A la majoria de països del món, les càmeres de vídeo han esdevingut habituals des de fa temps. La gent els porta a obres de teatre escolar, esdeveniments esportius, reunions familiars i fins i tot naixements. En un lloc popular entre els turistes, es poden veure a tot arreu. Les càmeres de vídeo s'han consolidat als EUA, el Japó i molts altres països, ja que representen una tecnologia molt demandada.
Però com pot fer tant un dispositiu tan petit? Els nascuts abans de la dècada de 1980 es sorprenen que ara els models de qualitat estiguin disponibles i que siguin tan fàcils d'utilitzar. Aquest article descriu el principi de funcionament i el dispositiu de la càmera de vídeo.
Construcció bàsica
Una càmera de vídeo analògica convencional consta de dues parts principals:
- Secció que inclou CCD, lent i motors de control de zoom, enfocament i iris;
- una videograbadora de mida reduïda.
Com funciona la càmera de vídeoés que rep informació visual i la converteix en un senyal electrònic. Una videograbadora és semblant a una gravadora normal connectada a un televisor: rep un senyal i l'enregistra en un casset.
El tercer component, el visor, també rep la imatge del vídeo, de manera que l'usuari pot veure què s'està filmant. Es tracta d'una petita pantalla en blanc i negre o en color, però molts models moderns estan equipats amb grans pantalles LCD a tot color. Hi ha molts formats de càmeres de vídeo analògiques amb moltes funcions addicionals, però el disseny descrit és el principal. Es diferencien en quins cassets utilitzen.
El dispositiu i el principi de funcionament de les càmeres de vídeo digitals són similars a les analògiques, però tenen un element addicional que converteix la informació en bytes de dades. En lloc d'enregistrar el senyal de vídeo com una seqüència contínua de polsos magnètics, s'emmagatzema com a zeros i uns. Les càmeres de vídeo digitals són populars perquè faciliten la còpia de vídeos sense perdre cap informació. La gravació analògica "desapareix" amb cada còpia: el senyal original no es reprodueix amb precisió. La informació del vídeo en format digital es pot baixar a un ordinador, on es pot editar, copiar, enviar per correu electrònic, etc.
Sensor d'imatge
Com una càmera, una càmera de vídeo "veu" el món a través d'una lent. Es necessita òptica per enfocar la llum de l'escenari a la pel·lícula tractada amb productes químics fotosensibles. Així, la càmera captura el que ésdavant seu. Recull més llum de les parts brillants de l'escena i menys de les fosques. La lent d'una càmera de vídeo també serveix per enfocar, però en comptes de pel·lícula, utilitza un petit sensor d'imatge semiconductor. Aquest sensor detecta la llum mitjançant una sèrie de milions de petits fotodíodes. Cadascun d'ells mesura el nombre de fotons que toquen un punt determinat i tradueix aquesta informació en electrons (càrregues elèctriques): una imatge més brillant es representa amb una càrrega més alta, i una imatge més fosca per una de més baixa. De la mateixa manera que un artista pinta una escena destacant zones fosques amb zones clares, un sensor crea vídeo detectant la intensitat de la llum. Durant la reproducció, aquesta informació controla la brillantor dels píxels de la pantalla.
Per descomptat, mesurar el flux lluminós només dóna una imatge en blanc i negre. Per obtenir color, cal determinar no només el nivell general d'il·luminació, sinó també els nivells de cada color. L'espectre complet es pot recrear combinant només 3 d'ells: vermell, verd i blau. Per tant, el principi de funcionament de les càmeres de vídeo es basa només en l'ús d'aquests colors.
Alguns models divideixen el senyal en 3 versions de la mateixa imatge per als nivells de llum vermella, verda i blava. Cadascun d'ells és capturat pel seu propi xip. Després s'afegeixen i es barregen els colors primaris per crear una imatge a tot color.
Aquest mètode senzill produeix vídeos rics i d' alta resolució.
Els CCD de fotodiode són cars i consumeixen molta energia i ús3 sensors augmenten molt els costos de producció. La majoria de les càmeres de vídeo estan equipades amb un sol sensor amb filtres de color permanents per a fotodíodes individuals. Alguns només mesuren nivells de vermell, alguns només de verd i la resta mesuren nivells de blau. Els colors es distribueixen en un patró de quadrícula (com ara un filtre Bayer) perquè el processador de la càmera de vídeo pugui fer-se una idea dels nivells de color a totes les parts de la pantalla. Aquest mètode requereix la interpolació de les dades rebudes per cada fotodíode mitjançant l'anàlisi de la informació rebuda pels seus veïns.
Format del senyal
Com que les càmeres de vídeo capturen imatges en moviment, els seus sensors tenen peces addicionals que no es troben als sensors de les càmeres digitals. Per crear un senyal de vídeo, han de fer moltes fotos cada segon, que després es combinen, donant la impressió de moviment.
Per fer-ho, la càmera de vídeo captura un fotograma i el grava entrellaçat. Darrere del sensor d'imatge hi ha una altra capa de sensor. Per a cada camp, els càrrecs de vídeo se li transfereixen i després es transmeten seqüencialment. En una càmera de vídeo analògica, aquest senyal s'envia a un VCR, que l'enregistra (juntament amb la informació del color) en una cinta de vídeo en forma de polsos magnètics. Mentre la segona capa transmet dades, la primera captura la següent imatge.
El principi de funcionament d'una càmera de vídeo de tipus digital és bàsicament el mateix, excepte que en l'últim pas, el convertidor analògic-digital converteix el senyal en bytes de dades. La càmera els grava en suports, que poden ser cintes magnètiques, dursdisc, DVD o memòria flash. Els models digitals entrellaçats emmagatzemen cada fotograma com a dos camps de la mateixa manera que els models analògics. Les càmeres d'escaneig progressiu enregistren el vídeo fotograma per fotograma.
Lent
Com s'ha esmentat anteriorment, el primer pas per gravar una imatge de vídeo és enfocar la llum al sensor. El principi de funcionament de la lent de la càmera és el següent. Perquè la càmera capti una imatge clara de l'objecte que té davant, cal enfocar l'òptica, és a dir, moure-la de manera que els raigs que emanen del subjecte caiguin exactament sobre el sensor. Igual que les càmeres, les càmeres de vídeo et permeten moure la lent per enfocar la llum.
Autofocus
La majoria de la gent necessita moure's i disparar diferents subjectes a diferents distàncies, i tornar a enfocar constantment és extremadament difícil. És per això que totes les càmeres de vídeo tenen un dispositiu d'enfocament automàtic. Normalment és un feix d'infrarojos que rebota en els objectes del centre del marc i torna al sensor de la càmera.
Per determinar la distància a l'objecte, el processador calcula quant de temps triga el feix a reflectir-se i tornar, multiplica aquest valor per la velocitat de la llum i divideix el producte per dos (perquè ha recorregut la distància dues vegades - a l'objecte i enrere). La càmera de vídeo té un petit motor que mou l'òptica per enfocar-les a una distància calculada. Això acostuma a funcionar força bé, però de vegades heu de redefinir la distància, per exemple, quan voleu centrar-vos en alguna cosa que no es troba al centre del marc,perquè l'enfocament automàtic respon al que hi ha directament davant de la lent.
Zoom òptic i digital
Les càmeres de vídeo també estan equipades amb una lent de zoom. Això us permet ampliar l'escena augmentant la distància focal (entre l'òptica i la pel·lícula o sensor). La lent del zoom òptic és una unitat única que permet passar d'una ampliació a una altra. El rang de zoom indica l'ampliació màxima i mínima. Per facilitar l'ús del zoom, la majoria de càmeres de vídeo estan equipades amb un motor que mou l'òptica en resposta a la pressió d'un botó del mànec. Un dels avantatges d'això és que podeu controlar fàcilment l'ampliació sense utilitzar una segona mà. A més, el motor mou la lent a una velocitat constant i el zoom és més suau. Tanmateix, el motor esgota la bateria.
Algunes càmeres de vídeo tenen l'anomenada. zoom digital. Els usuaris no aconsellen utilitzar-lo, ja que no està associat en absolut a la lent, sinó que simplement augmenta la part de la imatge capturada pel sensor. Això sacrifica la resolució, ja que només s'utilitza una part de l'àrea del sensor. Com a resultat, el vídeo és menys clar.
Exposició
Una de les grans característiques de la càmera és l'ajust automàtic a diferents nivells de llum. El sensor és molt sensible a la sobreexposició o la subexposició perquè el rang de senyals de cada fotodíode és limitat. La càmera de vídeo supervisa el seu nivell i ajusta l'obertura per reduir oaugmentant el flux de llum a través de les lents. El processador manté un bon contrast en tot moment perquè les imatges no semblin massa fosques o esborrades.
El principi de funcionament de les càmeres de vigilància
Aquests càmeres seran útils per a aquells que vulguin saber què passa durant la seva absència. La necessitat d'ells pot sorgir per diferents motius. Per exemple, és possible que els pares vulguin mirar un nadó adormit i reduir el risc de caiguda perillosa del bressol. I les càmeres de la casa et permetran veure la gent que s'acosta a la porta principal i potser fins i tot t'ajudaran a trobar el lladre.
La sortida de la càmera es transmet, es processa, es torna a convertir en una imatge i es grava si cal. El vídeo es pot transmetre mitjançant un cable coaxial o un parell trenat, així com a través d'una xarxa sense fil. El processament del senyal es realitza en una gravadora de vídeo, servidor o PC amb una targeta de captura de vídeo. La imatge es mostra al monitor.
El principi de funcionament de les càmeres de vigilància a l'aire lliure és que s'instal·len a portes, edificis i altres estructures per tal de controlar el que està passant en temps real. Per regla general, es tracta d'aparells grans i visibles, la mateixa visió dels quals deixa clar als forasters que estan sota vigilància.
El principi de funcionament de les càmeres de vídeo sense fil es basa en la difusió d'imatges a través d'una xarxa sense fil. Tanmateix, altres dispositius com els encaminadors Wi-Fi i els telèfons mòbils són capaços d'interrompre el seu senyal. A més, la transmissió sense fil pot ser interceptada, cosa quecontrari als objectius de seguretat. Per tant, es recomana als usuaris que s'assegurin que el senyal estigui encriptat de manera segura.
El principi de funcionament de les càmeres ocultes es basa en l'ús de lents de punt amb un forat de sortida de diversos mil·límetres i un ampli angle de visió. Això us permet instal·lar-los en electrodomèstics i articles d'interior.
Consells per triar formats analògics
Les càmeres analògiques enregistren vídeo i àudio com a pista de cinta analògica. Els experts no recomanen utilitzar-los, perquè en copiar, la qualitat de la imatge i el so disminueix inevitablement. A més, els formats analògics no tenen una sèrie de funcions de càmera de vídeo digital. La principal diferència entre els dos és el tipus de casset i la resolució. Els formats principals de càmeres de vídeo analògiques són:
- VHS estàndard. Aquest tipus de càmera utilitza la mateixa cinta magnètica que els VCR convencionals. Això facilita la visualització del metratge. Aquests cassets són econòmics i proporcionen temps d'enregistrament llargs. El principal desavantatge del format VHS és la necessitat d'un disseny de càmera de vídeo voluminós. La resolució és de 230 a 250 línies horitzontals, que és el límit inferior per a aquest tipus de dispositiu.
- Les càmeres VHS-C utilitzen cinta VHS estàndard, però en un casset més compacte. La gravació es pot reproduir en un VCR normal, però requereix un adaptador de mida completa. En principi, el funcionament d'una càmera de vídeo VHS-C és similar al VHS. La mida de casset més petita ho permetcreeu estructures més compactes, però el temps d'enregistrament es redueix a 30-45 minuts.
- Les Les càmeres Super VHS tenen aproximadament la mateixa mida que les VHS perquè utilitzen els mateixos cartutxos de format. La diferència és que la resolució d'escriptura és de 380-400 línies. Aquestes cintes no es poden reproduir en un VCR, però la càmera es pot connectar directament a un televisor.
- Super VHS-C s'ajusta a l'estàndard VHS, però és una versió més compacta que utilitza un cartutx més petit.
- Les càmeres de vídeo de 8 mm també inclouen cassets petits. Això permet produir models més petits que ofereixen resolucions que coincideixen amb l'estàndard VHS amb una qualitat de so lleugerament millor. Durada de la gravació: unes 2 hores.
- L'estàndard Hi-8 és similar a 8 mm, però ofereix una resolució molt més alta, unes 400 línies.
Consells per triar formats digitals
El principi de funcionament de les càmeres de vídeo digitals es diferencia de les analògiques en què la informació que contenen s'enregistra en format digital, de manera que la imatge es reprodueix sense pèrdua de qualitat. Aquest vídeo es pot descarregar a un ordinador, on es pot editar o publicar a Internet. Té una resolució molt millor. S'utilitzen àmpliament els formats següents:
- MiniDV inclou cassets compactes que conté 60-90 minuts de metratge a 500 línies. Aquest tipus de càmera és extremadament lleugera i compacta. És possible capturar imatges fixes.
- Format Sony MicroMVfunciona igual però utilitza cassets més petits.
- Digital8 utilitza una cinta estàndard Hi-8 mm per a 60 minuts d'enregistrament. Els models d'aquest tipus solen ser una mica més grans que DV.
- Les càmeres de DVD guarden el vídeo directament en petits discs òptics. El principal avantatge d'aquest format és que cada sessió s'enregistra com una pista independent. En lloc de rebobinar i avançar ràpidament, podeu s altar directament a la part desitjada del vídeo. A part d'això, les càmeres de vídeo de DVD són bastant properes als models MiniDV, però poden emmagatzemar més vídeo d'entre 30 minuts i 2 hores.
- DVD-R i DVD-RAM són 3/4 de la mida dels discos DVD. L'inconvenient és que només els pots escriure una vegada. No es poden reproduir en reproductors de DVD convencionals. Com els cassets MiniDV, o bé heu d'utilitzar la càmera com a reproductor o bé copiar la pel·lícula a un altre format.
- La targeta de memòria és la forma més popular de gravar vídeo. Els clips es desen directament a targetes d'estat sòlid, com ara memòria flaix, Memory Stick o SD.
En conclusió
Avui, tothom pot comprar una càmera econòmica i els programes d'edició simplifiquen el procés d'edició fins a tal punt que tothom la pot dominar ràpidament.
Fins i tot els models analògics de baixa qualitat tenen moltes funcions útils que són fàcils d'aprendre i fer pel·lícules de qualitat. La tecnologia que abans era el domini exclusiu de la televisió professional ara està disponible per als aficionats. Sens dubte, les últimes càmeres de vídeo tenen molt a oferir i per a aquells que volen capturar un aniversari oconcert i la posada en marxa de projectes de vídeo ambiciosos.
