Вебкамера (Webcam). Описание, виды, принцип работы и выбор вебкамеры

Вебкамера (Webcam). Описание и виды веб-камеры.  Принцип работы веб-камеры. Как выбрать вебкамеру? Фото и видеоДоброго времени суток, уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ!», раздела «Техника»!

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.

История вебкамер

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.

Принцип работы веб-камерыПринцип работы веб-камеры

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 цифровой камеры или фотоаппарата. 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.

Виды веб-камерыВиды веб-камеры

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.

Как выбрать вебкамеру?Как выбрать вебкамеру?

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 телевизоре 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 эту статью.

 

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!

Цены на вебкамерыЦены на вебкамеры

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.

Видео: Как выбрать вебкамеру

Обсудить веб-камеры на форуме...

 



Похожие записи