Различия между видео- и фотокамерами

Видеокамера - это комбинация телевизионной передающей камеры и устройства для видеозаписи. 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), предназначенных для тележурналистики, слово «видеокамера» вошло и в профессиональный обиход [100]. Таким образом, говоря более простым языком, видеокамера - это устройство записи подвижного изображения и звука в «телевизионном» формате, т.е. в виде, пригодном для последующего просмотра на телевизоре.

В настоящее время на рынке представлено более трех сотен моделей любительских и полупрофессиональных видеокамер, и около сотни профессиональных моделей. Несмотря на такое разнообразие, функционально устройство всех видеокамер очень похоже и представлено на рисунке 3.

Рисунок 3. Упрощенная схема цифровой видеокамеры

Разберем каждый блок в отдельности, и рассмотрим его влияние на качество получаемого материала.

Объектив - создает изображение на светочувствительной матрице и должен обеспечить попадание как можно большего количества света на нее с тем, чтобы получить достаточную яркость изображения в условиях плохой освещенности. Для съемки в условиях хорошей и избыточной освещенности в объективах имеется диафрагма для ограничения светового потока. Одна из основных характеристик объектива так и называется - "светосила", это есть отношение яркостей объекта и изображения объекта, полученного с помощью объектива. Светосила объектива прямо пропорциональна т.н. "относительному отверстию" объектива, которое представляет собой отношение D/f, где D-диаметр входной линзы или другого "узкого места" для светового пучка, проходящего через объектив, а f-фокусное расстояние объектива.

Это выражение обычно приводится к виду, когда числитель дроби приведен к 1, например, 1:1,8. Так обычно пишут на объективе наряду с диапазоном изменения зума. Чем меньше знаменатель дроби, тем более светосилен объектив.

Другие важные характеристики объектива - это «зум» («увеличение») и «разрешающая способность» («разрешение»). Зум, или кратность увеличения, обозначают либо двумя цифрами, например, 0,5-8х, либо одной, являющейся делением второй цифры на первую, то есть, в этом примере, 16х. Как относительное отверстие, так и зум обратно пропорциональны разрешающей способности объектива, то есть его способности раздельно отображать мелкие объекты на матрице. С ростом относительного отверстия и зума растут размеры и стоимость объектива, а также искажения (аберрации), вносимые объективом.

Вследствие того, что стандартом видеоизображения предусмотрена меньшая цветовая четкость, нежели четкость по яркости, допустимые по цене и габаритам величины относительного отверстия и зума для видеообъективов шире, чем для фотообъективов и достигают приблизительно 1:1,8 и 12х соответственно. Фотографирование через эти объективы делает заметными аберрации, из-за того, что в фоторежиме разрешение по трем составляющим RGB (Red-Green-Blue) одинаковое. Из-за этого сравнивать фотографии, сделанные с помощью видеокамеры и с помощью фотоаппарата некорректно, к тому же еще не слишком дорогие фотоаппараты оснащаются объективами с меньшим относительным отверстием и меньшим зумом (обычно около 3х) и большей по размерам матрицей, что позволяет получить более качественное изображение. Правда, компания Samsung, например, решила эту задачу "в лоб" и выпустила линейку видеокамер "DuoCam" с раздельными объективами и матрицами для видео и фото, напоминающими старинные кинокамеры с объективами на турели.

Разрешение собственно объективов видеокамер обычно нигде не приводят, в том числе потому, что разрешение полученного изображения зависит от разрешения светочувствительной матрицы, а также от способа сохранения полученного изображения, о чем будет сказано далее.

В профессиональных моделях видеокамер, между объективом и матрицей установлено несколько (от 2 до 5) фильтров нейтральной плотности (ND), которые не влияют на спетральный состав проходящего через них света, ослабляя лишь мощность светового потока. Это позволяет в условиях с ярким освещением не закрывать диафрагму и не уменьшать выдержку (при сильном закрытии диафрагмы падает разрешающая способность объектива, и исчезает возможность использовать глубину резкости для расстановки «акцентов» в изображении, а очень короткие выдержки приводя к так называемому «стробу» - лишает изображение плавности).

Световой пучок, проходя через оптический стабилизатор (O.I.S.) изображения, фокусируется на светочувствительной матрице (иногда их три по числу основных цветов, что обеспечивает лучшую цветопередачу, хотя и удорожает камеру). Вообще, внутри самой камеры применяются два типа устройств, позволяющих конструктивными методами уменьшить влияние дрожания камеры при съемке. Лучший из них - это уже упомянутый выше оптический стабилизатор изображения, который обычно состоит из гиростабилизированных оптических элементов, позволяющих при колебаниях камеры в пространстве сохранять на светочувствительной матрице неподвижную картинку. Недостаток такого стабилизатора всего один - высокая стоимость изготовления, поскольку оптический стабилизатор - это высокоточное оптико-механическое устройство. Поэтому он используется только в профессиональных видеокамерах и любительских камерах высшей ценовой категории. В более дешевых камкордерах используется электронный стабилизатор изображения (E.I.S.), который включается в блок обработки сигналов.

Лучшие статьи по информатике

Часы–будильник с матричным светодиодным индикатором
Данная тема курсового проекта «Часы - будильник с матричным светодиодным индикатором. Схема индикации» была предложена цикловой комиссией специальности 2301 ...

Разработка устройства для измерения радиационного излучения
Ионизирующее излучение, часто называемое радиоактивным излучением, ― это естественное явление, всегда присутствующее в окружающей нас природной ...

Технология ZigBee
автоматизация дом безопасность умный В самых разных отраслях имеется потребность в создании беспроводных сетей с большим числом датчиков и исполнительных меха ...