Видеокамера

Видеокамера прибор , — оптический снимающий видео , в отличие от кинокамеры , которая записывает изображения на пленку . Видеокамеры изначально были разработаны для телевизионной индустрии, но с тех пор стали широко использоваться для множества других целей.

Видеокамеры используются преимущественно в двух режимах. Первым, характерным для многих ранних вещательных программ, является прямое телевидение , где камера передает изображения в реальном времени непосредственно на экран для немедленного наблюдения. Несколько камер по-прежнему служат для прямой телетрансляции, но большинство прямых трансляций предназначены для служб безопасности , военных/тактических и промышленных операций, где требуется тайный или удаленный просмотр. Во втором режиме изображения записываются на запоминающее устройство для архивирования или дальнейшей обработки; В течение многих лет видеокассета была основным форматом, используемым для этой цели, но постепенно была вытеснена оптическим диском , жестким диском , а затем и флэш-памятью . Записанное видео используется в телевизионном производстве, а чаще всего в задачах наблюдения и мониторинга, в которых требуется автоматическая запись ситуации для последующего анализа.

Виды и использование

Современные видеокамеры имеют множество конструкций и применений:

Профессиональные видеокамеры , например те, которые используются в телевизионном производстве , могут располагаться в телевизионных студиях или передвижных в случае электронного полевого производства (EFP). Такие камеры обычно предлагают оператору очень детальное ручное управление, часто исключающее автоматическое управление. Обычно они используют три датчика для отдельной записи красного, зеленого и синего.
Видеокамеры объединяют камеру и видеомагнитофон или другое записывающее устройство в одном устройстве; они мобильные и широко использовались для телевизионного производства, домашнего кино , электронного сбора новостей (ENG) (включая гражданскую журналистику ) и подобных приложений. С переходом на цифровые видеокамеры большинство камер имеют встроенные носители записи и поэтому также являются видеокамерами. Экшн-камеры часто имеют возможность записи на 360°.
В системах замкнутого телевидения (CCTV) обычно используются камеры с панорамированием, наклоном и масштабированием (PTZ) для целей безопасности, наблюдения и/или мониторинга. Такие камеры имеют небольшие размеры, их можно легко спрятать и использовать без присмотра; те, которые используются в промышленных или научных условиях, часто предназначены для использования в средах, которые обычно недоступны или неудобны для людей, и поэтому защищены от таких агрессивных сред (например, радиации , высокой температуры или воздействия токсичных химических веществ).
Веб-камеры — это видеокамеры, которые передают живое видео на компьютер.
Многие смартфоны имеют встроенные видеокамеры, и даже смартфоны высокого класса могут снимать видео в разрешении 4K.
Специальные системы камер используются для научных исследований, например, на борту спутника или космического зонда , в искусственного интеллекта и робототехники исследованиях , а также в медицинских целях. Такие камеры часто настраиваются на невидимое излучение — инфракрасное (для ночного видения и измерения тепла) или рентгеновское (для медицинского и видеоастрономического использования).

История

Самые ранние видеокамеры были основаны на механическом диске Нипкова и использовались в экспериментальных передачах в 1910–1930-х годах. Полностью электронные конструкции, основанные на трубке видеокамеры , такие как Владимира Зворыкина и иконоскоп диссектор Фило Фарнсворта , изображений вытеснили систему Нипкова к 1930-м годам. Они широко использовались до 1980-х годов, когда камеры на основе полупроводниковых датчиков изображения , таких как устройства с зарядовой связью (CCD), а затем и CMOS -датчик с активными пикселями (CMOS-датчик), устранили распространенные проблемы с ламповыми технологиями, такие как выгорание изображения. включение и полосовую передачу и сделало цифрового видео рабочий процесс практичным, поскольку выходной сигнал датчика является цифровым и не требует преобразования из аналогового.

В основе твердотельных датчиков изображения лежит технология металл-оксид-полупроводник (МОП). ^[1] которая берет свое начало с изобретения МОП-транзистора (МОП-полевого транзистора) в Bell Labs в 1959 году. ^[2] Это привело к разработке полупроводниковых датчиков изображения, в том числе ПЗС-матрицы, а затем и CMOS- датчика с активными пикселями . ^[1] Первым полупроводниковым датчиком изображения было устройство с зарядовой связью, изобретенное в Bell Labs в 1969 году. ^[3] на основе технологии МОП-конденсаторов . ^[1] Датчик NMOS с активными пикселями был позже изобретен в компании Olympus в 1985 году. ^[4]^[5]^[6] что привело к разработке КМОП-датчика с активными пикселями в НАСА Лаборатории реактивного движения в 1993 году. ^[7]^[5]

Практичные цифровые видеокамеры также стали доступны благодаря достижениям в области сжатия видео из-за непрактично высоких к памяти и полосе пропускания требований для несжатого видео . ^[8] Наиболее важным алгоритмом сжатия в этом отношении является дискретное косинусное преобразование (DCT). ^[8]^[9] метод сжатия с потерями , впервые предложенный в 1972 году. ^[10] Практические цифровые видеокамеры стали доступны благодаря стандартам сжатия видео на основе DCT, включая H.26x и MPEG стандарты кодирования видео , введенные с 1988 года. ^[9]

Переход на цифровое телевидение дал толчок развитию цифровых видеокамер. К началу 21 века большинство видеокамер были цифровыми .

С появлением цифрового видеозахвата различие между профессиональными видеокамерами и кинокамерами исчезло, поскольку прерывистый механизм стал одинаковым. В настоящее время камеры среднего класса, используемые исключительно для телевидения и других работ (кроме кино), называются профессиональными видеокамерами.

Носители записи

Раннее видео нельзя было записать напрямую. ^[11] Первая довольно успешная попытка прямой записи видео была предпринята в 1927 году с Джона Логи Бэрда, диском основанным на Phonovision . ^[11] Диски было невозможно воспроизвести с помощью технологий того времени, хотя более поздние достижения позволили восстановить видео в 1980-х годах. ^[11] Первые эксперименты с использованием ленты для записи видеосигнала состоялись в 1951 году. ^[12] Первой коммерчески выпущенной системой была видеокассета Quadruplex, выпущенная компанией Ampex в 1956 году. ^[12] Два года спустя Ampex представила систему, способную записывать цветное видео. ^[12] Первыми записывающими системами, предназначенными для мобильных устройств (и, следовательно, пригодных для использования вне студии), были системы Portapak, начиная с Sony DV-2400 в 1967 году. ^[13] За этим последовала в 1981 году система Betacam , в которой магнитофон был встроен в камеру, образующую видеокамеру. ^[13]

Крепления объектива

В то время как некоторые видеокамеры имеют встроенные объективы, другие используют сменные объективы, подключаемые через различные крепления. Некоторые из них, такие как Panavision PV и Arri PL, предназначены для кинокамер, а другие, такие как Canon EF и Sony E, созданы для фотосъемки. ^[14] Для таких приложений, как CCTV, существует дополнительный набор креплений, таких как S-mount .

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Уильямс, Дж. Б. (2017). Электронная революция: изобретая будущее . Спрингер. стр. 245–8. ISBN 978-3-319-49088-5 .
^ «1960: Демонстрация металлооксидно-полупроводникового (МОП) транзистора» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 31 августа 2019 г.
^ Джеймс Р. Джейнесик (2001). Научные устройства с зарядовой связью . СПАЙ Пресс. стр. 3–4. ISBN 978-0-8194-3698-6 .
^ Мацумото, Казуя; и др. (1985). «Новый МОП-фототранзистор, работающий в режиме неразрушающего считывания». Японский журнал прикладной физики . 24 (5А): Л323. Бибкод : 1985JaJAP..24L.323M . дои : 10.1143/JJAP.24.L323 . S2CID 108450116 .
^ Jump up to: ^а ^б Фоссум, Эрик Р. (12 июля 1993 г.). Блук, Морли М. (ред.). «Активные пиксельные датчики: ПЗС-матрицы — динозавры?». Труды SPIE Vol. 1900: Устройства с зарядовой связью и твердотельные оптические датчики III . Приборы с зарядовой связью и твердотельные оптические датчики III. 1900 год . Международное общество оптики и фотоники: 2–14. Бибкод : 1993SPIE.1900....2F . CiteSeerX 10.1.1.408.6558 . дои : 10.1117/12.148585 . S2CID 10556755 .
^ Фоссум, Эрик Р. (2007). «Активные пиксельные датчики» (PDF) . Семантический учёный . S2CID 18831792 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2019 года . Проверено 8 октября 2019 г.
^ Фоссум, Эрик Р .; Хондонгва, Д.Б. (2014). «Обзор закрепленного фотодиода для датчиков изображения CCD и CMOS» . Журнал IEEE Общества электронных устройств . 2 (3): 33–43. дои : 10.1109/JEDS.2014.2306412 .
^ Jump up to: ^а ^б Бельмудес, Бенджамин (2014). Оценка и прогнозирование аудиовизуального качества видеотелефонии . Спрингер. стр. 11–13. ISBN 978-3-319-14166-4 .
^ Jump up to: ^а ^б Хуан, Сян-Че; Фанг, Вай-Чи (2007). Интеллектуальное сокрытие мультимедийных данных: новые направления . Спрингер. п. 41. ИСБН 978-3-540-71169-8 .
^ Ахмед, Насир (январь 1991 г.). «Как я придумал дискретное косинусное преобразование» . Цифровая обработка сигналов . 1 (1): 4–5. дои : 10.1016/1051-2004(91)90086-Z .
^ Jump up to: ^а ^б ^с « Фоновидение»: 1927-28 «Рассвет телевидения» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Марш, Алекс (27 июля 2017 г.). «История видеокассеты, часть 1» . Битстримы . Университет Дьюка . Проверено 11 февраля 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Бэкингем, Дэвид; Уиллетт, Ребекка; Пини, Мария (2011). Домашние истины?: Видеопроизводство и домашняя жизнь . Издательство Мичиганского университета. п. 9. ISBN 978-0-472-05137-3 .
^ Роудс, Фил (4 февраля 2018 г.). «Руководство RedShark по креплениям объективов» . РедШарк . Проверено 3 марта 2022 г.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с видеокамерами, на Викискладе?
Словарное определение видеокамеры в Викисловаре

[Williams-1] Jump up to: ^а ^б ^с Уильямс, Дж. Б. (2017). Электронная революция: изобретая будущее . Спрингер. стр. 245–8. ISBN 978-3-319-49088-5 .

[computerhistory-2] «1960: Демонстрация металлооксидно-полупроводникового (МОП) транзистора» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 31 августа 2019 г.

[3] Джеймс Р. Джейнесик (2001). Научные устройства с зарядовой связью . СПАЙ Пресс. стр. 3–4. ISBN 978-0-8194-3698-6 .

[4] Мацумото, Казуя; и др. (1985). «Новый МОП-фототранзистор, работающий в режиме неразрушающего считывания». Японский журнал прикладной физики . 24 (5А): Л323. Бибкод : 1985JaJAP..24L.323M . дои : 10.1143/JJAP.24.L323 . S2CID 108450116 .

[fossum93-5] Jump up to: ^а ^б Фоссум, Эрик Р. (12 июля 1993 г.). Блук, Морли М. (ред.). «Активные пиксельные датчики: ПЗС-матрицы — динозавры?». Труды SPIE Vol. 1900: Устройства с зарядовой связью и твердотельные оптические датчики III . Приборы с зарядовой связью и твердотельные оптические датчики III. 1900 год . Международное общество оптики и фотоники: 2–14. Бибкод : 1993SPIE.1900....2F . CiteSeerX 10.1.1.408.6558 . дои : 10.1117/12.148585 . S2CID 10556755 .

[6] Фоссум, Эрик Р. (2007). «Активные пиксельные датчики» (PDF) . Семантический учёный . S2CID 18831792 . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2019 года . Проверено 8 октября 2019 г.

[Fossum2014-7] Фоссум, Эрик Р .; Хондонгва, Д.Б. (2014). «Обзор закрепленного фотодиода для датчиков изображения CCD и CMOS» . Журнал IEEE Общества электронных устройств . 2 (3): 33–43. дои : 10.1109/JEDS.2014.2306412 .

[Belmudez-8] Jump up to: ^а ^б Бельмудес, Бенджамин (2014). Оценка и прогнозирование аудиовизуального качества видеотелефонии . Спрингер. стр. 11–13. ISBN 978-3-319-14166-4 .

[Huang-9] Jump up to: ^а ^б Хуан, Сян-Че; Фанг, Вай-Чи (2007). Интеллектуальное сокрытие мультимедийных данных: новые направления . Спрингер. п. 41. ИСБН 978-3-540-71169-8 .

[Ahmed-10] Ахмед, Насир (январь 1991 г.). «Как я придумал дискретное косинусное преобразование» . Цифровая обработка сигналов . 1 (1): 4–5. дои : 10.1016/1051-2004(91)90086-Z .

[McLean-11] Jump up to: ^а ^б ^с « Фоновидение»: 1927-28 «Рассвет телевидения» .

[marsh-12] Jump up to: ^а ^б ^с Марш, Алекс (27 июля 2017 г.). «История видеокассеты, часть 1» . Битстримы . Университет Дьюка . Проверено 11 февраля 2022 г.

[Buckingham-13] Jump up to: ^а ^б Бэкингем, Дэвид; Уиллетт, Ребекка; Пини, Мария (2011). Домашние истины?: Видеопроизводство и домашняя жизнь . Издательство Мичиганского университета. п. 9. ISBN 978-0-472-05137-3 .

[rhodes-14] Роудс, Фил (4 февраля 2018 г.). «Руководство RedShark по креплениям объективов» . РедШарк . Проверено 3 марта 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]