Контрольнаяработа
Дисциплина: «Компьютерные продукты»
«Цифровыефотоаппараты и видеокамеры»
Содержание
Введение. 3
Глава І.Цифровые фотоаппараты… 4
1.1 История созданияфотоаппарата. 4
1.2 Характеристикацифрового фотоаппарата. 5
1.2.1 Матрица. 6
1.2.2 Оптика. 7
1.2.3 Памятьцифрового фотоаппарата. 8
1.2.4 Другиехарактеристики. 10
Глава ІІ. Цифровые видеокамеры 14
2.1 История созданиявидеокамеры… 14
2.2 Характеристикавидеокамеры… 16
2.2.1 Форматывидеозаписи. 16
2.2.2 Технологии. 18
2.2.3 Flash илижесткий диск (HDD)19
2.2.4 Оптика. 19
2.2.5 Сенсоры… 21
2.2.6 Прочиехарактеристики. 23
Заключение 27
Списоклитературы 29
/>/>/>Введение
Интенсивное развитие телевидения в 50-х годах XX века послужилотолчком для изобретения какого-либо носителя для записи на него изображений. В1951 году была осуществлена запись электрических импульсов на магнитную ленту,а в 1960 году в лабораториях NASA была воплощена в жизнь схема зашифровкиизображения на компьютере. С начала 80-х годов технология цифровой фотосъемкистала развиваться, но на рынке первые цифровые фотоаппараты появились только в1993 году. На сегодняшний день рынок цифровой фототехники переполнен, а качествоснимков любительскими камерами практически не уступает снимкам профессионалов.
Самые первые видеокамеры были аналоговыми,а качество изображения заметно хуже того, что можно было увидеть на экранетелевизора. Несмотря на не очень качественное изображение, в конце 80-х и вначале 90-х годов видеокамеры приобретают популярность. Все большее количестволюдей покупает их, радуясь возможности увидеть на видео себя и своих друзей.Продажа видеокамер достигает своего пика в начале 90-х годов с появлением нарынке миниатюрных камер, имеющих большие технические возможности и болеедоступные цены.
/>/>/>Глава I. Цифровые фотоаппараты/>1.1 История создания фотоаппарата
В декабре 1975 года, инженер компании Kodak Стиви Сэссон изобрелнечто, что спустя несколько месяцев перевернуло все представления о фотографии- первый в мире цифровой фотоаппарат. Камера была размером с тостер и умеладелать черно-белые снимки с разрешением 100x100 пикселей. Сегодня бы сказали,что камера имела разрешение в 0,01 мегапикселя. Снимки записывались намагнитофонную кассету. На запись одного снимка уходило 23 секунды. Дляпросмотра снимков использовалась специальная ТВ-приставка.
Большинство из нас воспринимаютцифровой фотоаппарат как нечто само собой разумеющееся. А пятнадцать лет назадтакое устройство мог позволить себе только очень состоятельный человек, и былооно скорее признаком роскоши, чем технической необходимостью. Владельцам первыхцифровых фотоаппаратов приходилось нелегко. Нужно было носить с собойпятикилограммовые рюкзаки с аккумуляторами и жестким диском. С тех порфотокамеры значительно уменьшились в размерах и стали куда более удобнымитакими, какими их привыкли видеть.
Со времен появления фотоаппарата до выхода в свет его цифровогонаследника прошло почти сто лет именно столько времени потребовалось, чтобынайти способ записи изображений на цифровой носитель. Матрицы фотокамер в томвиде, который используется сегодня, появились в конце шестидесятых годов.Изобретенный Вильямом Бойлем и Джорджем Смитом прибор с зарядовой связью сталпервым шагом к современной технике.
В 1981 году компания Sony выпустила камеру MAVICA, но первой настоящей цифровойкамерой по праву считается Dycam Model 1, известная также под именем LogitechFotoMan FM-1. Отснятые кадры MAVIKA записывала на обычные 3,5-дюймовые дискеты,которые тогда считались едва ли не последним достижением мира техники. Сейчасже найти компьютер, который бы их поддерживал, очень непросто. Впечатлялипервые фотокамеры тогдашнюю публику не только своими возможностями, но и ценой.Dycam Model 1 стоила около тысячи долларов. По современным меркам это вполневменяемая стоимость для качественного фотоаппарата, а вот возможности у тоймодели были далеко не современные: матрица с разрешением 376х240 пикселов, 256градаций серого и один мегабайт встроенной памяти, а также простенький объективс фиксированным фокусным расстоянием.
В середине 80-х (1984-1986 года) попримеру Sony, компании Canon, Nikon, Asahi также начали выпуск электронных фотокамер.Камеры были аналоговыми, стоили очень дорого и имели разрешение 0,3–0,5мегапикселей.
В итоге, несмотря на то, что перваякамера появилась в начале 80-х, началом массового производства цифровыхустройств принято считать первую половину 90-х. Однако эти фотоаппараты быличерно-белыми и не давали тех возможностей, которые требуются для созданиякачественных фотоснимков. Основная проблема заключалась в том, что никто незнал, с какого конца приступить к разработке цифровой камеры, наработки,полученные за время создания аналоговых фотоаппаратов, явно не подходили для ихцифровых собратьев. Все попытки сделать устройство, которое бы наследовало опыттрадиционной пленочной техники, заканчивались провалом: например, созданная в1991 году путем механического копирования пленочного фотоаппарата Kodak DCS-100стоила около 25 тысяч долларов./>1.2 Характеристика цифрового фотоаппарата
Цифровые фотоаппараты все быстрее вытесняют аналоговые, делающиефотографии при помощи фотопленки. Во-первых, цифровой фотоаппарат гораздоудобнее аналогового, за счет того, что больше не нужно покупать для негофотопленку и относить её на проявку. К тому же, фотографию сделанную цифровымфотоаппаратом, можно сразу посмотреть на дисплее и быть уверенным в результате.Что получилось на пленке, можно узнать, только проявив её. Когда цифровыефотоаппараты только появлялись на рынке, цена на них была заоблачной, при этомпо качеству фотографий они значительно уступали аналоговым. Но за последниенесколько лет ситуация изменилась коренным образом. Профессиональные фотографыначали постепенно переходить на цифровые фотоаппараты, соглашаясь с тем, чтоцифровой фотоаппарат гораздо удобнее и не уступает по качеству аналоговому. Даи цена на цифровую фототехнику стала гораздо более приземленной. Так чем жецифровой фотоаппарат отличается от аналогового (пленочного)? Одна из основныхдеталей фотоаппарата — это светочувствительный элемент. Если в пленочномфотоаппарате это непосредственно пленка, то в цифровом фотоаппарате — это ПЗСматрица. Еще один элемент, который присущ и пленочному и цифровому аппарату — это объектив (оптика). Стоит учитывать, что оптическая часть фотоаппарата неменее, а может и более, важна, чем матрица. Так же, цифровой фотоаппарат имеетэлектронную часть, которая обрабатывает полученный матрицей световой поток и,преобразуя его в готовое изображение, сохраняет его в памяти фотоаппарата илина карте памяти. Карта памяти — сменная часть фотоаппарата, на которой и будутхраниться сделанные фотографии. Рассмотрим эти части фотоаппарата отдельно. />1.2.1. Матрица
Матрица имеет несколько характеристик, которые важно знать привыборе фотокамеры. Матрица состоит из светочувствительных элементов — пикселов.Очень большое заблуждение, которое распространяется благодаря рекламнымкомпаниям фирм производителей, что количество пикселов влияет на качествофотографии. На самом деле в гораздо большей степени это влияет на размеркачественного бумажного отпечатка. Например, имея фотоаппарат с разрешениемматрицы 3 Мегапикселя, можно получить качественный отпечаток на бумаге размеромне более 13-18 см. Если же фотокамера с разрешением матрицы 4 Мегапикселя, томожно получить качественный отпечаток до формата 20*30 (А4). В Интернете можновстретить массу таблиц, в которых показано с каким разрешением матрицы — какогоразмера можно получить фотографию. Гораздо более важный параметр матрицы — этоеё реальный (физический) размер. Можно легко заметить, что разрешение матрицыне сильно сказывается на цене цифрового фотоаппарата, в то время как приувеличении физического размера матрицы, цена начинает увеличиваться вгеометрической прогрессии.
Физический размер матрицы сказывается на количестве шумов нафотографии. Когда в фотокамере фирма-производитель увеличивает разрешение(количество мегапикселов) матрицы при этом, оставляя физический размер матрицытакой же, увеличивается количество шумов. Следовательно, камера, имеющая 7мегапикселов и размер матрицы 1/2,5 дюйма, будет иметь гораздо больше шумов,чем камера с разрешением 5 мегапикселов и таким же физическим размером матрицы./>1.2.2 Оптика
Вторая очень важная часть – оптика, которая имеет различныехарактеристики важные для потребителей. Если на объективе написано «3хoptical zoom 7.4-22.2 mm 1:2.8-4.7», то этоозначает, чтофотоаппарат (объектив) имеет: трехкратное оптическое приближение (трансфокатор)- при съемке можно, не сходя с места приблизиться к объекту съемки, сделатьфотографию крупным планом. Чем больше оптическое приближение, тем больше можноукрупнить объект съемки. Почти любой цифровой фотоаппарат имеет помимооптического приближения, цифровое. Но следует учитывать, что цифровоеприближение работает с очень значительной потерей качества, при оптическом жеприближении качество не страдает. Такое обозначение кратности создано дляудобства производителем, в принципе не следует считать эту цифру равнойкратности зума бинокля. Далее идут цифры, показывающие минимальное имаксимальное фокусное расстояние объектива в миллиметрах (7.4-22.2 mm). Обычно любительские цифровые фотоаппараты делают с универсальным объективом, которыйподходит и для макросъемки, и для портретной, и для панорамной. И потому, привыборе любительского цифрового фотоаппарата важнее знать какое приближениеимеет объектив и что такое фокусное расстояние объектива. Чем меньше перваяцифра, тем больше будет у объектива угол обзора при минимальном зуме. Когда нужнобудет снимать вечеринку в комнате, в которой, нет возможности отойти достаточнодалеко, это будет играть решающую роль (не придется говорить: «встаньте ближедруг к другу!»). Что касается второго числа (7.4-22.2 mm), оно показывает непосредственно насколько можно укрупнить объект, то есть максимальныйзум. Последние цифры (1:2,8-4,7) обозначают светосилу объектива, приминимальном зуме минимальная диафрагма будет 2.8, а при максимальном 3х кратномзуме минимальная диафрагма будет составлять 4.7. Чем больше светосила, темменьше цифра. Объектив с диафрагмой 2.0 будет более светосильным, чем сдиафрагмой 2.8. При увеличении зума, светосила падает и потому, в данномслучае, она составляет уже 4.7. Соответственно, при выборе цифровогофотоаппарата с большим оптическим зумом, нужно обратить внимание, какаясветосила у него будет при максимальном зуме. У одного цифрового фотоаппарата сдвенадцатикратным зумом диафрагма 1:2,8-3,7, у второго — 1:2,8-4,5,соответственно первый объектив будет более светосильным на максимальном зуме, апри минимальном зуме они по светосиле будут одинаковыми. />1.2.3 Память цифрового фотоаппарата
Фотографии, которые делает цифровой фотоаппарат, сохраняются накарте памяти. Обычно в комплект цифрового фотоаппарата производитель включаеткарту памяти совсем небольшого объема. Такой карты практически хватает, что бысделать от 5 до 15 фотографий в зависимости от разрешения матрицы (чем большеечисло мегапикселей имеет матрица фотоаппарата, тем больший объем имеетфотография на карте памяти). Второй вариант: фотоаппарат не имеет в комплектекарты памяти, но имеет свою встроенную память, правда так же совсем не большогообъема. И в первом и во втором случае стоит сразу подумать о приобретениидополнительной карты памяти. Отдельно карты памяти продаются различного объема,разных типов и разных производителей. Но не любая карта памяти подойдет длявыбранного цифрового фотоаппарата. Каждый производитель использует в своихфотоаппаратах различный формат карт. Бывают карты следующих форматов:
· CF- CompactFlash (обычно используются в полупрофессиональных и профессиональныхзеркальных фотоаппаратах);
· SD- SecureDigital(используется в фотоаппаратах фирм Canon, Panasonic, Pentax,Konica-Minolta, Casio, Nikon, и др.);
· MS- MemoryStick (используется в фотокамерах фирмы Sony);
· XD- используется в фотокамерах фирмы Olympus, Fuji и др.
Совершенно не имеет значения, какие карты памяти используетфотоаппарат. Хотя карты памяти несколько отличаются по цене: CF — самые недорогие, несколько дороже SD, и примерно в полтора раза дороже MS и XD. Что быбыло проще определиться с тем, какого объема выбрать карту памяти нижеприведена таблица, которая покажет какое количество фотографий поместиться нату или иную карту памяти при различном разрешении.
Таблица 1. Соотношение емкости и разрешенияЕмкость разрешение 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
В таблице указано приблизительное количество фотоснимков при условииработы фотоаппарата в режиме полного автомата и выбранном максимальномкачеством фотосъемки, величины могут отличаться в зависимости от условий съемки.
Карты так же могут быть разных производителей. Например, картыпамяти Memory Stick (MS) для цифровых фотоаппаратов Sony можно увидеть какизготовленные самой фирмой Sony так и сторонних производителей, которыеспециализируются именно на производстве памяти, например, Transcend илиKingston, как правило, стоят они несколько дешевле произведенных фирмой Sony. Внезависимости от всего выше перечисленного, фотоаппараты можно условно поделитьна: компактные, которые можно запросто положить в карман рубашки и носить ссобой постоянно; «ультразум», которые имеют огромный для любительскогофотоаппарата зум, но отличающиеся далеко не маленькими размерами и зеркальныефотокамеры — профессиональные и полупрофессиональные аппараты со сменнойоптической частью, возможностью установки дополнительной вспышки и имеющиебольшой спектр настроек и функциональных возможностей. />1.2.4 Другие характеристики
Между собой непрофессиональные фотокамеры отличаются, напримерналичием творческих режимов съемки. Так большинство компактных цифровыхфотокамер уже оптимально настроены на различные виды съемки и не имеют ручныхрежимов, таких как настройка диафрагмы, выдержки или экспозиции, в такихмоделях их полностью заменяют предустановки, например: портретная, панорамная,ночная или другие. Любительские цифровые фотоаппараты также могут отличатьсяразличными дисплеями. Дисплеи могут иметь разный размер — 2, 2.5, 3.0 дюйма, — могут иметь возможность их поворота для удобства съемки, и иметь разное разрешение (чемоно больше, тем более четкую и детализированную картинку на нем видим).Качество дисплея будет влиять на удобство, но следует помнить, что его размербудет коренным образом влиять на цену фотоаппарата. Чем больше и ярче дисплей,тем более он энергоемкий. Большой дисплей будет очень быстро сажатьаккумулятор. Обычно у цифрового фотоаппарата предусмотрена возможностьотключения дисплея и съемка через видоискатель. Видоискатели так же могут бытьразличными — электронные и оптические. Глядя в электронный видоискатель, будемвидно то же, что и на дисплее, все параметры можно будет переключать, глядя ввидоискатель. В оптическом видоискателе никакая информация не отображается, таккак он представляет собой линзу, находящуюся над объективом, как и в обычнойпленочной мыльнице. Кроме того, цифровые фотоаппараты имеют различные элементыпитания — это может быть свой аккумулятор, пальчиковые аккумуляторы илипальчиковые батарейки, которые добавляют некоторое удобство в обращении.Например, если разрядился аккумулятор, можно заменить его простыми батарейкамии продолжить съемку. Единственный минус таких аккумуляторов — это их размер(они сильно увеличивают размер фотоаппарата), поэтому практически во всехультракомпактных моделях производитель использует свой оригинальныйаккумулятор.
Современные цифровые фотоаппараты часто снабжают стабилизатором,предотвращающим дрожание рук. Эта функция крайне важна для фотоаппаратов сбольшим зумом.
Когда используется пленочный фотоаппарат, то пленку выбирают взависимости от освещения, при котором будет проходить съемка. Пленки могут быть100, 200, 400 и более единиц. Этот параметр (ISO) есть и у цифровогофотоаппарата, он крайне важен. Отличительной особенностью цифрового фотоаппаратаот пленочного, является возможность изменять светочувствительность (ISO). Усамых простых фотоаппаратов этот параметр меняется автоматически, на других выможете выставить его вручную. Итак, для того чтобы сделать снимок, нужно всеголишь, совершить одно действие — нажать кнопку. Но в самом фотоаппаратепроисходит несколько больше действий. При нажатии кнопки, в фотоаппаратеоткрываются шторки, пропуская свет через объектив на матрицу, и закрываются,когда матрица получит достаточный световой поток. Время, в которое открытышторки, называется — выдержка. В это время фотоаппарат должен быть неподвижен,иначе кадр получается смазанным, при дневном солнечном свете выдержка можетсоставлять всего 1/500 долю секунды, удержать фотоаппарат неподвижно такойкороткий промежуток времени не представляет труда. Но чем меньше освещенность,тем больше матрице нужно времени, чтобы получить необходимый поток света,например, при ночной съемке выдержка может составить от одной до 30 секунд,понятно, что при такой длинной выдержке удержать фотоаппарат не представляетсявозможным, для таких целей, как правило, используется штатив. Но как же навыдержку влияет параметр ISO? Изменяя этот параметр, выбирается, насколькоматрица будет чувствительна к свету. Сменив ISO со 100 на 400, при ночнойсъемке выдержка изменится с 5 секунд, к примеру, до 1 секунды, и так далее. Такпочему не выставить светочувствительность ISO на максимум и не забыть о ней?Потому, что с увеличением светочувствительности ухудшается изображение — увеличиваетсяколичество шумов в геометрической прогрессии, этот параметр тесно связан сфизическим размером матрицы. Чем матрица меньше по своему физическому размеру,тем больше шумов возникает при увеличении ISO. Современные цифровыефотоаппараты имеют возможность установки ISO 1000 и даже более единиц. Нужно помнить,что если у фотоаппарата небольшая по размеру матрица, качественные снимки, притакой светочувствительности, вряд ли получатся. Стоит стремиться устанавливатьпараметр ISО минимальным, если это позволяет освещение.
Еще один крайне важный момент — это возможность настройки в цифровомфотоаппарате «баланса белого», можно принять участие в регулировкецветопередачи. При различных условиях освещенности возникают различные цветовыеискажения, например, делая фотографию в помещении, освещенном люминесцентнымилампами, будет видно, что в результате съемки, фотография получилась вголубоватых тонах. Для того чтоб исправить такие цветовые искажения, в цифровомфотоаппарате и предусмотрена функция «баланс белого». Так же в разных моделяхон может быть реализован по-разному: где-то он может работать в режиме полногоавтомата и тогда фотоаппарат сам выбирает цветовые настройки, в некоторыхмоделях существуют предустановки, настроенные на самые распространенные условиясъемки. А в некоторых моделях реализована функция «ручного баланса белого» — включая эту функцию в месте, где будет проводиться фотосъемку, фотоаппаратпопросит показать белый цвет, направив объектив на белый объект (белый листбумаги, белая стена или белый элемент одежды), можно точно настроить передачуцветов цифровым фотоаппаратом.
Кроме того, практически все производители предложат рядособенностей, которые присущи конкретной модели их производства. Например,возможность установки дополнительной фотовспышки, подставка в комплекте длябыстрого подключения фотоаппарата к компьютеру, влагостойкий или металлическийкорпус и много другое.
/>/>Глава II. Цифровые видеокамеры/>2.1 История создания видеокамеры
В начале XVIII в. в Англии невероятнойпопулярностью пользовалась несложная игрушка: на внутренней стенке барабанчикас прорезями была многократно нарисована одна и та же фигурка в разных фазахдвижения. Если крутить барабанчик и смотреть на фигурку сквозь щели, кажется,что оно оживает и движется. Это так изумляло зрителей, что игрушку назвали«фантаскопом». В 1832г. похожее устройство (вместо барабана в нем было 2 диска)придумал венский ученый С. Стампфер. Применялось оно для исследований, и былоназвано «стробоскопом». Эти нехитрые конструкции могут по праву считатьсяпредками кино.
Датой рождения кино считается 28 декабря 1895г., когда в подвалепарижского «Гран – кафе» на бульваре Капуцинов братья Огюст и Луи Люмьерыпродемонстрировали свои первые фильмы: «Выход рабочих с завода Люмьеров», «Прибытиепоезда на вокзал Ла Сьота». Однако в 1892г. патент на способ съемки движущихсяизображений и на аппарат для нее получил французский инженер Леон Були, которыйпридумал и само слово «Кинематограф». Но средств на оплату патента он не имел иправа на изобретение потерял.
Возможно, именно конструкция дискового стробоскопа натолкнула в1882г. французского врача и физиолога Этьена Жюля Марея на мысльсконструировать своеобразное «фоторужье». Им подряд снимали 12 кадров накруглую пластинку. «Фоторужье» использовали для съемки в движении птиц изверей, получались коротенькие фильмы.
И только после того, как в 1890г. изобрели целлулоидную пленку сосветочувствительным слоем и двумя рядами отверстий по краям — перфорацией,техника кино стала походить на сегодняшнюю.
Важную роль играет научное и техническое применение кино. Покадроваярегистрация медленно протекающих процессов позволяет в сотни раз “сжать” времяих протекания. А благодаря кинокамерам, снимающим миллионы кадров в секунду,можно в деталях разглядеть явления, происходящие за доли секунды.
Видеокамерами давно снимают репортажи для телевидения. Магнитнаязапись удобна и практична: на одну кассету можно снимать многократно, аизображение сразу же просмотреть и при необходимости переснять.
Наряду с профессиональными сложноустроенными видеокамерами появилисьи более простые опционально, компактные и легкие любительские видеокамеры,которые получили широкое применение и признание у любителей видеосъемки. Перваялюбительская аналоговая видео камера была создана в 1980 году. Но настоящаявойна за потребителя начинается с 1985 года, когда Sony выпускает видео пленкуаналогового стандарта Video 8, а JVC вводит аналоговый формат VHS-C — «компактную» версию аналогового формата VHS. Потребитель получает доступ каппаратуре, соединяющей в одном корпусе и камеру, и записывающееустройство-рекордер. Еще совсем недавно любители видео ходили с двумяотдельными «коробками»: одна снимала, а другая записывала изображение. Такпоявилась видео камера-камкордер.
Самые первые видео камеры были аналоговыми, а качество изображения — заметно хуже того, что привычно видеть на экране телевизора. В телевиденииАнглии, Австралии и Новой Зеландии, а также и в некоторых странах ЗападнойЕвропы принят стандарт цветного телевидения PAL, который формируеттелевизионное изображение из 625 горизонтальных строк. Во Франции установилсястандарт SECAM (также 625 строк), тогда как в США и Японии используетсястандарт NTSC (525 горизонтальных строчек). Хотя не все строки используются дляформирования изображения — некоторые просто несут служебную информацию, — тотфакт, что формат Video 8 и формат VHS-C имеют разрешение примерно в 240строчек, уже многое говорит о качестве того изображения, которое даютаналоговые видео камеры.
Несмотря на не очень качественное изображение, в конце 80-х и вначале 90-х годов видео камеры приобретают популярность. Все большее количестволюдей покупает их, радуясь возможности увидеть на видео себя и своих друзей.Продажа видео камер достигает своего пика в начале 90-х годов с появлением нарынке миниатюрных камер, имеющих большие технические возможности и болеедоступные цены. Свою лепту внесли и популярные телепрограммы, демонстрирующиелюбительские видео фильмы./>2.2 Характеристика видеокамеры
Уже больше века прошло с тех пор, как братья Люмьерпродемонстрировали публике свой первый фильм. Однако кино по-прежнему остаетсядля нас важнейшим из искусств. Долгое время киносъемка была уделомпрофессионалов — для создания оптимального видеоряда требовалось множестволюдей, сил и времени. Любительские съемки — дело настолько сложное и хлопотное,что мало кто решался посвятить свой досуг столь дорогостоящему хобби. Гораздопроще было обзавестись фотоаппаратом и колдовать по вечерам с фотоувеличителемпри свете красной лампочки.
Несмотря на то, что фотография лет на семьдесят старше кино, приходцифровых технологий в киноискусство начался раньше. Поспособствовало этомуразвитие телевидения, где были необходимы простые в эксплуатации мобильныеустройства для записи видеоизображения.
На сегодняшний день основными игроками на рынке цифровых видеокамерможно назвать такие компании, как Canon, JVC, Panasonic, Samsung и Sony. 2.2.1 Форматы видеозаписи
Перед тем как рассказать о конструкционных особенностях видеокамер,необходимо сказать несколько слов о способах кодирования видеосигнала. Наиболееактуальными являются DV и MPEG2.
Родоначальником стандарта DV считается формат Motion JPEG (MJPEG).Его особенность заключается в том, что к каждому кадру изображения применяетсяалгоритм сжатия JPEG. Качество результата напрямую зависит от коэффициентакомпрессии. При малом сжатии получается изображение с хорошей проработкойдеталей, однако «весит» такой ролик прилично. При большой компрессии объемзаписываемой информации значительно уменьшается, но вместе с этим ощутимоухудшается качество картинки.
Разработчики DV предложили варьировать коэффициент сжатия в пределаходного кадра. Разнородные участки с большим количеством деталей ужимают вщадящем режиме с малыми коэффициентами, а к сплошным областям применяют болеесильное сжатие. При этом для всех кадров общий коэффициент компрессии остаетсяпостоянным — 5:1. DV-кодирование используется в устройствах со стандартамиminiDV и Digital 8. Последняя технология в свое время была разработанакомпанией Sony как переходный вариант от аналоговых камер к miniDV. Этотстандарт поддерживал использование Video8 и Hi8-касет, хотя информацию на нихписали в DV-формате.
MPEG2 — этот вид кодирования базируется на совершенно иныхпринципах. Основу видеопотока составляют так называемые ключевые I-кадры(interframe), которые представляют собой полноценные изображения в формате JPEG- такие же, как и в DV. При этом доля ключевых кадров в общей массе довольномала. Кроме I-кадров, в информационном потоке содержатся особые P-кадры(P-frames) и B-кадры (B-frames).
Р-кадры (от англ. predicted — «предсказанные») получаются сиспользованием алгоритмов компенсации движения и предсказания вперед попредшествующим кадрам. Если сравнивать их с I-кадрами, то здесь достижимаястепень сжатия видеоданных в три раза выше. В-кадры (от англ.bidirectional — «двунаправленные») получаются четырьмя различными алгоритмами взависимости от характера видеоданных. Они содержат изменения относительнопредыдущих и последующих кадров, используемых в качестве опорных. Это наиболеесжатые кадры.
Описывая эти типы кодирования видеоинформации, можно провестианалогию с мультипликацией, когда художник-аниматор обрисовывает толькоключевые моменты движения фигуры. В случае с MPEG получается, что видеопотоксостоит из сжатых данных о различиях между текущим и ключевым кадром, а такжетекущим и последующими кадрами.
Какому из форматов отдать предпочтение? Ответ на этот вопрос зависитот того, что нужно получить в результате. Данные в DV идеально подходят длядальнейшей обработки и редактирования, однако в большинстве случаев занимаютбольшой объем. К тому же стоит учесть, что при записи динамичных сюжетов синтенсивно чередующимися сценами предсказать, какой из способов сжатия дастлучшие результаты, весьма затруднительно. MPEG2 прекрасно подходит для храненияинформации, однако в процессе монтажа возможна потеря качества изображения. 2.2.2 Технологии
Пионером во внедрении технологии DVD стала компания Hitachi, затемподобные модели появились и у других производителей. Изображение в DVD-камерахзаписывается на диск miniDVD (80 мм) в формате MPEG2. Этих дисков хваталопримерно на полчаса видео в хорошем качестве, то есть они проигрывали дажестандартным видеокассетам на 60 минут. Однако у DVD было одно существенноепреимущество — такой диск можно просматривать на любом DVD-плеере,предварительно закрыв сессию записи (finalize). Если в камере стоял DVD-R диск,то его нельзя повторно использовать после финализации. Есть и альтернатива — дискиDVD-RW, однако их стоимость существенно выше.
Эксперты считают, что DVD доживает последние дни — на рынок активновыходят новые прогрессивные стандарты Blue-Ray и HD-DVD. 2.2.3 Flash или жесткий диск (HDD)
Полупроводниковая память на сегодняшний день считается общедоступнойи наиболее перспективной технологией. Основных стандартов немного — CompactFlash, SD/MMC, xD Picture Card и Memory Stick. Себестоимость храненияодного мегабайта информации отличается от формата к формату. Пока самыймассовый и дешевый стандарт — SD/MMC. Стоит отметить, что карта памяти сама посебе является промежуточным источником данных. Окончательное архивирование всеравно придется выполнять на тех же CD/DVD/Blue-Ray/HD-DVD-дисках.
Для хранения больших объемов данных в походных условиях разработчикипредлагают банки данных. Если не вдаваться в детали — это гибрид кард-ридера ивинчестера. Некоторые из них позволяют просматривать ролики на встроенныхэкранах, другие выполняют исключительно перезапись информации на внутреннийжесткий диск (такой же, как в ноутбуках).
Пока эти виды памяти, включая модели камер с HDD (разработка JVС),конкурируют только с miniDVD, где объемы записываемых данных ограниченыформатом диска.
Специализированныекассеты miniDV с объемом памяти около 13Гб, рассчитанные на час видеозаписи в DV-формате. На сегодняшний день — оптимальные носители как по стоимости хранения 1 Мб информации, так и повместительности. 2.2.4 Оптика
Свойства видеоизображения во многом зависят от качества оптики.Существует мнение, что создать отличный объектив так же просто, как изваятьгениальную статую, для этого нужно лишь взять подходящую глыбу мрамора и отсечьот нее все лишнее. В объективе отсекание сводится к подбору различной формылинз, которые следует расположить в строго определенных местах оправы. Однакоесть еще одна проблема — стекло отражает свет, а это ведет к появлению «вуали»,«зайчиков» и прочих ненужных спецэффектов.
Качественный прорыв произошел в середине прошлого века, когда былоизобретено специальное напыление на стекло, призванное снизить отражение светаот поверхности линзы. В среднем отражение от поверхности стекла составляет4-11%. А если в оптической схеме используется полдесятка линз, то потери будутот 16 до 55%. Судите сами, что будет с современными объективами, где оптическихэлементов может насчитываться более десяти.
Все это означает, что нельзя ожидать отличных результатов от камерыс дешевым объективом, в котором стоят пластиковые линзы. Дешевые полимеры современем теряют свои оптические свойства, и картинка становится более мутной изатемненной.
Любой объектив характеризуют два основных параметра — светосила ифокусное расстояние. Эта информация маркируется на оправе, например 1,8/5,1-51.Первое число обозначает величину светосилы — способность оптической системысобирать свет. Чем ближе это значение к единице, тем лучше.
Фокусное расстояние характеризует угол зрения и приближение. Меньшеечисло соответствует широкому углу. Этот параметр особенно важен для съемки впомещении. Большее значение используется для съемки удаленного объекта крупнымпланом.
В любительской фототехнике применяют оптику с переменным фокуснымрасстоянием. Многие компании выпускают видеокамеры с 20-ти и даже 30-кратнымоптическим увеличением. Чем это грозит? В первую очередь — падением качестваизображения. Так что нужно запомнить: оптика с фантастическими возможностямистоит очень больших денег, а для современных видеокамер оптимально 10-кратноеоптическое увеличение. HDTV (High-Definition Television) — это новыйтелевизионный стандарт, способный обеспечить лучшее качество изображения посравнению с существующими аналоговыми и цифровыми ТВ-стандартами.
Стандартные разрешения для HDTV это 1920x1080 (1080i — от «interlaced»чересстрочная (полукадровая) развертка) и 1280x720 (720p — «progressive scan»прогрессивная (полнокадровая) развертка). HDTV не имеет стандартов для передачивидео в формате 4:3 — только 16:9.
HDTV поддерживает скорость до 60 прогрессивных кадров в секунду, вто время как стандартное телевидение использует 25/30 кадров в секунду (или50/60 полукадров в секунду). Также HDTV поддерживает различные цифровыеаудиоформаты (вплоть до Dolby Digital 5.1).
Пока камеры для видеосъемки подобного формата стоят довольно дорого(больше полутора тысяч долларов США). Для воспроизведения такого изображениянужны высококачественные HDTV-устройства с соотношением сторон 16:9. Ощутимаяразница между новым и старым стандартами видна только на высококачественномЖК-телевизоре, плазменной панели или HDTV-проекторе.2.2.5 Сенсоры
Сенсоры отвечают за получение картинки — именно они являются темэлементом камеры, где свет из потока фотонов превращается в электрическиеимпульсы. От технических качеств сенсорной системы во многом зависит результатвидеосъемки.
Этот конструкционный элемент окружает, пожалуй, наибольшееколичество мифов. Для начала — основы получения изображения, которые помогут вдальнейшем найти правильные ответы.
Сами по себе сенсоры не способны различать цвет. При попаданииквантов света на полупроводник создается потенциал, равный порции полученногосвета (монохромная информация). На помощь приходит всем известная аддитивнаясистема цветового синтеза (RGB). Проще говоря, смешение трех основных цветов — красного, синего и зеленого. Чтобы получить информацию о каждом цвете, на путисветового потока нужно поставить светофильтр и замерить яркость каждой точкиизображения. Только так можно получить информацию по каждому цветовому каналу.
Существуют два основных технических решения этой задачи:одноматричная (CCD) и трехматричная (3CCD) системы.
В первом случае применяется байеровская модель RGBG. Это означает,что над каждым светочувствительным элементом расположена микролинза и светофильтродного из упомянутых цветов. Основную часть яркостной информации несет зеленыйканал (это связано с особенностью человеческого зрения), поэтому зеленыхэлементов в два раза больше, чем красных или синих. Соотношение выглядит так:R=1/4, B=1/4, G=2/4=1/2.
Информация о каждой точке вычисляется на основе данных соседнихпикселей (интерполируется). В процессе интерполяции часть полезной информацииможет быть потеряна.
Особенность 3CCD-системы в том, что световой поток разделяетсяспециальной оптической схемой на три части. Каждая из них проходит через свойцветовой фильтр (красный, синий или зеленый) и попадает на отдельный сенсор. Врезультате информация о каждой точке изображения вычисляется на основе реальныхданных. Негативная сторона: значительное усложнение конструкции, увеличениеэнергопотребления и как следствие рост стоимости всего устройства.
До недавнего времени трехматричные системы устанавливали только вдорогую профессиональную съемочную технику, пока небезызвестная компанияMatshushita Electric (Panasonic) не выпустила трехматричную видеокамерусреднего ценового диапазона (около 500$). Это и породило споры о том, чтолучше: камера с одним, но большим сенсором (как правило, в спецификацияхприводится размер диагонали в дюймах), либо с тремя, но маленькими. Однозначноответить на этот вопрос нельзя. Самый лучший вариант, конечно же, с тремя ибольшими. Дело в том, что уменьшение сенсора ведет к увеличению шумов. Этоозначает, что с ухудшением освещения будет существенно падать качествокартинки. Можно предположить, что преимущества СDD или 3CCD (в одном ценовомдиапазоне) будут проявляться в зависимости от условий съемки. К тому жеогромную роль играет качество других компонентов видеокамеры: оптики,электроники и алгоритмов обработки данных. 2.2.6 Прочие характеристики
Телевизионная картинка в формате PAL (720x576) состоит из 414720точек, в NTSC (720x480) и того меньше — 345600. Это означает, что дляформирования изображения достаточно всего 0,4 Мп. Однако это возможно, если унас 3CCD-система, если же на руках имеется только камера с одним сенсором, тоэту величину нужно умножить на четыре (точка в кадре формируется по четыремточкам RGBG-матрицы). В результате получаем 1,6 миллионов пикселей,своеобразный муляж трехматричной системы — три цветовых компонента в одной.
Для чего же устанавливают в камеры двух, а то и трехмегапиксельныематрицы? Это нужно для реализации системы электронной стабилизации изображения.К тому же камеры с такими сенсорами способны делать вполне приличныефотоснимки.
Как видно, реальной необходимости в увеличении разрешения сенсоровнет. При выборе видеокамеры важнее обращать внимание на физический размерсенсора, нежели на дополнительное количество пикселей.
Минимальная освещенность измеряется в люксах и обозначаетминимальный уровень освещенности, который способна зарегистрировать камера. Кэтой цифре нужно относиться осторожно, поскольку возможность снимать принулевой освещенности (в полной темноте) не гарантирует качества получаемой картинки.Так что стоит полагаться только на объективные тесты видеокамер и собственныеглаза.
Некоторые модели имеют режим ночной съемки. Сенсоры камер в силусвоих физических характеристик чувствительны к инфракрасному диапазону. Этосвойство активно эксплуатируется в продукции компании Sony. Например,достаточно в режиме NightShot убрать ИК-фильтр — и появится возможность сниматьпрактически в полной темноте. О высоком качестве картинки речь не идет, скорееэто просто интересная дополнительная возможность.
Без помощи стабилизации изображения системе обойтись сложно,особенно при съемке в длиннофокусном положении объектива. Возможны два вариантастабилизации видеокартинки: оптическая и электронная.
Оптическая стабилизация — более дорогая, но и более эффективная. Онасостоит из специальных гиросенсоров, отслеживающих вибрации камеры, и плавающихлинз, которые на основании информации от этих датчиков корректируют световойпучок, удерживая его в одной точке матрицы. Достоинство оптической стабилизациив том, что матрица получает ровное изображение, за качество которого отвечаетотдельная высокоточная система. К тому же для формирования изображенияиспользуется вся полезная площадь сенсора. Есть, конечно, и минусы — например,дополнительные электронно-механические узлы и повышенное энергопотребление.
Электронная стабилизация реализуется за счет избыточной площадиматрицы. Изображение хоть и смещается, но все же остается в ее поле зрения.Специальные алгоритмы отслеживают эти смещения и вносят соответствующие поправкив результирующее изображение.
Главный плюс этого решения — цена. Все реализуется только за счеталгоритмов обработки. Однако минусы более ощутимы — работа системы стабилизациисказывается на качестве картинки. Нередки случаи «залипания» изображения, когдаэлектроника не в состоянии распознать умышленное движение видеокамеры.Встречаются казусы и со съемкой движущихся объектов, которые электронныйстабилизатор пытается удержать на одном месте.
Очень важный момент— передача данных, поскольку от наличияопределенных входов и выходов во многом зависит функциональность всей камеры.На всех без исключения видеокамерах присутствует аналоговый аудио/видеовыход,такой как S-Video и «тюльпан» (композитный выход). Эти интерфейсы позволяютподключать камеру к любым устройствам с видеовходами, например к телевизору.Однако соединение S-Video предпочтительнее композитного.
Цифровые интерфейсы представлены двумя стандартами: DV на базе IEEE1394 (FireWire, i.Link) и USB. Не все современные компьютеры по умолчанию поддерживаютDV, однако этот вопрос легко решается — достаточно приобрести специальную платуIEEE 1394 ($15-20), которая обеспечивает высокоскоростное соединение дляпередачи данных с видеокамеры на ПК. Можно, конечно, подключиться и кDVD-рекордеру, однако в этому случае все преимущества DV-качества будутутеряны, так как произойдет преобразование информации в MPEG2. Поэтому этотвариант рекомендуется применять только в том случае, если вы в дальнейшем несобираетесь серьезно редактировать эту видеосъемку.
С USB могут возникнуть сложности. Если в MPEG2-камерах данные поэтому интерфейсу передаются без проблем, то в случае miniDV все не так просто,если камера не умеет конвертировать DV в MPEG-формат либо данные передаются накомпьютер в сыром виде (по аналогии с IEEE 1394), то преобразование данных вMPEG, грозит потерей качества.
И еще важная ремарка — техника, предназначенная для ввоза в Европу,как правило, лишена входов для записи видеоизображения. Это связано с вопросаминалогообложения. В связи с этим, купив камеру за рубежом, можно впоследствиинеприятно разочароваться.
При покупке камеры обязательно нужно проконтролировать наличиевходов. Для DV-камер обязательно наличие IEEE 1394. Он необходим для записисмонтированных данных с компьютера обратно на кассету.
Аналоговый вход не так жизненно необходим, как цифровой, но он можетпонадобиться, например, для перезаписи Video8 или VHS-кассет на цифровойноситель.
Результат видеосъемки во многом зависит от удобства работы скамерой. Выбирая устройство, обратите внимание на то, как оно лежит в руке.Важную роль играет и его вес. Пристального внимания заслуживает управление иотображение съемочной информации. У вас должна быть возможность съемки приярком солнце, при этом вы должны четко видеть получаемую картинку. Необходим иповоротный экран для ракурсной съемки.
В идеале за настройку фокусировки, экспозиции и баланса белогодолжны отвечать отдельные клавиши на корпусе камеры. Это тот минимум, которыйпозволит четко управлять съемочным процессом.
/>/>/>Заключение
Старые пленочные технологии отошли в прошлое. На смену пришла новаяцифровая фототехника, которую предлагают фирмы-производители всего мира,ежегодно внедряя новые разработки в свои модели фото и видеокамер. Цифровыефотоаппараты способны удовлетворить запросам самого придирчивого фотографа.Видеокамеры новых поколений снимают не только бытовое видео, но и небольшие объекты,перемещающиеся с высокими скоростями, осуществляют съемку в условияхнедостаточной освещенности. Запись производится как на уже устаревшиевидеокассеты или 8 см диски, так и более совершенные жесткие диски, картыпамяти, DVD которые помогают поддерживать высокое качество съемки и имеютзначительно больший запас времени.
На сегодняшний день, у каждого крупного производителя электроннойтехники имеется в наличии как минимум несколько фотоаппаратов различных классов(любительские, профессиональные, полноформатные). Разобраться в этоммногообразии зачастую без сомнения очень непросто. Что же касается видеокамер,они тоже продолжают совершенствоваться, причем не столько по характеристикамматрицы (достигнутого уровня в 10—12 мегапикселей более чем достаточно дляфотолюбителя), сколько по удобству использования. Производители оснащают своиустройства дополнительными функциями, превращающими простой фотоаппарат вразумное устройство, весьма практически не требующее вмешательства вфотопроцесс со стороны владельца.
Преимущества цифровой записи видны невооруженным глазом: этатехнология сводит к минимуму число помех и искажений изображения, сохраняеткачество изображения при копировании, позволяет записывать качественный звук, ктому же разрешение картинки у цифровых камер вдвое выше, чем у их аналоговыхсобратьев. Но самое главное преимущество цифрового формата видеозаписивозможности быстрого и легкого ее редактирования. И этот процесс единственный,требующий общения цифровой видеокамеры с ПК.
/>/>/>Список литературы
1. MIGnews.com.ua.
2. PO4EMU.RU.
3. www.cifrovaya-tehnika.ru.
4. www.digitalzoom.ru.
5. www.electrohit.ru.
6. www.familyvideo.ru.
7. www.fotografiya.ru.
8. www.foto-katalog.ru.
9. www.mobi.ru.
10. www.photohistory.ru.