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

Применение цифровых фотокамер для осуществления регулярной видеосъемки в образовательных учреждениях
цифровая фотокамера видеосъёмка Современная жизнь диктует новые требования к качеству изобразительного контента. Если в 1980-90 е года черно-белая картинка с ...

Устройство преобразования аналоговых сигналов
Преобразование информации к виду, удобному для использования в различных устройствах, является важной задачей в системах управления. Долгое время предпочтен ...

Разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана 5000 горячей прокатки
Целью проекта является разработка системы управления электроприводом нажимного устройства реверсивного четырехвалкового стана «5000» горячей прокатки. По ...