Видеокамера

Видеокамера Sony EVW-300

Видеокамера Canon HG10

Видеока́мера — комбинация телевизионной передающей камеры и устройства для видеозаписи^[1][2][3]. 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 производное от camera/recorder), предназначенных для тележурналистики (англ. ENG — electronic news gathering), слово «видеокамера» вошло и в профессиональный обиход^[4].

История

Первые телевизионные камеры использовали механическое устройство для сканирования изображения — диск Нипкова; они применялись в экспериментальных телевизионных передачах с 1910 по 1930 годы. После 1930-х годов систему Нипкова вытеснили полностью электронные конструкции на основе передающих телевизионных трубок, например, иконоскопа Владимира Зворыкина или диссектора Фило Фарнсуорта. Они широко использовались до 1980-х годов, пока их не начали вытеснять камеры с твердотельными датчиками изображения, на основе приборов с зарядовой связью или КМОП-матриц. Твердотельные датчики изображения позволили избавиться от известных проблем передающих трубок, например, выгорания светочувствительной мишени, а также позволили реализовать технологию цифрового видео.

Основой твердотельных датчиков изображения является технология металл-оксид-полупроводник (МОП)^[5], которая берет своё начало от изобретения МОП-транзисторов в лабораториях Белла в 1959 году^[6]. Её создание привело к разработке полупроводниковых датчиков изображения, включая ПЗС-матрицы, а затем КМОП-матрицы с активными пикселями^[5]. Первым полупроводниковым датчиком изображения было устройство с зарядовой связью, изобретённое в лабораториях Белла в 1969 году^[7] на базе конденсаторных МОП структур^[5]. В 1985 году в компании Olympus был изобретён N-МОП датчик с активными пикселями^[8][9][10], что привело к разработке в 1993 году в Лаборатории реактивного движения КМОП датчика с активными пикселями^[11][9].

Созданию цифровых видеокамер также способствовали достижения в области сжатия видео, поскольку высокие требования, предъявляемые к объёмам памяти и пропускной способности каналов, делали работу с несжатым видео не реалистичной^[12]. Наиболее важным алгоритмом сжатия в этом отношении является дискретное косинусное преобразование (ДКП)^[12][13], метод сжатия с потерями, который впервые был предложен в 1972 году^[14]. Появление реальных цифровых видеокамер стало возможно благодаря ДКП-стандартам сжатия видео, включая стандарты кодирования видео H.26x и MPEG, введённые с 1988 года^[13].

Переход на цифровое телевидение дал толчок развитию цифровых видеокамер. К началу XXI века большинство видеокамер были цифровыми. С появлением цифрового захвата видео различие между профессиональными видеокамерами и кинокамерами исчезло, так как скачковый механизм остался тем же. В настоящее время камеры среднего диапазона, используемые исключительно для телевидения и других работ (кроме фильмов), называются профессиональными видеокамерами.

Телевизионная камера

Основная статья: Телевизионная камера

Передаю́щая телевизио́нная ка́мера — съёмочная камера, предназначенная для передачи движущегося изображения на расстояние путём его преобразования в телевизионный видеосигнал или цифровой поток видеоданных.

Видеосигнал может передаваться по радио, кабельным сетям или по сети интернет, а также записываться на аналоговом или цифровом носителе для последующего воспроизведения. В течение многих лет основным форматом хранения видеозаписи была видеокассета, но постепенно вытеснялась оптическим диском, жёстким диском, а затем флеш-памятью.

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Устройство

Современные видеокамеры являются компактными устройствами, сочетающими в себе объектив, устройство, формирующее видеосигнал или цифровой видеопоток, устройство для получения звукового сигнала (микрофон и усилитель) и устройство для сохранения видео- и звуковых данных, преимущественно на неподвижном носителе. Также видеокамера оснащается электронным видоискателем, представляющим собой компактный видеомонитор. Профессиональные видеокамеры кроме видеосигнала и звука записывают временной код, позволяющий впоследствии синхронизировать изображение с нескольких камер и звук. Большинство современных цифровых фотоаппаратов сочетают в себе функции видеокамеры, позволяя сохранять на карте памяти видеофайлы, в том числе высокой чёткости. Также видеокамерами оснащаются все современные сотовые телефоны. Видеокамеры, специально спроектированные для получения изображения кинематографического качества в стандартах цифрового кино, называются цифровыми кинокамерами и являются отдельным классом устройств.

Типы видеокамер

Видеокамеры делятся на три основные категории:

• бытовые:

обладают небольшим весом, компактностью и простым управлением, что позволяет пользоваться ими любому человеку, не обладающему профессиональными навыками съёмки;

• профессиональные:

камеры для профессионального использования на телевидении и в цифровом кинематографе, обычно значительного веса, от портативных, до устанавливаемых стационарно;

• специальные:

узкоспециализированные, например медицинские видеокамеры (используемые в эндоскопии и других областях) или камеры видеонаблюдения. Как правило, имеют предельно упрощенную конструкцию и миниатюрные габариты;

По разрешению

• Стандартной чёткости (SD, Standard Definition):
  • для аналоговых видеокамер: 576 строк при 25 fps (PAL) или 480 строк при 30 fps (NTSC);
  • для цифровых видеокамер: 720x576 точек при 25 fps и 720x480 точек при 30 fps.^{[источник не указан 1716 дней]}
• Высокой чёткости (HD, High Definition):
  • HD Ready: 720 строк (1280x720 точек);
  • Full HD: 1080 строк (1920x1080 точек);

Некоторые типы видеокамер могут использоваться для съёмки цифрового кино, но кинематографические стандарты разрешения 2К, 4K и другие, поддерживают только цифровые кинокамеры.

По формату носителя данных

Аналоговые видеокамеры:

• Betacam SP/Betacam SX
• Hi8
• VHS-C
• S-VHS-C
• Video8

Цифровые видеокамеры с аналоговыми носителями:

• Digital 8

Цифровые видеокамеры с цифровыми носителями:

• Blu-ray
• Blu-ray/HDD
• CDCAM
• DVD
• DVD/HDD
• Флеш-память (встроенная или добавляемая)
• HDD
• HDV
• MICROMV
• MiniDV/DVCAM
• P2HD
• XDCAM

По формату записи данных

• DV (серия форматов ЦВК на аналоговых носителях);
• MPEG-2 (для flash-памяти, HDD и DVD дисков);
• формат AVCHD (кодек H.264 / AVC / MPEG-4 Part 10 для носителей данных HD DVD и Blu-ray Disc).

По количеству матриц

• трёхматричные;
• четырёхматричные;
• одноматричные;

Аксессуары

• Видеокамеры, наравне с встроенными микрофонами, могут иметь гнёзда для подключения внешних устройств.
• Интерфейсы передачи данных: аналоговые (S-Video) и цифровые (USB, FireWire/IEEE 1394/i-Link, HDMI).
• Штатив для видеокамеры.
• Операторская тележка.
• Операторский кран
• Стэдикам
• Осветительное оборудование.
• Светофильтры.

В Юникоде

Символ видеокамеры в Юникоде — 📹.

См. также

• Киносъёмочный аппарат
• Цифровая кинокамера
• Экшн-камера
• Веб-камера
• Домашнее видео

Примечания

1. Телевидение, 2002, с. 451.
2. MediaVision, 2014, с. 73.
3. ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения  (рус.). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2007). Дата обращения: 15 августа 2013.
4. Владимир Михайлов, Павел Шурбелев. Видеокамеры: от телевизионной камеры к видеокамере (рус.) // «625» : журнал. — 2000. — № 9. Архивировано 16 октября 2012 года.
5. Williams, J. B. The Electronics Revolution: Inventing the Future (англ.). — Springer, 2017. — P. 245—248. — ISBN 9783319490885. Архивировано 10 ноября 2023 года.
6. 1960: Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated (англ.) // The Silicon Engine : journal. — Computer History Museum. Архивировано 27 июля 2020 года.
7. James R. Janesick. Scientific charge-coupled devices (англ.). — SPIE Press, 2001. — P. 3—4. — ISBN 978-0-8194-3698-6.
8. Matsumoto, Kazuya; Nakamura, Tsutomu; Yusa, Atsushi; Nagai, Shohei. A new MOS phototransistor operating in a non-destructive readout mode (англ.) // Japanese Journal of Applied Physics^[англ.] : journal. — 1985. — Vol. 24, no. 5A. — P. L323. — doi:10.1143/JJAP.24.L323. — Bibcode: 1985JaJAP..24L.323M.
9. Fossum, Eric R. Active pixel sensors: are CCDs dinosaurs? (англ.) // SPIE Proceedings Vol. 1900: Charge-Coupled Devices and Solid State Optical Sensors III / Blouke, Morley M.. — International Society for Optics and Photonics, 1993. — 12 July. — P. 2—14. — doi:10.1117/12.148585. Архивировано 29 сентября 2021 года.
10. Fossum, Eric R. Active Pixel Sensors  (неопр.). Semantic Scholar (2007). Дата обращения: 8 октября 2019. Архивировано 9 марта 2019 года.
11. Fossum, Eric R.; Hondongwa, D. B. A Review of the Pinned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors (англ.) // IEEE Journal of the Electron Devices Society : journal. — 2014. — Vol. 2, no. 3. — P. 33—43. — doi:10.1109/JEDS.2014.2306412. Архивировано 27 октября 2015 года.
12. Belmudez, Benjamin. Audiovisual Quality Assessment and Prediction for Videotelephony (англ.). — Springer, 2014. — P. 11—13. — ISBN 9783319141664. Архивировано 10 ноября 2023 года.
13. Huang, Hsiang-Cheh; Fang, Wai-Chi. Intelligent Multimedia Data Hiding: New Directions (англ.). — Springer, 2007. — P. 41. — ISBN 9783540711698. Архивировано 10 ноября 2023 года.
14. Ahmed, Nasir^[англ.]. How I Came Up With the Discrete Cosine Transform (неопр.) // Digital Signal Processing^[англ.]. — 1991. — January (т. 1, № 1). — С. 4—5. — doi:10.1016/1051-2004(91)90086-Z. Архивировано 10 июня 2016 года.

Литература

• В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 420—501. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.

• Михаил Львов. Камера+рекордер=видеокамера (рус.) // «MediaVision» : журнал. — 2014. — № 7/47. — С. 73—84.

• Чуриловский В. Н. Теория оптических приборов. — Directmedia, 2016.
• Бернштейн Н. Д. Наука и кинотехника: Избранные статьи. — M-Graphics Publishing, 2007. — Т. 2.

Ссылки

• Сергей Рахманов. Выбор видеокамеры в 2010 году  (рус.). Студия «УниФильм» (10 августа 2010). — критерии выбора потребительской видеокамеры. Дата обращения: 8 февраля 2011. Архивировано 17 февраля 2012 года.
• Сергей Мерьков. Стедикам. Что это?  (рус.) ixbt (8 февраля 2010). Дата обращения: 10 июня 2012. Архивировано 1 июля 2012 года.