7.6.3.4. Відеокамери

Відеокамера (камкордер) - це радіоелектронний пристрій, призначений для запису реального зображення і звукового супроводження на відеоносій з метою наступного відтворення на відеомагнітофоні чи безпосередньо на моніторі.

Відносний рівень перешкод (шипіння, фон) характеризує допустимий рівень шуму і перешкод

Принципи побудови відеокамери

За своєю суттю відеокамера - це поєднання двох радіоелектронних пристроїв - пристрою зчитування і перетворення аудіо- відео-інформації (телевізійної камери) і відеомагнітофона. Одним з основних елементів відеокамери є датчик зображення, тобто пристрій перетворення спроектованого об'єктивом оптичного зображення об'єкта в електричний сигнал. Як правило, як датчик зображення використовують телевізійні трубки і перетворювачі "світло-сигнал" (ССБ-матриця або ПЗЗ-матриця - прилад із зарядовим зв'язком), який є напівпровідниковим приладом, що складається із значної кількості фотоелементів (пікселів), які перетворюють енергію світла у електричні сигнали. Чим більше фотоелементів у ССБ-матриці, тим краща якість зображення, яке записується на магнітну стрічку. Якість зображення також залежить від кількості ССО-матриць. Наприклад, у любительських відеокамерах використовують одну чи дві ССБ-матриці, а в професійних їх може бути чотири і більше. Оптичне зображення, сфокусоване об'єктивом на мішені перетворювача "світло-сигнал", перетворюється в електричний сигнал, який містить інформацію як про яскравість об'єкта, так і про його колір. У результаті підсилення, корекції, додавання з імпульсами синхронізації та гасіння на виході процесора сигналу яскравості формується повний телевізійний сигнал, який потрапляє до блоку відеомагнітофона. Сигнал кольоровості формується окремо від сигналу яскравості. Для формування сигналів трьох основних кольорів (К, О, В) на фронтальну поверхню мішені наносять спеціальні растрові світлофільтри. У результаті на виході трубки формується сигнал, який містить в різних рядках суміш трьох кольорів.

Спеціальною електронною схемою за допомогою фільтрації та затримки із вихідного сигналу передавальної трубки формуються кольорорізницевий сигнал. Потім здійснюється їх модуляція і формування сигналу кольорової синхронізації, утворюючи сигнал кольоровості. Сигнал яскравості та сигнал кольоровості додаються і утворюють повний телевізійний сигнал, який потрапляє до блока відео-магнітофону. Отриманий телевізійний сигнал контролюється на екрані електронного видошукача.

телевізійної камери, у блоці відеомагнітофона обробка сигналів зображення здійснюється окремо. Після перетворення обидва сигнали додаються і потрапляють на відеоголовки, які обертаються, де і здійснюється запис сигналів зображення на магнітну стрічку. На стрічку також записуються сигнали звукового супроводження від вмонтованого у відеокамеру мікрофона.

У режимі відтворення зчитаний зі стрічки сигнал відновлюється у повний телевізійний сигнал, контролювати який можна на екрані електронного видошукача.

Класифікація відеокамер

Основними ознаками класифікації відеокамер є призначення, формат запису, особливості конструкції, спосіб обробки інформації тощо.

За призначенням відеокамери поділяються на любительські (аматорські), напівпрофесійні, професійні.

За форматом запису відеокамери поділяються на відеокамери формату УН8, формату Уісіео-8, БУ тощо.

За конструкцією відеокамери поділяються на моноблочні (камкодери), які поєднують у собі функції обробки зображення і звука й запису їх на магнітний носій, та одноблочні (власне відеокамери), які обробляють зображення, а запис відбувається в іншому функціональному блоці (відеомагнітофоні).

За способом обробки інформації відеокамери поділяються на аналогові та цифрові.

Аналогові відеокамери мають на виході перетворювача "світлосигнал" аналогові композитні сигнали, що призначені для подальшої обробки в аналоговій формі, а саме для запису на аналоговому відеомагнітофоні або виводі на дисплей або інший пристрій для перегляду.

Цифрові відеокамери забезпечують цифрову обробку отриманого сигналу зображення, перетворюючи аналоговий сигнал з датчиків зображення у цифровий для поліпшення параметрів зображення, введення різних графічних ефектів, збереження відеоінформації з метою поліпшення її якості та перенесення на інші носії тощо.

Основними параметрами побутових відеокамер є розмір ПЗЗ-матриці, кількість пікселів, чутливість, роздільна здатність, максимальна тривалість запису на касету, споживана потужність, функціональні можливості, габаритні розміри і маса тощо.

Розмір матриці ПЗЗ визначається в дюймах. На сьогодні використовують 4 розміри, а саме 1/4, 1/3, 1/2, 2/3 - це розміри світлочутливої області, яка являє собою прямокутник. Якщо перед цим дробом є цифра (здебільше 3), це означає кількість матриць, які використовують. Звичайно кількість матриць відповідає кількості кольорових складових - їх три по кількості кольорів К, О, В.

Кількість пікселів визначає роздільну здатність сенсорів ПЗЗ. Фактично це кількість окремих чарунок, розташованих за горизонталлю і вертикаллю відповідного формату зображення 4:3 (16:9).

Роздільна здатність за вертикаллю визначається кількістю чарунок, розташованих за вертикаллю. Як правило, на одну телевізійну лінію (мінімальне розділення) припадає 2 лінії поруч розташованих чарунок ПЗЗ.

Чутливість визначається мінімальною освітленістю, за якої зберігається співвідношення сигнал/шум. Мінімальна освітленість більшості сучасних відеокамер від 0,5 лк та більше (залежно від моделі).

Співвідношення сигнал/шум визначає якість зображення, його чіткість та чистоту. Чим більше це співвідношення, тим ефективніше працює камера.

Автофокусування визначає різкість у процесі зйомки. Воно забезпечує роботою спеціальних датчиків фокусування. Цей спосіб фокусування застосовується практично у всіх сучасних відеокамерах.

Діапазон часу, коли працює затвор, забезпечує зйомку об'єктів, що рухаються. Тривалість роботи затвору коливається від 1/60 до 1/4000 с.

Максимальна тривалість запису на касету характеризує період, протягом якого може бути здійснений запис аудіо-відеоінформації на касету. У відеокамерах формату УН8-С цей період становить у середньому 45 хв, а у відеокамерах формату Vіdіео - 2-8 годин.

Функціональні можливості характеризують кількість основних та додаткових функцій, які полегшують та підвищують зручність користування відеокамерою.

Кожна відеокамера має режим меню, який вмикається кнопкою. Набір функцій меню в різних відеокамерах відрізняється, але найбільш типовими є такі - вибір функцій та режиму запису, налагодження камери тощо.

Найбільш розповсюджені такі функції відеокамер:

режим 200М (масштаб), який визначається режимом роботи трансфокатора. Камери можуть мати оптичний трансфокатор зі зміною масштабу від хі до х18 та цифровий - з масштабом від х18 до х700. Швидкість трансфокації визначається тривалістю натискання кнопки 200М;

• режим МІХ (наплив), коли наступна сцена поступово змінює попередню. При застосуванні цього ефекту один кадр "розчиняється" і крізь нього з'являється інший, створюючи ілюзію безперервності часу і дії;

• режим 8ТК.ОВЕ (стробоскоп), коли сцена знімається як послідовність стоп-кадрів, розділених визначеними проміжками часу;

• режим МОНО (чорно-білий), коли зображення записується у чорно-білих тонах тощо.

Під час налагодження камери можуть бути реалізовані такі режими:

• АЕ - Рго§гат Аиіо Ехрозиге (програмне керування експозицією) у різних варіантах - Зрогіз, Рогіаії, Ьош-іщЬі тощо.

Режим 8рогіз, який використовується під час відеозйомки спортивних змагань, тобто для чіткого відображення швидких рухів і меншій "розмитості" кадрів. Цей режим реалізується шляхом збіль­шення швидкості спрацьовування електронного затвору;

Режим РоЛгаіі (портрет), який використовується для якісної відеозйомки, коли треба "відірвати" об'єкт від фону. У цьому режимі за рахунок максимального відкриття діафрагми зменшується глибина різкості, внаслідок чого задній план стає розмитим, підкреслюючи тим самим чіткосфокусований об'єкт зйомки.

Режим Ьо\у-1І£пї (сутінки) передбачає відключення режиму автоматичного фокусування (встановлюється на нескінченність), цей варіант використовують при низькому зовнішньому освітленні.

• режим балансу білого, коли здійснюється ручне настроювання;

• режим АІІТО, коли здійснюється автоматичне настроювання балансу білого тощо.

При виборі режиму запису (КЕС МСЮЕ) можливі такі функції:

• вибір швидкості (нормальної чи прискореної);

• вибір запису звука (моно- чи стереозвук) тощо.