд з професійними сложноустроеннимі відеокамерами з'явилися і більш прості опціонально, компактні і легкі аматорські відеокамери, які отримали широке застосування і визнання у любителів відеозйомки. Перша аматорська аналогова відео камера була створена в 1980 році. Але справжня війна за споживача починається з 1985 року, коли Sony випускає відео плівку аналогового стандарту Video 8, а JVC вводить аналоговий формат VHS-C - «компактну» версію аналогового формату VHS. Споживач отримує доступ до апаратури, що з'єднує в одному корпусі і камеру, і записуючий пристрій-рекордер. Ще зовсім недавно любителі відео ходили з двома окремими «коробками»: одна знімала, а інша записувала зображення. Так з'явилася відео камера-камкордер.
Найперші відео камери були аналоговими, а якість зображення - помітно гірше того, що звично бачити на екрані телевізора. У телебаченні Англії, Австралії та Нової Зеландії, а також і в деяких країнах Західної Європи прийнятий стандарт кольорового телебачення PAL, який формує телевізійне зображення з 625 горизонтальних рядків. У Франції встановився стандарт SECAM (також 625 рядків), тоді як у США і Японії використовується стандарт NTSC (525 горизонтальних рядків). Хоча не всі рядки використовуються для формування зображення - деякі просто несуть службову інформацію, - той факт, що формат Video 8 і формат VHS-C мають дозвіл приблизно в 240 рядків, вже багато що говорить про якість того зображення, яке дають аналогові відео камери.
Незважаючи на не дуже якісне зображення, в кінці 80-х і на початку 90-х років відео камери набувають популярності. Все більша кількість людей купує їх, радіючи можливості побачити на відео себе і своїх друзів. Продаж відео камер досягає свого піку на початку 90-х років з появою на ринку мініатюрних камер, які мають великі технічні можливості та більш доступні ціни. Свою лепту внесли й популярні телепрограми, які демонструють аматорські відео фільми.
2.2 Характеристика відеокамери
Вже більше століття минуло з тих пір, як брати Люм'єр продемонстрували публіці свій перший фільм. Однак кіно, як і раніше залишається для нас найважливішим з мистецтв. Довгий час кінозйомка була справою професіоналів - для створення оптимального відеоряду потрібно безліч людей, сил і часу. Аматорські зйомки - справа настільки складна і клопітка, що мало хто наважувався присвятити своє дозвілля настільки дорогого хобі. Набагато простіше було обзавестися фотоапаратом і чаклувати вечорами з фотозбільшувач при світлі червоної лампочки.
Незважаючи на те, що фотографія років на сімдесят старше кіно, прихід цифрових технологій у кіномистецтво почався раніше. Посприяло цьому розвиток телебачення, де були необхідні прості в експлуатації мобільні пристрої для запису відео.
На сьогоднішній день основними гравцями на ринку цифрових відеокамер можна назвати такі компанії, як Canon, JVC, Panasonic, Samsung і Sony.
2.2.1 Формати відеозапису
Перед тим як розповісти про конструкційних особливостях відеокамер, необхідно сказати кілька слів про способи кодування відеосигналу. Найбільш актуальними є DV і MPEG2.
Родоначальником стандарту DV вважається формат Motion JPEG (MJPEG). Його особливість полягає в тому, що до кожного кадру зображення застосовується алгоритм стиснення JPEG. Якість результату безпосередньо залежить від коефіцієнта компресії. При малому стисненні виходить зображення з хорошою обробкою деталей, проте «важить» такий ролик пристойно. При великій компресії обсяг записуваної інформації значно зменшується, але разом з цим відчутно погіршується якість картинки.
Розробники DV запропонували варіювати коефіцієнт стиснення в межах одного кадру. Різнорідні ділянки з великою кількістю деталей утискають у щадному режимі з малими коефіцієнтами, а до суцільних областям застосовують більш сильне стиснення. При цьому для всіх кадрів загальний коефіцієнт компресії залишається постійним - 5:1. DV-кодування використовується в пристроях зі стандартами miniDV і Digital 8. Остання технологія свого часу була розроблена компанією Sony як перехідний варіант від аналогових камер до miniDV. Цей стандарт підтримував використання Video8 і Hi8-касет, хоча інформацію на них писали в DV-форматі.
MPEG2 - цей вид кодування базується на зовсім інших принципах. Основу відеопотоку складають так звані ключові I-кадри (interframe), які представляють собою повноцінні зображення у форматі JPEG - такі ж, як і в DV. При цьому частка ключових кадрів у загальній масі досить мала. Крім I-кадрів, в інформаційному потоці містяться особливі P-кадри (P-frames) і B-кадри (B-frames).
Р-кадри (від англ. Predicted - «передбачені») виходять з використанням алгоритмів компенсації руху і передбачення вперед по попередніх кадрів. Якщо порівнювати їх з I-кадрами, то тут досяжна ступінь стиснення відеоданих в три рази вище. По-кадри (від англ. Bidirectional - «двонаправлені») виходять чотирма різними алгоритмами в залежності від характеру відеоданих. Вони містять зміни щодо попередніх і наступних кадрів, використовуваних в якості опорних. Це найбільш стислі кадри.
Описуючи ці типи кодування відеоінформації, можна провести аналогію з мультиплікацією, коли художник-аніматор змальовує тільки ключові моменти руху фігури. У випадку з MPEG виходить, що відеопотік складається зі стислих даних про відмінності між поточним і ключовим кадром, а також поточним і наступними кадрами.
Якому з форматів віддати перевагу? Відповідь на це питання залежить від того, що потрібно отримати в результаті. Дані в DV ідеально підходять для подальшої обробки та редагування, проте в більшості випадків займають великий об'єм. До того ж варто врахувати, що при записі динамічних сюжетів з інтенсивно чергуються сценами передбачити, який із способів стискування дасть кращі результати, досить важко. MPEG2 чудово підходить для зберігання інформації, проте в процесі монтажу можлива втрата якості зображення.
2.2.2 Технології
Піонером у впровадженні технології DVD стала компанія Hitachi, потім подібні моделі з'явилися і в інших виробників. Зображення в DVD-камерах записується на диск miniDVD (80 мм) в форматі MPEG2. Цих дисків вистачало приблизно на півгодини відео в хорошій якості, тобто вони програвали навіть стандартним відеокасет на 60 хвилин. Однак у DVD було одну істотну перевагу - такий диск можна переглядати на будь-якому DVD-плеєрі, попередньо закривши сесію запису (finalize). Якщо в камері стояв DVD-R диск, то його не можна повторно використовувати після фіналізації. Є й альтернатива - диски DVD-RW, однак їхня вартість істотно вище.
Експерти вважають, що DVD доживає останні дні - на ринок активно виходять нові прогресивні стандарти Blue-Ray і HD-DVD.
2.2.3 Flash або жорсткий диск (HDD)
Напівпровідникова пам'ять на сьогоднішній день вважається загальнодоступною і найбільш перспективною технологією. Основних стандартів небагато - CompactFlash, SD / MMC, xD Picture Card і Memory Stick. Собівартість зберігання одного мегабайта інформації відрізняється від формату до формату. Поки найбільш масовий і дешевий стандарт - SD / MMC. Варто зазначити, що карта пам'яті сама по собі є проміжним джерелом даних. Остаточне архівування все одно доведеться виконувати на тих же CD / DVD / Blue-Ray / HD-DVD-дисках.
Для зберігання великих обсягів даних в похідних умовах розробники пропонують банки даних. Якщо не вдаватися в деталі - це гібрид кард-рідера і вінчестера. Деякі з них дозволяють переглядати ролики на вбудованих екранах, інші виконують виключно перезапис інформації на внутрішній жорсткий диск (такий же, як в ноутбуках).
Поки ці види пам'яті, включаючи моделі камер з HDD (розробка JVС), конкурують тільки з miniDVD, де обсяги записуваних даних обмежені форматом диска.
Спеціалізовані касети miniDV з об'ємом пам'яті близько 13 Гб, розраховані на годину відеозапису в DV-форматі. На сьогоднішній день - оптимальні носії як по вартості зберігання 1 Мб інформації, так і за місткістю.
2.2.4 Оптика
Властивості відеозображення багато в чому залежать від якості оптики. Існує думка, що створити відмінний об'єктив так само просто, як виліпити геніальну статую, для цього потрібно лише взяти відповідну брилу мармуру і відсікти від неї все зайве. В об'єктиві відсікання зводиться до підбору різної форми лінз, які слід розташувати в суворо визначених місцях оправи. Однак є ще одна проблема - скло відбиває світло, а це веде до появи «вуалі», «зайчиків» та інших непотрібних спецефектів.
Якісний прорив відбувся в середині минулого століття, коли було винайдено спеціальне напилення на скло, покликане знизити відображення світла від поверхні лінзи. У середньому відбиття від поверхні скла складає 4-11%. А якщо в оптичній схемі використовується півдесятка лінз, то втрати будуть від 16 до 55%. Судіть самі, що буде з сучасними об'єктивами, де оптичних елементів може налічуватися більш ніж десяти.
Все це означає, що не можна очікувати відмінних результатів від камери з дешевим об'єктивом, в якому стоять пластикові лінзи. Дешеві полімери з часом втрачають свої оптичні властивості, і картинка стає більш каламутною і затемненою.
Будь-який об'єктив характеризують два основних параметри - світлосила і фокусна відстань. Ця інформація маркується на оправі, наприклад 1,8 / 5,1-51. Перше число позначає величину світлосили - здатність оптичної системи збирати світло. Чим ближче це значення до одиниці, тим краще.
Фокусна відстань характеризує кут зору і наближення. Менша кількість відповідає широкому куті. Цей параметр особливо важливий для зйомки в приміщенні. Більше значення використовується для зйомки віддаленого об'єкта крупним планом.
В аматорській фототехніку застосовують оптику зі змінною фокусною відстанню. Багато компаній випускають відеокамери з 20-ти і навіть 30-кратним оптичним збільшенням. Чим це загрожує? У першу чергу - падінням якості зображення. Так що потрібно запам'ятати: оптика з фантастичними можливостями коштує дуже великих грошей, а для сучасних відеокамер оптимально 10-кратне оптичне збільшення. HDTV (High-Definition Television) - це новий телевізійний стандарт, здатний забезпечити кращу якість зображення в порівнянні з існуючими аналоговими і цифровими ТБ-стандартами.
Стандартні дозволи для HDTV це 1920x1080 (1080i - від «interlaced» чересстрочная (полукадровая) розгортка) і 1280x720 (720p - «progressive scan» прогресивна (повнокадровий) розгортка). HDTV не має стандартів для передачі відео у форматі 4:3 - тільки 16:9.
HDTV підтримує швидкість до 60 прогресивних кадрів в секунду, у той час як стандартне телебачення використовує 25/30 кадрів в секунду (або 50/60 напівкадрів в секунду). Також HDTV підтримує різні цифрові аудіоформати (аж до Dolby Digital 5.1).
Поки камери для відеозйомки подібного формату коштують досить дорого (більше півтори тисячі доларів США). Для відтворення такого зображення потрібні високоякісні HDTV-пристрої з співвідношенням сторін 16:9. Відчутна різниця між новим і старим стандартами видно тільки на високоякісному РК-телевізорі, плазмової панелі або HDTV-проекторі.
2.2.5 Сенсори
Сенсори відповідають за отримання картинки - саме вони є тим елементом камери, де світло з потоку фотонів перетворюється в електричні імпульси. Від технічних якостей сенсорної системи багато в чому залежить результат відеозйомки.
Цей конструкційний елемент оточує, мабуть, найбільшу кількість міфів. Для початку - основи отримання зображення, які допоможуть у подальшому знайти правильні відповіді.
Самі по собі сенсори не здатні розрізняти колір. При попаданні квантів світла на напівпровідник створюється потенціал, рівний порції отриманого світла (монохромна інформація). На допомогу приходить всім відома адитивна система колірного синтезу (RGB). Простіше кажучи, змішення трьох основних кольорів - червоного, синього і зеленого. Щоб отримати інформацію про кожен кольорі, на шляху світлового потоку потрібно поставити світлофільтр і заміряти яскравість кожної крапки зображення. Тільки так можна отримати інформацію по кожному колірному каналу.
Існують два основних технічних рішення цієї задачі: одноматричну (CCD) і трьохматрична (3CCD) системи.
У першому випадку застосовується байеровская модель RGBG. Це означає, що над кожним світлочутливим елементом розташована мікролінз і світлофільтр одного зі згаданих кольорів. Основну частину яркостной інформації несе зелений канал (це пов'язано з особливістю людського зору), тому зелених елементів у два рази більше, ніж червоних або синіх. Співвідношення виглядає так: R = 1 / 4, B = 1 / 4, G = 2 / 4 = 1 / 2.
Інформація про кожну точку обчислюється на основі даних сусідніх пікселів (інтерполюється). У процесі інтерполяції частину корисної інформації може бути втрачена.
Особливість 3CCD-системи в тому, що світловий потік розділяється спеціальної оптичної схемою на три частини. Кожна з них проходить через свій колірний фільтр (червоний, синій або зелений) і потрапляє на окремий сенсор. У результаті інформація про кожну точку зображення обчислюється на основі реальних даних. Негативна сторона: значне ускладнення конструкції, збільшення енергоспоживання і як наслідок зростання вартості всього пристрою.
До недавнього часу трьохматричні системи встановлювали тільки в дорогу професійну знімальну техніку, поки відома компанія Matshushita Electric (Panasonic) не випустила трьохматричні відеокамеру середнього цінового діапазону (близько 500 $). Це й породило суперечки про те, що краще: камера з одним, але великим сенсором (як правило, у специфікаціях наводиться розмір діагоналі в дюймах), або з трьома, але маленькими. Однозначно відповісти на це запитання не можна. Найкращий варіант, звичайно ж, з трьома і великими. Справа в тому, що зменшення сенсора веде до збільшення шумів. Це означає, що з погіршенням освітлення буде істотно падати якість картинки. Можна припустити, що переваги СDD або 3CCD (в одному ціновому діапазоні) будуть проявлятися в залежності від умов зйомки. До того ж величезну роль грає якість інших компонентів відеокамери: оптики, електроніки та алгоритмів обробки даних.
2.2.6 Інші характеристики
Телевізійна картинка у форматі PAL (720x576) складається з 414720 точок, в NTSC (720x480) і того менше - 345600. Це означає, що для формування зображення достатньо всього 0,4 Мп. Однак це можливо, якщо у нас 3CCD-система, якщо ж на руках є тільки камера з одним сенсором, то цю величину потрібно помножити на чотири (крапка в кадрі формується по чотирьох точках RGBG-матриці). У результаті отримуємо 1600 тисяч пікселів, своєрідний муляж трьохматричної системи - три колірних компонента в одному.
Для чого ж встановлюють у камери двох, а то й тримегапіксельні матриці? Це потрібно для реалізації системи електронної стабілізації зображення. До того ж камери з такими сенсорами здатні робити цілком пристойні фотознімки.
Як видно, реальної необхідності в збільшенні дозволу сенсорів немає. При виборі відеокамери важливіше звертати увагу на фізичний розмір сенсора, ніж на додаткову кількість пікселів.
Мінімальна освітленість вимірюється в люксах і позначає мінімальний рівень освітленості, що здатна зареєструвати камера. До цієї цифри потрібно ставитися обережно, оскільки можливість знімати при нульовій освітленості (в повній темряві) не гарантує якості отримуваної картинки. Так що варто покладатися тільки на об'єктивні тести відеокамер і власні очі.
Деякі моделі мають режим нічної зйомки. Сенсори камер в силу своїх фізичних характеристик чутливі до інфрачервоного діапазону. Це властивість активно експлуатується в продукції компанії Sony. Наприклад, достатньо в режимі NightShot прибрати ІЧ-фільтр - і з'явиться можливість знімати практично в повній темряві. Про високу якість картинки мова не йде, скоріше це просто цікава додаткова можливість.
Без допомоги стабілізації зображення системі обійтися складно, особливо при зйомці в довгофокусному положенні об'єктиву. Можливі два варіанти стабілізації відеокартинки: оптична і електронна.
Оптична стабілізація - дорожча, але і більш ефективна. Вона складається зі спеціальних гіросенсорів, що відстежують вібрації камери, і плаваючих лінз, які на підставі інформації від цих датчиків коректують світловий пучок, утримуючи його в одній точці матриці. Гідність оптичної стабілізації в тому, що матриця отримує рівне зображення, за якість якого відповідає окрема високоточна система. До того ж для формування зображення використовується вся корисна площа сенсора. Є, звичайно, і мінуси - наприклад, додаткові електронно-механічні вузли і підвищене енергоспоживання.
Електронна стабілізація реалізується за рахунок надлишкової площі матриці. Зображення хоч і зміщується, але все ж залишається в її полі зору. Спеціальні алгоритми відстежують ці зсуви і вносять відповідні поправки до результуючого зображення.
Головний плюс цього рішення - ціна. Всі реалізується тільки за рахунок алгоритмів обробки. Однак мінуси більш відчутні - робота системи стабілізації позначається на якості картинки. Нерідкі випадки «залипання» зображення, коли електроніка не в змозі розпізнати умисне рух відеокамери. Зустрічаються казуси і зі зйомкою рухомих об'єктів, які електронний стабілізатор намагається утримати на одному місці.
Дуже важливий момент - передача даних, оскільки від наявності певних входів і виходів багато в чому залежить функціональність всієї камери. На всіх без винятку відеокамерах присутній аналоговий аудіо / відеовихід, такий як S-Video і «тюльпан» (композитний вихід). Ці інтерфейси дозволяють підключати камеру до будь-яких пристроїв з відеовходами, наприклад до телевізора. Однак з'єднання S-Video краще композитного.
Цифрові інтерфейси представлені двома стандартами: DV на базі IEEE 1394 (FireWire, i.Link) і USB. Не всі сучасні комп'ютери за замовчуванням підтримують DV, проте це питання легко вирішується - достатньо придбати спеціальну плату IEEE 1394 ($ 15-20), яка забезпечує високошвидкісне з'єднання для передачі даних з відеокамери на ПК. Можна, звичайно, підключитися і до DVD-рекордера, однак у цьому випадку всі переваги DV-якості будуть втрачені, тому що відбудеться перетворення інформації в MPEG2. Тому цей варіант рекомендується застосовувати тільки в тому випадку, якщо ви надалі не збираєтеся серйозно редагувати цю відеозйомку.
З USB можуть виникнути складності. Якщо в MPEG2-камерах дані до цього інтерфейсу передаються без проблем, то у випадку miniDV все не так просто, якщо камера не вміє конвертувати DV в MPEG-формат або дані передаються на комп'ютер в сирому вигляді (за аналогією з IEEE 1394), то перетворення даних в MPEG, загрожує втратою якості.
І ще важлива ремарка - техніка, призначена для ввезення в Європу, як правило, позбавлена входів для запису відео. Це пов'язано з питаннями оподаткування. У зв'язку з цим, купивши камеру за кордоном, можна згодом неприємно розчаруватися.
При покупці камери обов'язково потрібно проконтролювати наявність входів. Для DV-камер обов'язкова наявність IEEE 1394. Він необхідний для запису змонтованих даних з комп'ютера назад на касету.
Аналоговий вхід не так життєво необхідний, як цифровий, але він може знадобитися, наприклад, для перезапису Video8 або VHS-касет на цифровий носій.
Результат відеозйомки багато в чому залежить від зручності роботи з камерою. Вибираючи пристрій, зверніть увагу на те, як воно лежить в руці. Важливу роль грає і його вагу. Пильної уваги заслуговує управління і відображення знімальному інформації. У вас повинна бути можливість зйомки при яскравому сонці, при цьому ви повинні чітко бачити отримувану картинку. Необхідний і поворотний екран для ракурсу зйомки.
В ідеалі за налаштування фокусування, експозиції і балансу білого повинні відповідати окремі клавіші на корпусі камери. Це той мінімум, який дозволить чітко управляти знімальним процесом.
Висновок
Старі плівкові технології відійшли в минуле. На зміну прийшла нова цифрова фототехніка, яку пропонують фірми-виробники всього світу, щорічно впроваджуючи нові розробки в свої моделі фото і відеокамер. Цифрові фотоапарати здатні задовольнити запитам самого прискіпливого фотографа. Відеокамери нових поколінь знімають не тільки побутове відео, але і невеликі об'єкти, що переміщаються із високими швидкостями, здійснюють зйомку в умовах недостатньої освітленості. Запис проводиться як на вже застарілі відеокасети або 8 см диски, так і більш досконалі жорсткі диски, карти пам'яті, DVD які допомагають підтримувати високу якість зйомки і мають значно більший запас часу.
На сьогоднішній день, у кожного великого виробника електронної техніки є в наявності як мінімум кілька фотоапаратів різних класів (любительські, професійні, повноформатні). Розібратися в цьому розмаїті найчастіше без сумніву дуже непросто. Що ж стосується відеокамер, вони теж продовжують вдосконалюватися, причому не стільки за характеристиками матриці (досягнутого рівня в 10-12 мегапікселів цілком достатньо для фотолюбителя), скільки за зручністю використання. Виробники оснащують свої пристрої додатковими функціями, що перетворюють простий фотоапарат на розумне пристрій, вельми практично не вимагає втручання у фотопроцесу з боку власника.
Переваги цифрового запису видно неозброєним оком: ця технологія зводить до мінімуму число перешкод і спотворень зображення, зберігає якість зображення при копіюванні, дозволяє записувати якісний звук, до того ж дозвіл картинки у цифрових камер вдвічі вище, ніж у їх аналогових побратимів. Але найголовніша перевага цифрового формату відеозапису можливості швидкого і легкого її редагування. І цей процес єдиний, що вимагає спілкування цифрової відеокамери з ПК.
Список літератури
MIGnews.com.ua.
PO4EMU.RU.
www.cifrovaya-tehnika.ru.
www.digitalzoom.ru.
www.electrohit.ru.
www.familyvideo.ru.
www.fotografiya.ru.
www.foto-katalog.ru.
www.mobi.ru.
www.photohistory.ru.