Веб-камеры. Назначение, принцип работы и основные характеристики.
по дисциплине (специализации) «Аппаратные средства вычислительной техники»
Проверила,
Никольская К.Ю.
студент группы ПС-170
Бадалова А.А.
Реферат защищен
с оценкой
Челябинск 2014
Бадалова А.А. Веб-камеры. Назначение, принцип работы и основные характеристики. – Челябинск: ЮУрГУ, ПС- 170, 20 с., 4 ил., библиогр. список – 5 наим.
Цель реферата – узнать о назначении, принципах работы и основных характеристиках веб-камер.
Задачи реферата – изучить устройство и принцип работы веб-камер, научиться устанавливать веб-камеры и подключать их к сети, узнать о значении веб-камер в современном мире.
Рассмотрены основные характеристики веб-камер, способы подключения к сети. Рассказано о программах для веб-камер и о том, как подключить веб-камеру к сети.
1. Введение (стр. 4)
2. Определение (стр. 5)
3. История создания веб-камеры (стр. 6)
4. Устройство и принцип работы веб-камеры (стр. 7-11)
5. Дополнительные возможности и функции веб-камер (стр.12)
6. Подключение веб-камеры к сети (стр. 13-15)
7. Способы применения веб-камер (стр. 16-17)
8. Программы для веб-камер (стр. 18)
9. Заключение (стр. 19)
10. Библиографический список (стр. 20).
Введение.
Веб-камеры всё прочнее входят в нашу жизнь. Их используют для построения видеосистем как на территориально больших, так и для малых объектов. Особенно они становятся незаменимы при контроле и мониторинге удалённых точек, где существует необходимость применения необслуживаемого оборудования. Когда срочно требуется установить «временные» камеры, веб-камеры незаменимы, ведь для их установки не требуется тянуть отдельные провода, и поэтому монтаж будет быстрым и лёгким.
Целью моей работы является задача узнать о назначении, принципах работы и основных характеристиках веб-камер.
Для этого я изучу историю возникновения, устройство и основные характеристики, а также сферы применения веб-камер, узнаю, как их устанавливать и подключать к сети.
Понятие веб-камера.
Цифровая веб-камера представляет собой сетевое устройство, которое состоит из видео камеры (ПЗС-матрицы), процессора компрессии и встроенного веб-сервера. Как правило, веб-камера используется как устройство для организации видеосъемки, видеоконференций или видеонаблюдения и передачи видеоизображения по сети LAN/WAN/Internet. Для работы веб-камеры в сети не требуется специальных устройств и персонального компьютера. В зависимости от настроек, доступ к видеоизображению, полученному веб-камерой, может быть открыт всем пользователям сети или только авторизованным пользователям.
История создания веб-камеры.
Все началось в одной из компьютерных лабораторий Кембриджа еще в начале 90-х годов прошлого века, когда Глобальная паутина только-только начинала свое победоносное шествие по планете. Группа ученых, человек 15-20, работала над проектом в области сетевых технологий. Условия работы были спартанскими - на всю команду приходилась всего одна кофеварка, которая не могла удовлетворить потребности всего коллектива. Основная работа велась в лаборатории, персонал жил в этом же здании, но в другой его части. Чтобы подхлестнуть мыслительный процесс чашечкой бодрящего напитка, участники научного проекта были вынуждены часто посещать коридор, находившийся этажом выше, где и располагалась кофеварка. Зачастую такие походы терпели крах, так как некоторые коллеги уже успевали опорожнить вожделенную емкость. Ситуация требовала нестандартного решения, и оно было найдено.
Один из компьютеров в лаборатории имел устройство видеонаблюдения (frame grabber). К нему подключили камеру, которая была направлена на объект наблюдения. Этот же компьютер играл роль web-сервера за счет специально написанного программного обеспечения. Желающие знать, есть ли кофе, должны были запустить на своем компьютере клиентское ПО, соединяющееся с сервером. В результате на удаленном компьютере в маленьком окошке выводилось черно-белое изображение, обновляющееся три раза в минуту. Заметка об этом интересном комплексе была опубликована в журнале Comm-Week 27 января 1992 года. С момента появления первых прототипов IP камер прошло не так уж много времени, но они уже превратились во вполне сформировавшийся, отдельный класс устройств, делающих повседневную жизнь проще, удобнее и веселее.
Рисунок 1. Снимок с первой веб-камеры
Устройство и принцип работы веб-камеры.
Современная веб-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, преобразование аналогового видеосигнала в цифровой, сжатие цифрового видеосигнала и передачу видеоизображения по компьютерной сети. Поэтому в состав веб-камеры входят следующие компоненты:
ПЗС-матрица,
объектив,
оптический фильтр,
плата видеозахвата,
блок компрессии (сжатия) видеоизображения,
центральный процессор и встроенный веб-сервер,
флэш-память,
сетевой интерфейс,
последовательные порты,
тревожные входы/выходы.
·
В качестве фотоприемника в большинстве веб-камер применяется ПЗС-матрица
(ПЗС, CCD - прибор с зарядовой связью) - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3: 4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. ПЗС-матрица состоит из большого числа светочувствительных ячеек. Для того чтобы повысить световую чувствительность ПЗС-матрицы, нередко формируют структуру, которая создает микролинзу перед каждой из ячеек. В технических параметрах веб-камеры обычно указывают формат ПЗС-матрицы (длина диагонали матрицы в дюймах), число эффективных пикселей, тип развертки (построчная или чересстрочная) и чувствительность.
· Объектив - это линзовая система, предназначенная для проецирования изображения объекта наблюдения на светочувствительный элемент веб-камеры. Объектив является неотъемлемой частью веб-камеры, поэтому от правильности его выбора и установки зависит качество видеоизображения, получаемого веб-камерой. Достаточно часто веб-камера комплектуется объективом. Объективы характеризуются рядом важнейших параметров, таких как фокусное расстояние, относительное отверстие (F), глубина резкости, тип крепления (C, CS), формат.
· Оптические инфракрасные отсекающие фильтры , которые устанавливают в веб-камеры, представляют собой оптически точные плоскопараллельные пластинки, монтируемые сверху ПЗС-матрицы. Они работают как оптические низкочастотные фильтры с частотой среза около 700 нм, вблизи красного цвета. Они отсекают инфракрасную составляющую световых волн, обеспечивая веб-камере правильную цветопередачу. Однако, на многие черно-белые веб-камеры такие фильтры не устанавливают, благодаря чему монохромные веб-камеры имеют более высокую чувствительность.
· Плата видеозахвата веб-камеры (блок оцифровки) осуществляет преобразование аналогового электрического сигнала, сформированного ПЗС-матрицей, в цифровой формат. Процесс преобразования сигнала состоит из трех этапов:
Дискретизация, квантование, кодирование.
Дискретизация - считывание амплитуды электрического сигнала через равные промежутки времени (период). Этот этап преобразования сигнала характеризуется частотой дискретизации.
Квантование - это процесс представления результатов дискретизации в цифровой форме. Изменение уровня электрического сигнала за период дискретизации представляется в виде кодового слова из 8, 10 или 12 бит, которые дают соответственно 256, 1024 и 4096 уровней квантования. От числа уровней квантования зависит точность представления сигнала в цифровой форме.
Кодирование. Помимо информации об изменении уровня сигнала, полученной на предыдущем этапе, в процессе кодирования формируются биты, сообщающие о конце синхроимпульса и начале нового кадра, а также дополнительные биты защиты от ошибок.
· Блок компрессии веб-камеры выполняет сжатие оцифрованного видеосигнала в один из форматов сжатия (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Благодаря сжатию, сокращается размер видеокадра. Это необходимо для хранения и передачи видеоизображения по сети. Если локальная сеть, к которой подсоединена веб-камера, имеет ограниченную полосу пропускания, то во избежание переполнения сетевого трафика целесообразно сокращать объем передаваемой информации, снизив либо частоту передачи кадров по сети, либо разрешение кадров. Большинство форматов сжатия, которые используют веб камеры, обеспечивает разумный компромисс между этими двумя способами решения проблемы передачи видео по сети.
Известные на сегодняшний день форматы сжатия позволяют получить оцифрованный поток с полосой пропускания 64 Кб - 2 Мб (при такой полосе пропускания потоки видеоданных могут работать параллельно с другими потоками данных в сетях).
· Центральный процессор является вычислительным ядром веб-камеры. Он осуществляет операции по выводу оцифрованного и сжатого видеоизображения, а также отвечает за выполнение функций встроенного веб-сервера и управляющей программы для веб-камер.
· Интерфейс для Ethernet служит для подключения веб-камеры к сети стандарта Ethernet 10/100 Мбит/с.
· Для работы в сети веб-камера может иметь последовательный порт для подключения модема и работы в режиме dial-up при отсутствии локальной сети. Через последовательный порт можно также подключать к веб-камере периферийное оборудование.
· Карта флэш-памяти позволяет обновлять управляющие программы веб-камеры и хранить пользовательские HTML-страницы.
· ОЗУ служит для хранения временных данных, которые генерируются при выполнении управляющих программ и пользовательских скриптов. Многие интернет-камеры имеют так называемый видеобуфер. Это часть ОЗУ, зарезервированная для записи и временного хранения снятых веб-камерой видеокадров. Информация в видеобуфере обновляется циклически, т.е. новый кадр записывается вместо самого старого. Эта функция необходима, если веб-камера выполняет охранное видеонаблюдение, поскольку позволяет восстанавливать события, предшествующие и следующие за сигналом тревоги с подключенных к веб-камере охранных датчиков.
· Тревожные входы/выходы служат для подключения к веб-камере датчиков тревоги. При срабатывании одного из датчиков генерируется сигнал тревоги, в результате чего процессор веб-камеры компонует набор кадров, записанных в видеобуфер до, после и в момент поступления сигнала тревоги. Этот набор кадров может отсылаться на заданный e-mail адрес или по FTP.
Рисунок 2. Устройство веб-камеры.
5. Дополнительные возможности и функции веб-камеры
· Детектор движения - это программный модуль, основной задачей которого является обнаружение перемещающихся в поле зрения веб-камеры на объекте видеонаблюдения. Детектор движения не только обнаруживает перемещение в поле изображения, но и определяет габариты объекта и скорость его движения. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения веб-камеры настраивают на обнаружение перемещения объектов с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием).
· Передача аудиосигнала по сети в большинстве случаев осуществляется за счет подключения к веб-камере дополнительного аудио модуля. Например, компания AXIS Communications для расширения функциональных возможностей веб-камер выпускает специальный аудио модуль AXIS 2191, совместимый с большинством веб-камер AXIS.
· Защита паролем служит для ограничения доступа к веб-камере лицами, не имеющими права доступа.
По умолчанию видеоизображение с веб-камеры можно просматривать с любого сетевого компьютера, на котором установлен стандартный веб-браузер, например, Internet Explorer или Netscape Navigator. Однако можно ограничить число лиц с правами доступа к веб-камере, введя пароль на уровне пользователя. Многие веб-камеры поддерживают многоуровневую защиту паролем для разграничения прав доступа и администрирования.
Технологии развиваются настолько стремительно, что сейчас можно запросто сидеть за тысячи километров друг от друга и не просто общаться голосом, а смотреть в глаза собеседнику. Для этого достаточно иметь веб-камеру, которая для миллионов людей по всему миру стала привычным средством связи. Сегодня мы поговорим о том, какие они бывают и как не ошибиться с выбором.
Первая веб-камера была запущена в далеком 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Работавшей там в группе ученых приходилось мириться с действительно спартанскими условиями. Например, для приготовления кофе нужно было подняться этажом выше, где находилась единственная кофеварка. Как и в любом большом коллективе кофе в ней заканчивался быстро и походы за бодрящем напитком не всегда были удачными. Нужно было найти выход из ситуации. В результате к одному из компьютеров в лаборатории, на котором было устройство видеозахвата, подключили камеру, направленную на кофеварку. Функцию web-сервера выполнял все тот же компьютер за счет ПО, написанного специально для него. Узнать об уровне кофе в кофеварке стало легко - достаточно было запустить на своем компьютере клиентское ПО, обеспечивающее соединение с сервером. После этого в маленьком окошке на экране появлялось изображение в черно-белом цвете, обновляющееся три раза за минуту.
В начале 1992 года на страницах журнала «Comm-Week» появилась заметка об интересном комплексе, что подтолкнуло многих производителей к разработке и выпуску веб-камер. Кстати, та самая камера из Троянской комнаты была отключена 22 августа 2001 года. Сейчас же веб-камеры используются телеконференций через сеть Интернет, а также для:
Веб-камеры работают только с мультимедийными сетевыми приложениями, в которых особое внимание уделяется не качеству передаваемых данных (изображение и звук), а скорости передачи. Именно поэтому перед покупкой камеры стоит обратить особое внимание на совместимость устройства с ОС, установленной на компьютере, т.к. ряд моделей рассчитан исключительно на работу с ОС Windows.
Конструктивно веб-камеры состоят из следующих компонентов:
Матрица является основой веб-камеры. Они различаются технологией изготовления, а на данный момент активно используются матрицы:
Преимуществом матрицы CCD является то, что она выдает более качественную картинку, при этом создает меньше «шумов» (помех). Это выгодно отличает её от матрицы на CMOS-сенсорах. При этом они и стоят несколько дороже.
Кроме сенсорной технологии важно учитывать и разрешающую способность. Именно от неё зависит качество картинки. Разрешение веб-камеры может варьироваться в пределах от 0,3 до 3 мегапикселей . При этом самым популярным является разрешение VGA - 0,3 Мпикс . с размером кадра 640x480 пикселей. Этого вполне достаточно для проведения видеоконференций и записи небольших видеороликов.
Чаще всего в продаже встречаются веб-камеры с такими разрешениями:
Важным параметром является чувствительность матрицы, которая определяет минимальный уровень освещенности, при котором возможна съемка. Чувствительность измеряется в Люксах (lux). Стоит понимать, что вне зависимости от цены, практически все камеры, даже с CCD-сенсорами, создают помехи и «шумят», если на матрицу попадает недостаточно света.
Выбирая веб-камеру, стоит обратить внимание на то, как она подключается к компьютеру. Большая часть моделей идет с USB-разъемом и имеют так называемое проводное подключение. Существует две версии данного интерфейса, которые отличаются по скорости. Версия USB 1.1, при этом качество видео будет оставлять желать лучшего: 640x480 пикселей при 15 кадрах в секунду (частота передачи кадров 15 fps). Это негативным образом сказывается на качестве картинки - она «притормаживает». В таком случае лучше выбирать модели, где частота передачи кадров была более 30 fps (сейчас практически все веб-камеры имеют такую частоту). Пропускать больший поток данных USB 1.1 не может, так что лучше отдавать предпочтением камерам, работающим по протоколу USB 2.0 и USB 3.0 .
Более удобными являются беспроводные веб-камеры . Они состоят из двух частей:
Большинство веб-камер помимо своих основных функций имеют и ряд дополнительных опций. Например, они могут использоваться для фотосъемки. В таком случае лучше отдавать предпочтение камерам, которые имеют достаточно большую разрешающую способность.
Стоит отметить, что большинство веб-камер имеют встроенный микрофон . Главное – это удобно. Не нужно подключать дополнительные устройства, что экономит время и избавляет от лишних проводов. Конечно, такой встроенный микрофон нельзя сравнивать с хорошим профессиональным, но он в полной мере справляется с возложенными на него задачами. Для блогеров, которые занимаются видеосъемкой, стоит выбирать модели с более чувствительным микрофоном. Это позволяет получать хорошее качество звука, которое столь важно при их деятельности.
Веб-камеры без микрофона имеют меньшую стоимость, но и работа с ними не настолько комфорта.
Особой популярностью пользуются веб-камеры с функцией подсветки . Она позволяет улучшить освещение области, находящейся рядом с камерой. При этом она достаточно комфортная для глаз человека и не ослепляет ярким светом. Управлять подсветкой можно с помощью специальной клавиши на корпусе, но более совершенные модели имеют кнопки настойки яркости и цвета.
Сегодня большинство веб-камер имеют автофокус, который удобен тем, что Вам не придется каждый раз настраивать резкость вручную. Камера в автоматическом режиме настраивается на максимально четкое изображение. Как правило, камеры с ручной наводкой на резкость практически не встречаются. Более «навороченные» модели камер имеют функцию слежения за лицом. Эта опция позволяет в автоматическом режиме удерживать в фокусе лицо пользователя, находящееся в поле зрения камеры. Это существенно упрощает выбор места для установки камеры и делает проведение видеоконференций максимально комфортным и удобным.
В зависимости от способа установки веб-камеры их можно разделить на:
Настольные имеют специальную платформу и ножку. Несмотря на то, что они занимают место на столе, зато позволяют вести съемку из разных точек.
Универсальное крепление является оптимальным вариантом. Они устанавливаются на любую поверхность от плоского ноутбука до полки на компьютерном столе, ведь имеют специальный зажим-подставку.
Сегодня производители выпускают стильные и яркие веб-камеры с корпусом различных цветов.
Представляю вашему вниманию статью о вебкамерах . Это устройство конечно же в современном мире уже давно не ново, и многие люди пользуются сим замечательным девайсом, благодаря которому не только можно увидеть интересующего Вам человека на другом конце мира, но также и понаблюдать за любым уголком нашей планеты, в котором размещена вебкамера. Но обо всем по порядку. Итак…
Вебкамера , или веб-камера , или Web-камера (англ. Webcam ) — малоразмерная цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении, позволяющему поддерживать видеосвязь). В последнее время, общаться с помощью вебкамеры можно даже в некоторых социальных сетях, например – Одноклассники.
Все началось в одной из компьютерных лабораторий Кембриджа еще в начале 90-х годов прошлого века, когда Глобальная паутина (интернет) только-только начинала свое победоносное шествие по планете.
Группа ученых, человек 15-20, работала над проектом в области сетевых технологий. Условия работы были спартанскими — на всю команду приходилась всего одна кофеварка, которая не могла удовлетворить потребности всего коллектива. Основная работа велась в лаборатории, персонал жил в этом же здании, но в другой его части. Чтобы подхлестнуть мыслительный процесс чашечкой бодрящего напитка, участники научного проекта были вынуждены часто посещать коридор, находившийся этажом выше, где и располагалась кофеварка. Зачастую такие походы терпели крах, так как некоторые коллеги уже успевали опорожнить вожделенную емкость. Ситуация требовала нестандартного решения, и оно было найдено.
Один из компьютеров в лаборатории имел устройство видеонаблюдения (frame grabber). К нему подключили камеру, которая была направлена на объект наблюдения. Этот же компьютер играл роль web-сервера за счет специально написанного программного обеспечения. Желающие знать, есть ли кофе, должны были запустить на своем компьютере клиентское ПО, соединяющееся с сервером. В результате на удаленном компьютере в маленьком окошке выводилось черно-белое изображение, обновляющееся три раза в минуту. Заметка об этом интересном комплексе была опубликована в журнале Comm-Week 27 января 1992 года.
С момента появления первых прототипов IP камер прошло не так уж много времени, но они уже превратились во вполне сформировавшийся, отдельный класс устройств, делающих повседневную жизнь проще, удобнее и веселее.
Светочувствительный сенсор - это своего рода сердце любой цифровой камеры. Именно он позволяет преобразовывать свет в электрические сигналы, доступные для дальнейшей электронной обработки.
Основной принцип действия и ПЗС- и КМОП-сенсоров одинаков: под воздействием света в полупроводниковых материалах рождаются носители заряда, которые впоследствии преобразуются в напряжение.
Различие между ПЗС- и КМОП-сенсорами заключается прежде всего в способе накопления и передачи заряда, а также в технологии преобразования его в аналоговое напряжение. Не вдаваясь в подробности конструкции различных типов сенсоров, отметим лишь, что КМОП-сенсоры являются значительно более дешевыми в производстве, но и более «шумными».
Принцип работы Web-камеры схож с принципом работы любой или . Кроме оптического объектива и светочувствительного ПЗС- или КМОП-сенсора обязательным является наличие аналого-цифрового преобразователя (АЦП), основное назначение которого - преобразовывать аналоговые сигналы светочувствительного сенсора, то есть напряжение в цифровой код. Кроме того, необходима система цветоформирования. Другим важным элементом камеры является схема, отвечающая за компрессию данных и подготовку к передаче в нужном формате. В Web-камерах видеоданные передаются в компьютер по USB-интерфейсу, то есть заключительной схемой камеры должен быть контроллер USB-интерфейса.
Аналого-цифровой преобразователь занимается дискретизацией непрерывного аналогового сигнала. Такие преобразователи характеризуются как частотой отсчетов, определяющих промежутки времени, через которые производится замер аналогового сигнала, так и своей разрядностью. Разрядность АЦП – это количество бит, использующихся для представления сигнала. Например, если используется 8-разрядный АЦП, то для представления сигнала имеется 8 бит, которые позволяют задать 256 различных значений. При использовании 10-разрядного АЦП имеется возможность дискретно задавать 1024 различных уровня сигнала.
Учитывая низкую пропускную способность USB-шины (всего 12 Мбит/с, из которых Web-камера использует не более 8 Мбит/с), данные необходимо сжимать перед непосредственной передачей в компьютер. Очевидность этого следует из простого расчета. При разрешении кадра 320×240 пикселов и глубине цвета 24 бита размер кадра в несжатом виде будет составлять 1,76 Мбит. При ширине полосы пропускания USB-канала 8 Мбит/с в несжатом виде можно передавать кадры со скоростью не более 4,5 кадров/с. Однако для получения качественного видео необходима скорость передачи 24 или более кадров/с. Таким образом, становится понятно, что без аппаратного сжатия передаваемой информации функционирование камеры было бы невозможно. Поэтому любой контроллер камеры должен обеспечивать необходимую компрессию данных для передачи их по USB-интерфейсу. Собственно компрессия - это и есть основное назначение USB-контроллера. Обеспечивая необходимую компрессию в реальном времени, контроллер, как правило, позволяет передавать видеопоток со скоростью 10-15 кадров/с при разрешении 640×480 и со скоростью 30 кадров/с при разрешении 320×240 и меньшем.
Любительские веб-камеры. Такой вид веб-камер предназначен в основном для видеообщения, проведения видеоконференций, записи видео и фотографирования. Такие камеры относительно не дорогие, и простые в использовании. С подробными характеристиками любительских веб-камер мы познакомимся с вами немного позже.
Профессиональные веб-камеры (Сетевые вебкамеры или IP-камеры). Этот вид вебкамер используется в основном для видеонаблюдения за охраняемыми объектами, или в других подобных целях. Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, без компьютера, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.
Теперь мы с вами узнали, уважаемые читатели, что такое вебкамера, ее принцип работы, историю, виды. Давайте перейдем к вопросу о выборе вебкамеры. Итак, на что нужно обратить внимание при покупке вебкамеры?
Тип матрицы (Sensor Type)
На этот параметр необходимо обращать внимание прежде всего тогда, если Вы себе выбираете не бюджетную вебкамеру, например для коммерческих целей. Это обусловлено тем, что в основном все любительские вебкамеры имеют один из двух основных видов матриц – CMOS. Эта матрица не дорогая в изготовлении, имеет низкое энергопотребение, и основные необходимые технические характеристики для комфортного использования вебкамеры.
Другой вид матрицы – CCD. Она имеет улучшенные характеристики по качеству видеоизображения, и соответственно, вебкамеры на CCD матрице имеют более высокую цену.
Как по мне, можно брать камеру на CMOS, и радоваться жизни, не переплачивая лишние сотню вторую долларов. Хотя, если Вам некуда их деть, тогда вперед!
Частота кадров в секунду (Fps)
Этот параметр фактически напрямую влияет на плавность передаваемой вебкамерой картинки. Чем больше кадров в секунду вебкамера передает, тем меньше Вы будете расстраиваться в видеообщении со своим оппонентом.
Веб-камеры встречаются с показателем 8, 15, 30 кадров секунду и более. Оптимальный показатель – 30 кадров в секунду.
Важно! Чем больше кадров в секунду имеет видеосигнал, тем больше он имеет свой размер, и соответственно для нормальной видеосвязи, необходим более скоростной интернет.
Разрешение картинки
Для видео разрешающая способность колеблется от 0,1 до 2 Мп. Стоит отметить, что оптимальным, а заодно и самым популярным является VGA формат (640×480 пикселей, 0,3 Мп). Именно такие камеры и рекомендуются к приобретению для обычного, домашнего интернет-общения.
Разрешения 320×240 (0,1 Мп) будет вполне достаточно к примеру для интернет-видеоконференций, а уже повышать этот показатель следует тогда, когда возможность обзора собеседника в высоком качестве имеет первостепенное значение.
Важно! Чем больше разрешение имеет видеосигнал, тем больше он имеет свой размер, и соответственно для нормальной видеосвязи, необходим более скоростной интернет.
Хочу отметить, что на данный момент, Интернет имеет все более и более высокую скорость подключения, и соответственно, появились вебкамеры с разрешение Full HD 1080p (1920×1080), что позволяет в высокой четкости и отменном качестве просматривать видеосигнал на с высоким разрешением.
Если честно, в силу технологического прогресса, могут предложить, что через годик-два появятся вебкамеры, с возможностью записывать видео в 3D. Хотя, возможно это уже есть и сейчас, и я просто эту новинку где-то выпустил из виду.
Оптика
Существуют вебкамеры с пластиковой и стеклянной линзами.
В бюджетных любительских вебкамерах в основном установлена пластиковая оптика, что соответственно передает картинку не всегда в естественных цветах.
Стеклянная оптика имеет более натуральную цветопередачу. Не уверен, что все продавцы в магазинах имеют знание об этом параметре, но если Вы любите максимум во всем, обратите внимание и на оптику вебкамеры.
В продаже видел вебкамеру с оптикой Carl Zeiss, которую используют в фотоаппаратах и видеокамерах компания Sony.
Чувствительность матрицы
Немаловажный параметр, определяющий минимальную степень освещенности объекта, при которой веб-камера способна делать снимки приемлемого качества. Чувствительность матрицы веб-камеры измеряется в люксах (lux).
Важно! При недостаточной освещенности даже дорогая веб-камера с CCD-матрицей выдает картинку с помехами.
Микрофон
Решил упомянуть, т.к. недавно искал недорогую вебкамеру, и даже представить не мог, что до сих пор они существуют без встроенных микрофонов. Если честно, не очень удобно, если есть возможность общаться без наушников с микрофоном, использовать микрофон. А так, подключил одно устройство, и говоришь себе, не связывая себя лишними шнурами 🙂 .
Еще один нюанс. Подключение микрофона может осуществляться как через тот же USB разъем, через который подключается сама вебкамера, так и через параллельный микрофонный штекер. Удобно, когда все устройство работает через один кабель, без дополнительных штекеров.
Кстати, запись звука может записываться как в монорежиме, так и в стерео. Выбор за Вами.
Крепление
Обратите пожалуйста на эту мелочь. Дело в том, что есть вебкамеры, которые после покупки приходится приматывать к монитору или еще куда-нибудь скотчем, подставлять всякие бумажки, резинки и т.д. Если возможно, попросите продавца, пусть продемонстрирует крепление вебкамеры. Попробуйте и сами ее на месте прикрепить к чему-нибудь.
Фокусировка
От фокусировки зависит, насколько будет высока четкость передаваемого изображения.
Вебкамеры бывают как с ручной фокусировкой, так и с автоматической. Удобно, когда есть и та, и другая в одном устройстве. Почему? Об этом Вы узнаете, когда начнете пользоваться вебкамерой.
Возможность фотоснимка
В большинстве видах вебкамер, есть функция – фотоснимок. На корпусе вебкамеры установлена кнопка, нажимая на которую, Вы получаете фотоснимок. Качество скажу сразу, хуже чем на фотоаппарате, поэтому не рассчитывайте особо. А вот для фото на аватарку, самое то. Хотя некоторые рассказывают, что фото с большим количеством мегапикселей делается красивым.
Если Вам интересно узнать, что влияет на качество фотоснимка в фотоаппарате, прочтите .
Тип подключения
В основном все вебкамеры подключаются с помощью разъема USB.
Этот разъем имеет 3 стандарта: USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0.
Для обычной вебкамеры USB 2.0 – оптимальный параметр. Если Вы приобретаете в устройство с возможностью передавать видео в разрешении Full HD 1080p, тогда желательно, чтобы камера имела разъем USB 3.0. Хотя производители стараются делать все оптимально, но как говориться: «Лучше перебдеть, чем недобдеть».
Также, как я уже упоминал выше, обратите внимание, чтобы камера со встроенным микрофоном, не имела дополнительного штекера для подключения его.
Еще существуют вебкамеры, в основном профессиональные, с возможностью передачи видеосигнала по беспроводному каналу Wi-Fi. Очень удобно.
Дополнительные возможности веб-камеры
Веб-камера может иметь ряд дополнительных функций: функции редактирования информации, управления яркостью и контрастностью, коррекцией цветовой гаммы, частотой смены кадров, защитой паролем.
Профессиональная вебкамера может быть оснащена детектором движения и иметь поворотный механизм, что позволяет использовать ее для видеонаблюдения.
Бренд
На фирму-производитель я привык обращать внимание практически всегда, особенно если дело касается электроники.
Во-первых – это качество и гарантия на само устройство. Ведь в случае чего, не хочется в поисках сервисного центра обнаружить, что его, как такового в той стране, в который Вы проживаете не существует, т.к. он есть только в Китае, в котором производиться львиная доля электроники.
Во-вторых – это Ваша и Ваших близких безопасность. Сейчас появляются новости, когда даже кукла в руках ребенка взрывается, что уж говорить о более сложной технике.
Кто знает, кто и каким место думал, когда создавал подделку того или иного устройства.
Самые популярные бренды вебкамер: Logitech, Creative, A4 Tech, Genius, Sven, Microsoft, Trust, Canyon.
Я бы себе покупал Logitech. Да простят меня конкуренты данного бренда:-).
Важно! Прошу Вас, дорогие читатели, не приобретайте вебкамеры в подозрительных местах продаже электроники, например на рынке с машины. Благодарю!
Самую дешевую вебкамеру, с минимальным набором функций можно приобрести за 8 у.е.
Стандартную вебкамеру, со встроенным микрофоном и разрешением 640×480 можно приобрести примерно за 20 у.е.
Вебкамеру со всеми наворотами можно приобрести примерно за 120 у.е.
Веб-камера - цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).
Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.
Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, - это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.
Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.)
История
Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года.
Подобно многим сетевым технологиям, веб-камеры и видеочаты приобрели массовую популярность. Необходимость в «живых» видеоизображениях породила вебкамеры, способные вещать через интернет в формате видеопотока, не требующего от зрителя необходимости вручную обновлять изображение; а вскоре, ненужными в современных браузерах стали специальные плагины.
Устройство веб-камеры
Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС или КМОП матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети.
Камеры с доступом через Интернет
Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним и пользователям Интернетасозерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.
Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихсявулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).
Часто веб-камеры используют для демонстрации качества или условий предоставляемого коммерческого сервиса - например, на веб-сайте горнолыжного курорта можно увидеть изображение горнолыжного склона, снятое именно в тот момент, когда его пожелает просмотреть посетитель веб-сайта. Некоторые веб-камеры могут удаленно управляться и в этом случае с помощью кнопок навигации на странице, отображаемой в браузере, можно повернуть веб камеру вправо или влево или изменить угол наклона - чтобы лучше рассмотреть место съемки.
Существуют веб-камеры, на страницах которых можно управлять не самой веб-камерой, а устройством, которое она (веб-камера) показывает.
Видеотелефония, видеоконференции
По мере того, как возможности работы с вебкамерами появлялись в приложениях, изначально предназначенных для текстового чата (в программах типа Instant Messenger) - в том числе в Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger - миллионы обычных пользователей по всему миру получили возможность общения друг с другом по видеофону.
Улучшение качества видеоданных позволило вебкамерам конкурировать с существовавшими до этого системами видеоконференцсвязи. Некоторые вебкамеры снабжаются новыми функциями, направленными специально на увеличение популярности и удобства видеосвязи (в том числе функциями, обеспечивающими автоматическое ретуширование снимка, сглаживание морщин, и т. п.)
Охранные системы
Иногда вебкамеры применяются в системах охраны. Предприятия используют вебкамеры для наблюдения и видеозаписи происходящего в конторах, в прихожих и на складах, на выборах. Домовладельцы при помощи вебкамер наблюдают что угодно - от детской и до заднего двора.
Сама по себе вебкамера, как правило, не способна хранить видеозапись, а просто делает снимки; для сохранения видеозаписи используется специальное программное обеспечение на компьютере, к которому вебкамера подключена.
Сетевая веб-камера (IP-камера)
Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.
Программы для веб-камер
Программное обеспечение для работы с веб-камерами:
О Web-камерах, их назначении и особенностях применения в нашем журнале рассказывалось неоднократно. Последняя обзорная статья - «Web-камеры в сетях Мировой паутины» Ю.Семко - была опубликована в № 2’2002. Однако с тех пор на этом рынке произошли серьезные изменения.
о-первых, широкое распространение получил высокоскоростной интерфейс USB 2.0, что позволило повысить скорость передачи изображения и увеличить его формат. Ведь даже несмотря на то, что главное предназначение Web-камер - коммуникационный рынок (передача видеоинформации по низкоскоростным каналам связи, например с использованием модема), который диктует жесткие ограничения на поток информации, а следовательно, на формат и степень сжатия изображения, из более качественного исходного материала всегда получается более приемлемый результат.
Во-вторых, стремительное развитие беспроводных технологий послужило толчком к созданию целого семейства беспроводных Web-камер. Из последних новинок, появившихся в продаже, можно отметить беспроводную Bluetooth Web-камеру QuickCam Cordless компании Logitech (http://www.logitech.com/). Она оборудована CMOS-сенсором (как и все остальные Web-камеры), но его разрешение чуть выше обычного (510Ѕ492). В качестве альтернативного подключения может использоваться интерфейс USB 2.0. Конечно, беспроводные камеры пока довольно дорогие - цена Logitech QuickCam Cordless более 200 долл., то есть почти в 10 раз дороже самых дешевых Web-камер, изображение с которых передается по проводу.
В-третьих, в прошлом году появилось большое количество новых производителей Web-камер и значительно расширился ряд моделей, форм и видов устройств. Признанными лидерами в производстве Web-камер по-прежнему считаются компании Logitech и Intel, за ними следуют такие известные компании, как Genius, Creative, Philips, Kodak и др.
В-четвертых, появилось большое количество комбинированных устройств с функциями фотоаппарата, видеокамеры и портативного магнитофона, а также Web-камеры с возможностью автономной работы в режимах фотоаппарата и видеокамеры.
И последнее, что следует отметить, - это окончательное превращение Web-камеры из забавной игрушки во вполне работоспособный и полезный инструмент.
ногие современные Web-камеры имеют схожие функциональные характеристики и различаются только дизайном и программным обеспечением в комплекте поставки.
Например в комплект типичной Web-камеры компании Genius WebCAM Live входят:
На компакт-диске, помимо драйверов, находится следующее дополнительное программное обеспечение:
В набор программного обеспечения к камерам фирмы Creative входят приложения для кругового панорамирования и интерактивной видеозаписи, утилита WebCam с программой для регистрации движения, программа Oozic Player компании Creative для визуализации музыки и набор программ Ulead для редактирования фото- и видеоинформации.
Подобным образом комплектуются и другие Web-камеры. Набор программного обеспечения позволяет сразу приступить к полноценной работе с камерой и получить результаты незамедлительно.
Если у вас нет выхода в Интернет, то Web-камера все равно может вам пригодиться. С ее помощью можно быстро «отсканировать» рисунок или текст, а текст даже впоследствии «распознать» и сохранить в алфавитно-цифровом виде. Надо лишь подобрать ровную поверхность, хорошо осветить объект и кликнуть мышкой на соответствующую кнопку в прилагаемой к камере простой программе. Особенно актуален такой способ «сканирования» для объектов большого формата, которые на обычный планшетный сканер положить не удается.
Если вы имеете доступ в Интернет, то под управлением ОС Windows 98/Me/2000/XP можете использовать стандартные программки типа Windows Messenger или NetMeeting и общаться с собеседником на другом конце света, видя его изображение (иногда, правда, с большим запаздыванием). Если же скорость связи совсем плохая, то можно автоматически фотографировать собеседников через заранее заданные промежутки времени, после чего изображение будет автоматически отсылаться тому, с кем вы общаетесь, и приниматься от него. Даже при наших скоростях связи и более или менее скромном разрешении снимков реально добиться того, чтобы ваш собеседник получал не менее 5-10 свежих фотографий в минуту.
Аналогичным образом можно организовать видеоконференцию с группой удаленных от вас людей (хотя, возможно, в этом случае вам понадобится специальное программное обеспечение).
Именно этот вариант получил наибольшее распространение и даже стал ассоциироваться с самим понятием «Web-камера». При таком способе использования видеопоследовательность или отдельные снимки с камеры либо отсылаются вам по заранее заданному адресу, либо сохраняются на носителе, либо просто публикуются на Web-странице с автоматическим обновлением через определенные промежутки времени. Существуют даже камеры, способные реагировать на движение (впрочем, датчик движения можно реализовать на компьютере программно и заставить его записывать только изменяющееся изображение с камеры).
В принципе, системы охраны и видеонаблюдения - это серьезные и дорогие продукты со специальным программным обеспечением, но некое подобие такой системы можно собрать и самостоятельно. Причем система будет не просто сохранять через определенные промежутки времени в архиве на винчестере снимки, а делать это лишь тогда, когда датчик движения заметит непорядок на охраняемой территории.
В настоящее время бурно развивается направление именно цифровых систем видеонаблюдения (основа многих из них - обычный компьютер), которые, по всем прогнозам, в скором времени вытеснят аналоговые. Цифровые системы видеонаблюдения, по сравнению с аналоговыми, имеют множество преимуществ:
В настоящее время существует большое количество профессиональных цифровых систем видеонаблюдения, решающих разные задачи и соответственно имеющих различные возможности и цену, но вполне работоспособную систему можно реализовать и на дешевых Web-камерах с интерфейсом USB (тем более что сегодня число USB-коннекторов на материнских платах доходит до 6-8). Например, программа в комплекте поставки WebCam фирмы Creative позволяет превратить компьютер в простейшую охранную систему, начинающую захват изображения при обнаружении каких-либо изменений в кадре (чувствительность к движению легко настраивается). Можно настроить камеру таким образом, чтобы компьютер подавал звуковой сигнал при движении объекта в кадре. Сигнал тревоги и изображение можно в автоматическом режиме передавать по электронной почте или транслировать видео на Web-сайт.
