In den meisten Ländern der Welt sind Videokameras längst alltäglich geworden. Die Leute nehmen sie mit zu Schulaufführungen, Sportveranst altungen, Familientreffen und sogar Geburten. An einem bei Touristen beliebten Ort sind sie überall zu sehen. Camcorder haben in den USA, Japan und vielen anderen Ländern Fuß gefasst, da sie eine sehr gefragte Technologie darstellen.
Aber wie kann ein so kleines Gerät so viel leisten? Diejenigen, die vor den 1980er Jahren geboren wurden, sind überrascht, dass Qualitätsmodelle jetzt leicht erhältlich und so einfach zu bedienen sind. Dieser Artikel beschreibt das Funktionsprinzip und die Einrichtung der Videokamera.
Grundkonstruktion
Eine herkömmliche analoge Videokamera besteht aus zwei Hauptteilen:
- Sektion mit CCD, Objektiv und Zoom, Fokus- und Blendensteuermotoren;
- ein verkleinerter Videorecorder.
Wie die Videokamera funktioniertbesteht darin, dass es visuelle Informationen empfängt und sie in ein elektronisches Signal umwandelt. Ein Videorecorder ähnelt einem normalen, an einen Fernseher angeschlossenen Recorder: Er empfängt ein Signal und nimmt es auf einer Kassette auf.
Die dritte Komponente, der Sucher, erhält ebenfalls das Videobild, damit der Nutzer sehen kann, was gefilmt wird. Dies ist ein kleines Schwarzweiß- oder Farbdisplay, aber viele moderne Modelle sind mit großen Vollfarb-LCD-Bildschirmen ausgestattet. Es gibt viele Formate von analogen Camcordern mit vielen zusätzlichen Funktionen, aber das beschriebene Design ist das wichtigste. Sie unterscheiden sich darin, welche Kassetten sie verwenden.
Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip digitaler Videokameras ähneln analogen, verfügen jedoch über ein zusätzliches Element, das Informationen in Datenbytes umwandelt. Anstatt das Videosignal als kontinuierliche Folge von Magnetimpulsen aufzuzeichnen, wird es als Nullen und Einsen gespeichert. Digitale Camcorder sind beliebt, weil sie das Kopieren von Videos ohne Informationsverlust erleichtern. Die analoge Aufnahme "verschwindet" bei jeder Kopie - das Originalsignal wird nicht exakt wiedergegeben. Videoinformationen in digitaler Form können auf einen Computer heruntergeladen werden, wo sie bearbeitet, kopiert, per E-Mail usw. versendet werden können.
Bildsensor
Wie eine Kamera "sieht" ein Camcorder die Welt durch ein Objektiv. Optiken werden benötigt, um das Licht vom Tisch auf den mit lichtempfindlichen Chemikalien behandelten Film zu fokussieren. Die Kamera fängt also ein, was istvor ihm. Es sammelt mehr Licht von den hellen Teilen der Szene und weniger von den dunklen. Auch das Objektiv einer Videokamera dient zum Fokussieren, verwendet aber statt Film einen kleinen Halbleiter-Bildsensor. Dieser Sensor erkennt Licht mithilfe einer Anordnung von Millionen winziger Fotodioden. Jeder von ihnen misst die Anzahl der Photonen, die einen bestimmten Punkt treffen, und übersetzt diese Information in Elektronen (elektrische Ladungen): Ein helleres Bild wird durch eine höhere Ladung dargestellt, ein dunkleres Bild durch eine niedrigere. So wie ein Künstler eine Szene m alt, indem er dunkle Bereiche mit hellen Bereichen hervorhebt, erstellt ein Sensor ein Video, indem er die Lichtintensität erkennt. Während der Wiedergabe steuert diese Information die Helligkeit der Anzeigepixel.
Die Messung des Lichtstroms ergibt natürlich nur ein Schwarz-Weiß-Bild. Um Farbe zu erh alten, müssen Sie nicht nur das Gesamtbeleuchtungsniveau bestimmen, sondern auch die Niveaus für jede Farbe. Das volle Spektrum kann durch die Kombination von nur 3 davon - Rot, Grün und Blau - neu erstellt werden. Daher basiert das Funktionsprinzip von Videokameras darauf, nur diese Farben zu verwenden.
Einige Modelle teilen das Signal in 3 Versionen desselben Bildes für rote, grüne und blaue Lichtstärken auf. Jeder von ihnen wird von einem eigenen Chip erfasst. Sie werden dann addiert und die Primärfarben werden gemischt, um ein Vollfarbbild zu erstellen.
Diese einfache Methode erzeugt reichh altige, hochauflösende Videos.
Fotodioden-CCDs sind teuer und verbrauchen viel Strom und Nutzung3 Sensoren erhöhen die Produktionskosten erheblich. Die meisten Videokameras sind mit nur einem Sensor mit permanenten Farbfiltern für einzelne Fotodioden ausgestattet. Einige von ihnen messen nur Rotpegel, andere nur Grünpegel und der Rest misst Blaupegel. Die Farben werden in einem Gittermuster (z. B. einem Bayer-Filter) verteilt, sodass sich der Prozessor des Camcorders ein Bild von den Farbpegeln in allen Teilen des Bildschirms machen kann. Dieses Verfahren erfordert eine Interpolation der von jeder Fotodiode empfangenen Daten durch Analysieren der von ihren Nachbarn empfangenen Informationen.
Signalformung
Da Camcorder bewegte Bilder aufnehmen, haben ihre Sensoren zusätzliche Teile, die in Digitalkamerasensoren nicht zu finden sind. Um ein Videosignal zu erzeugen, müssen sie jede Sekunde viele Aufnahmen machen, die dann kombiniert werden und den Eindruck von Bewegung vermitteln.
Dazu nimmt der Camcorder ein Bild auf und zeichnet es interlaced auf. Hinter dem Bildsensor befindet sich eine weitere Sensorschicht. Für jedes Feld werden Videogebühren darauf übertragen und dann sequentiell übertragen. In einer analogen Videokamera wird dieses Signal an einen Videorecorder gesendet, der es (zusammen mit Farbinformationen) in Form von Magnetimpulsen auf Videoband aufzeichnet. Während die zweite Schicht Daten überträgt, nimmt die erste das nächste Bild auf.
Das Funktionsprinzip einer digitalen Videokamera ist im Grunde dasselbe, außer dass im letzten Schritt der Analog-Digital-Wandler das Signal in Datenbytes umwandelt. Die Kamera zeichnet sie auf einem Medium auf, das ein Magnetband oder eine Festplatte sein kannDisc, DVD oder Flash-Speicher. Interlaced-Digitalmodelle speichern jeden Frame als zwei Halbbilder auf die gleiche Weise wie analoge Modelle. Progressive-Scan-Kameras zeichnen Videos Bild für Bild auf.
Objektiv
Wie bereits erwähnt, besteht der erste Schritt bei der Aufnahme eines Videobildes darin, das Licht auf den Sensor zu fokussieren. Das Funktionsprinzip des Kameraobjektivs ist wie folgt. Damit die Kamera ein klares Bild des Objekts davor aufnehmen kann, muss die Optik fokussiert, also so bewegt werden, dass die vom Objekt ausgehenden Strahlen genau auf den Sensor fallen. Wie bei Kameras können Sie bei Camcordern das Objektiv bewegen, um das Licht zu fokussieren.
Autofokus
Die meisten Menschen müssen sich bewegen und verschiedene Motive aus unterschiedlichen Entfernungen aufnehmen, und das ständige Neufokussieren ist extrem schwierig. Deshalb haben alle Camcorder eine Autofokus-Vorrichtung. Dies ist normalerweise ein Infrarotstrahl, der von Objekten in der Bildmitte abprallt und zum Kamerasensor zurückkehrt.
Um die Entfernung zum Objekt zu bestimmen, berechnet der Prozessor, wie lange es dauert, bis der Strahl reflektiert und zurückkehrt, multipliziert diesen Wert mit der Lichtgeschwindigkeit und dividiert das Produkt durch zwei (weil er die Entfernung zweimal zurückgelegt hat - zum Objekt und zurück). Der Camcorder verfügt über einen kleinen Motor, der die Optik bewegt, um sie auf eine berechnete Entfernung zu fokussieren. Das funktioniert normalerweise ganz gut, aber manchmal muss man den Abstand neu definieren – zum Beispiel, wenn man auf etwas fokussieren will, das nicht in der Bildmitte liegt,weil der Autofokus auf das reagiert, was sich direkt vor dem Objektiv befindet.
Optischer und digitaler Zoom
Camcorder sind auch mit einem Zoomobjektiv ausgestattet. Auf diese Weise können Sie die Szene vergrößern, indem Sie die Brennweite (zwischen der Optik und dem Film oder Sensor) vergrößern. Das optische Zoomobjektiv ist eine einzelne Einheit, mit der Sie von einer Vergrößerung zur anderen wechseln können. Der Zoombereich gibt die maximale und minimale Vergrößerung an. Um die Verwendung des Zooms zu vereinfachen, sind die meisten Camcorder mit einem Motor ausgestattet, der die Optik als Reaktion auf das Drücken einer Taste am Griff bewegt. Einer der Vorteile davon ist, dass Sie die Vergrößerung einfach steuern können, ohne eine zweite Hand zu verwenden. Außerdem bewegt der Motor das Objektiv mit konstanter Geschwindigkeit und der Zoom ist gleichmäßiger. Der Motor entlädt jedoch die Batterie.
Manche Camcorder haben einen sog. digitaler Zoom. Benutzer raten davon ab, es zu verwenden, da es überhaupt nicht mit dem Objektiv verbunden ist, sondern einfach den vom Sensor erfassten Teil des Bildes vergrößert. Dies opfert die Auflösung, da nur ein Teil der Sensorfläche verwendet wird. Dadurch ist das Video weniger klar.
Belichtung
Eines der tollen Features der Kamera ist die automatische Anpassung an unterschiedliche Lichtverhältnisse. Der Sensor reagiert sehr empfindlich auf Über- oder Unterbelichtung, da der Signalbereich jeder Fotodiode begrenzt ist. Der Camcorder überwacht ihren Pegel und passt die Blende Blende im Glossar erklärt an, um sie zu reduzieren oder zu reduzierenErhöhung des Lichtflusses durch die Linsen. Der Prozessor sorgt jederzeit für einen guten Kontrast, sodass die Bilder nicht zu dunkel oder ausgewaschen aussehen.
Das Funktionsprinzip von Überwachungskameras
Solche Kameras sind nützlich für diejenigen, die wissen wollen, was während ihrer Abwesenheit passiert. Ihre Notwendigkeit kann aus verschiedenen Gründen entstehen. Beispielsweise möchten Eltern möglicherweise ein schlafendes Baby beobachten und das Risiko eines gefährlichen Sturzes aus dem Kinderbett verringern. Und Kameras rund ums Haus lassen Sie Leute sehen, die zur Haustür kommen, und helfen Ihnen vielleicht sogar, den Einbrecher zu finden.
Die Ausgabe der Kamera wird übertragen, verarbeitet, wieder in ein Bild umgewandelt und bei Bedarf aufgezeichnet. Video kann über ein Koaxialkabel oder Twisted Pair sowie über ein drahtloses Netzwerk übertragen werden. Die Signalverarbeitung erfolgt in einem Videorekorder, Server oder PC mit Videoaufnahmekarte. Das Bild wird auf dem Monitor angezeigt.
Das Funktionsprinzip von Außenüberwachungskameras besteht darin, dass sie an Toren, Gebäuden und anderen Strukturen installiert werden, um das Geschehen in Echtzeit zu überwachen. In der Regel handelt es sich um große, auffällige Geräte, die schon beim Anblick für Außenstehende deutlich machen, dass sie überwacht werden.
Das Funktionsprinzip drahtloser Videokameras basiert auf der Übertragung von Bildern über ein drahtloses Netzwerk. Andere Geräte wie WLAN-Router und Mobiltelefone können jedoch ihr Signal unterbrechen. Außerdem kann die drahtlose Übertragung abgehört werden, was zentgegen den Sicherheitszielen. Daher wird Benutzern empfohlen, sicherzustellen, dass das Signal sicher verschlüsselt ist.
Das Funktionsprinzip von versteckten Kameras basiert auf der Verwendung von Punktlinsen mit einem Austrittsloch von mehreren Millimetern und einem großen Betrachtungswinkel. Dadurch können Sie sie in Haush altsgeräte und Einrichtungsgegenstände einbauen.
Tipps zur Auswahl analoger Formate
Analogkameras zeichnen Bild und Ton als analoge Tonbandspur auf. Experten raten davon ab, sie zu verwenden, da beim Kopieren die Bild- und Tonqualität zwangsläufig abnimmt. Außerdem fehlt analogen Formaten eine Reihe von Funktionen für digitale Videokameras. Der Hauptunterschied zwischen den beiden ist der Kassettentyp und die Auflösung. Die Hauptformate analoger Camcorder sind:
- VHS-Standard. Dieser Kameratyp verwendet das gleiche Magnetband wie herkömmliche Videorecorder. Dies erleichtert das Betrachten des Filmmaterials. Diese Kassetten sind kostengünstig und bieten lange Aufnahmezeiten. Der Hauptnachteil des VHS-Formats ist die Notwendigkeit eines sperrigen Camcorder-Designs. Die Auflösung beträgt 230-250 horizontale Zeilen, was die untere Grenze für diesen Gerätetyp darstellt.
- VHS-C-Kameras verwenden Standard-VHS-Bänder, jedoch in einer kompakteren Kassette. Die Aufnahme kann auf einem normalen Videorecorder wiedergegeben werden, erfordert jedoch einen Adapter in voller Größe. Im Prinzip ist die Bedienung eines VHS-C-Camcorders ähnlich wie bei VHS. Die kleinere Kassettengröße erlaubtkompaktere Strukturen zu schaffen, aber die Aufnahmezeit wird auf 30-45 Minuten reduziert.
- Super-VHS-Kameras haben ungefähr die gleiche Größe wie VHS-Kameras, da sie Kassetten im gleichen Format verwenden. Der Unterschied besteht darin, dass die Schreibauflösung 380-400 Zeilen beträgt. Diese Bänder können nicht auf einem Videorecorder abgespielt werden, aber die Kamera selbst kann direkt an ein Fernsehgerät angeschlossen werden.
- Super VHS-C entspricht dem VHS-Standard, ist jedoch eine kompaktere Version mit einer kleineren Kassette.
- 8mm-Camcorder verfügen auch über kleine Kassetten. Dadurch können kleinere Modelle produziert werden, die Auflösungen liefern, die dem VHS-Standard bei etwas besserer Klangqualität entsprechen. Aufnahmedauer - ca. 2 Stunden.
- Hi-8-Standard ist ähnlich wie 8 mm, bietet aber eine viel höhere Auflösung, etwa 400 Zeilen.
Tipps zur Auswahl digitaler Formate
Das Funktionsprinzip digitaler Videokameras unterscheidet sich von analogen dadurch, dass die darin enth altenen Informationen in digitaler Form aufgezeichnet werden, sodass das Bild ohne Qualitätsverlust wiedergegeben wird. Ein solches Video kann auf einen Computer heruntergeladen werden, wo es bearbeitet oder im Internet veröffentlicht werden kann. Es hat eine viel bessere Auflösung. Die folgenden Formate sind weit verbreitet:
- MiniDV bietet Kompaktkassetten mit 60-90 Minuten Filmmaterial bei 500 Zeilen. Dieser Kameratyp ist extrem leicht und kompakt. Das Aufnehmen von Standbildern ist möglich.
- Sony MicroMV-Formatfunktioniert genauso, verwendet aber kleinere Kassetten.
- Digital8 verwendet für 60 Minuten Aufnahme Standard Hi-8mm Bänder. Modelle dieses Typs sind normalerweise etwas größer als DV.
- DVD-Kameras speichern Videos direkt auf kleinen optischen Discs. Der Hauptvorteil dieses Formats besteht darin, dass jede Sitzung als separater Track aufgezeichnet wird. Anstatt vor- und zurückzuspulen, können Sie direkt zum gewünschten Teil des Videos springen. Abgesehen davon sind DVD-Camcorder den MiniDV-Modellen ziemlich ähnlich, können aber mehr Videos von 30 Minuten bis zu 2 Stunden speichern.
- DVD-R und DVD-RAM sind 3/4 so groß wie DVDs. Der Nachteil ist, dass Sie ihnen nur einmal schreiben können. Sie können nicht auf herkömmlichen DVD-Playern abgespielt werden. Wie bei MiniDV-Kassetten müssen Sie entweder die Kamera als Player verwenden oder den Film in ein anderes Format kopieren.
- Speicherkarte ist die beliebteste Art, Videos aufzunehmen. Clips werden direkt auf Solid-State-Karten wie Flash-Speicher, Memory Stick oder SD gespeichert.
Zum Schluss
Heutzutage kann sich jeder eine günstige Kamera kaufen und Schnittprogramme vereinfachen den Schnittprozess so sehr, dass ihn jeder schnell beherrschen kann.
Sogar analoge Modelle von geringer Qualität haben viele nützliche Funktionen, die leicht zu erlernen sind und hochwertige Filme erstellen. Technik, die einst ausschließlich dem professionellen Fernsehen vorbeh alten war, steht nun Hobbyisten zur Verfügung. Die neusten Camcorder haben sicherlich einiges zu bieten und für alle, die einen Geburtstag bzwKonzert und die Start-ups ambitionierter Videoprojekte.
