ברוב מדינות העולם, מצלמות וידאו הפכו מזמן לנחלת הכלל. אנשים לוקחים אותם להצגות בית ספר, אירועי ספורט, מפגשים משפחתיים ואפילו לידות. במקום פופולרי בקרב תיירים, ניתן לראות אותם בכל מקום. מצלמות וידיאו קיבלו דריסת רגל חזקה בארה ב, יפן ובמדינות רבות אחרות, מכיוון שהן מייצגות טכנולוגיה מבוקשת מאוד.
אבל איך מכשיר כל כך קטן יכול לעשות כל כך הרבה? אלה שנולדו לפני שנות ה-80 מופתעים מכך שדגמים איכותיים זמינים כעת ושהם כל כך קלים לשימוש. מאמר זה מתאר את עקרון הפעולה ואת מכשיר מצלמת הווידאו.
בנייה בסיסית
מצלמת וידאו אנלוגית רגילה מורכבת משני חלקים עיקריים:
- קטע כולל CCD, עדשה וזום, מנועי בקרת מיקוד וקשתית;
- מכשיר וידאו בגודל קטן.
איך מצלמת הווידאו פועלתהוא שהוא מקבל מידע חזותי והופך אותו לאות אלקטרוני. מכשיר וידאו דומה למקליט רגיל המחובר לטלוויזיה: הוא מקבל אות ומקליט אותו על קלטת.
הרכיב השלישי, העינית, מקבל גם את תמונת הווידאו, כך שהמשתמש יכול לראות מה מצולם. זוהי תצוגת שחור לבן או צבעונית קטנה, אך דגמים מודרניים רבים מצוידים במסכי LCD צבעוניים גדולים. ישנם פורמטים רבים של מצלמות וידיאו אנלוגיות עם תכונות נוספות רבות, אך העיצוב המתואר הוא העיקרי. הם שונים באילו קלטות הם משתמשים.
התקן ועיקרון הפעולה של מצלמות וידאו דיגיטליות דומים למצלמות אנלוגיות, אך יש להן אלמנט נוסף הממיר מידע לבייטים של נתונים. במקום להקליט את אות הווידאו כרצף רציף של פולסים מגנטיים, הוא נשמר כאפסים ואחדים. מצלמות וידיאו דיגיטליות פופולריות מכיוון שהן מקלות על העתקת סרטונים מבלי לאבד מידע. הקלטה אנלוגית "נעלמת" עם כל עותק - האות המקורי אינו משוחזר במדויק. ניתן להוריד מידע וידאו בצורה דיגיטלית למחשב, שם ניתן לערוך אותו, להעתיק אותו, לשלוח אותו באימייל וכו'.
חיישן תמונה
כמו מצלמה, מצלמת וידיאו "רואה" את העולם דרך עדשה. דרושה אופטיקה כדי למקד את האור מהבמה אל הסרט שטופל בכימיקלים רגישים לאור. כך, המצלמה לוכדת את מה שישמולו. הוא אוסף יותר אור מהחלקים הבהירים של הסצנה ופחות מהחלקים הכהים. העדשה של מצלמת וידאו משמשת גם למיקוד, אך במקום סרט היא משתמשת בחיישן תמונה קטן מוליכים למחצה. חיישן זה מזהה אור באמצעות מערך של מיליוני פוטודיודות זעירות. כל אחד מהם מודד את מספר הפוטונים שפוגעים בנקודה מסוימת ומתרגם את המידע הזה לאלקטרונים (מטענים חשמליים): תמונה בהירה יותר מיוצגת על ידי מטען גבוה יותר, ותמונה כהה יותר על ידי תמונה נמוכה יותר. בדיוק כפי שאמן מצייר סצנה על ידי הדגשת אזורים כהים עם אזורים בהירים, חיישן יוצר וידאו על ידי זיהוי עוצמת האור. במהלך השמעה, מידע זה שולט בבהירות של פיקסלי התצוגה.
כמובן, מדידת שטף האור נותנת רק תמונה בשחור-לבן. כדי לקבל צבע, אתה צריך לקבוע לא רק את רמת התאורה הכוללת, אלא גם את הרמות עבור כל צבע. ניתן ליצור מחדש את הספקטרום המלא על ידי שילוב של 3 מהם בלבד - אדום, ירוק וכחול. לכן, עקרון הפעולה של מצלמות וידאו מבוסס על שימוש בצבעים אלו בלבד.
דגמים מסוימים מפצלים את האות ל-3 גרסאות של אותה תמונה עבור רמות אור אדום, ירוק וכחול. כל אחד מהם נלכד על ידי השבב שלו. לאחר מכן הם מתווספים יחדיו ומערבבים את צבעי היסוד ליצירת תמונה בצבע מלא.
שיטה פשוטה זו מפיקה וידאו עשיר ברזולוציה גבוהה.
Photodiode CCDs יקרים וצורכים הרבה חשמל ומשתמשים3 חיישנים מגדילים מאוד את עלויות הייצור. רוב מצלמות הווידאו מצוידות בחיישן אחד בלבד עם מסנני צבע קבועים לפוטודיודות בודדות. חלקם מודדים רק רמות אדומות, חלקם רק רמות ירוקות, והשאר מודדים רמות כחולות. הצבעים מופצים בתבנית רשת (כגון מסנן באייר) כך שהמעבד של מצלמת הווידאו יכול לקבל מושג על רמות הצבע בכל חלקי המסך. שיטה זו דורשת אינטרפולציה של הנתונים המתקבלים על ידי כל פוטודיודה על ידי ניתוח המידע המתקבל על ידי שכנותיה.
עיצוב אותות
מכיוון שמצלמות וידיאו מצלמים תמונות נעות, לחיישנים שלהן יש חלקים נוספים שאינם נמצאים בחיישני מצלמה דיגיטלית. כדי ליצור אות וידאו, עליהם לצלם תמונות רבות בכל שנייה, אשר משולבות לאחר מכן, ונותנות רושם של תנועה.
כדי לעשות זאת, מצלמת הווידאו מצלמת פריים ומקליטה אותה בשזירה. מאחורי חיישן התמונה נמצאת שכבת חיישן נוספת. עבור כל שדה, חיובי וידאו מועברים אליו ולאחר מכן משודרים ברצף. במצלמת וידאו אנלוגית, אות זה נשלח למכשיר וידאו, אשר מקליט אותו (יחד עם מידע צבעוני) על קלטת וידאו בצורה של פולסים מגנטיים. בזמן שהשכבה השנייה משדרת נתונים, השכבה הראשונה מצלמת את התמונה הבאה.
עקרון הפעולה של מצלמת וידאו מסוג דיגיטלי זהה בעצם, אלא שבשלב האחרון, הממיר האנלוגי לדיגיטלי ממיר את האות לבייטים של נתונים. המצלמה מתעדת אותם על מדיה, שיכולה להיות סרט מגנטי, קשהדיסק, DVD או זיכרון פלאש. דגמים דיגיטליים משולבים מאחסנים כל פריים כשני שדות באותו אופן כמו דגמים אנלוגיים. מצלמות סריקה מתקדמת מקליטות וידאו מסגרת-אחר-פריים.
עדשה
כפי שהוזכר קודם לכן, השלב הראשון בהקלטת תמונת וידאו הוא מיקוד האור על החיישן. עקרון הפעולה של עדשת המצלמה הוא כדלקמן. על מנת שהמצלמה תצלם תמונה ברורה של האובייקט שמולו, יש צורך למקד את האופטיקה, כלומר להזיז אותה כך שהקרניים הבוקעות מהנבדק ייפלו בדיוק על החיישן. כמו מצלמות, מצלמות וידיאו מאפשרות לך להזיז את העדשה כדי למקד את האור.
פוקוס אוטומטי
רוב האנשים צריכים להזיז ולצלם נושאים שונים במרחקים שונים, וכל הזמן מיקוד מחדש הוא קשה ביותר. זו הסיבה שלכל מצלמות הווידאו יש התקן פוקוס אוטומטי. לרוב מדובר בקרן אינפרא אדום שמקפיצה עצמים במרכז הפריים וחוזרת לחיישן המצלמה.
כדי לקבוע את המרחק לעצם, המעבד מחשב כמה זמן לוקח לקרן להשתקף ולחזור, הכפל ערך זה במהירות האור וחלק את המכפלה בשניים (מכיוון שהוא עבר את המרחק פעמיים - לחפץ ובחזרה). למצלמת הווידאו יש מנוע קטן שמניע את האופטיקה כדי למקד אותם למרחק מחושב. זה בדרך כלל עובד די טוב, אבל לפעמים אתה צריך להגדיר מחדש את המרחק - למשל, כאשר אתה רוצה להתמקד במשהו שאינו במרכז הפריים,כי פוקוס אוטומטי מגיב למה שנמצא ישירות מול העדשה.
זום אופטי ודיגיטלי
מצלמות וידיאו מצוידות גם בעדשת זום. זה מאפשר לך להתקרב לסצנה על ידי הגדלת אורך המוקד (בין האופטיקה לסרט או החיישן). עדשת הזום האופטי היא יחידה אחת המאפשרת לך לעבור מהגדלה אחת לאחרת. טווח הזום מציין את ההגדלה המקסימלית והמינימלית. כדי להקל על השימוש בזום, רוב מצלמות הווידאו מצוידות במנוע שמניע את האופטיקה בתגובה ללחיצה על כפתור על הידית. אחד היתרונות של זה הוא שאתה יכול לשלוט בקלות בהגדלה ללא שימוש ביד שנייה. בנוסף, המנוע מזיז את העדשה במהירות קבועה, והזום חלק יותר. עם זאת, המנוע מרוקן את הסוללה.
לכמה מצלמות וידיאו יש מה שנקרא. זום דיגיטלי. משתמשים לא ממליצים להשתמש בו, מכיוון שהוא אינו משויך לעדשה כלל, אלא פשוט מגדיל את חלק התמונה שנקלט על ידי החיישן. זה מקריב את הרזולוציה מכיוון שמשתמשים רק בחלק מאזור החיישן. כתוצאה מכך, הסרטון פחות ברור.
חשיפה
אחת התכונות הנהדרות של המצלמה היא ההתאמה האוטומטית לרמות אור שונות. החיישן רגיש מאוד לחשיפה יתר או נמוכה מכיוון שטווח האותות מכל פוטודיודה מוגבל. מצלמת הווידאו עוקבת אחר רמתם ומכווננת את הצמצם כדי להקטין אוהגברת זרימת האור דרך העדשות. המעבד שומר על ניגודיות טובה כל הזמן כדי שהתמונות לא ייראו כהות מדי או שטופות.
עקרון הפעולה של מצלמות מעקב
מצלמות כאלה יהיו שימושיות למי שרוצה לדעת מה קורה בזמן היעדרותם. הצורך בהם עשוי להתעורר מסיבות שונות. לדוגמה, הורים עשויים לרצות לצפות בתינוק ישן ולהפחית את הסיכון לנפילה מסוכנת מהעריסה. ומצלמות ברחבי הבית יאפשרו לך לראות אנשים מגיעים לדלת הכניסה ואולי אפילו יעזרו לך למצוא את הפורץ.
פלט המצלמה משודר, מעובד, מומר בחזרה לתמונה, ומוקלט במידת הצורך. ניתן להעביר וידאו באמצעות כבל קואקסיאלי או זוג מעוות, כמו גם דרך רשת אלחוטית. עיבוד אותות מתבצע במקליט וידאו, בשרת או במחשב עם כרטיס לכידת וידאו. התמונה מוצגת על הצג.
עקרון הפעולה של מצלמות מעקב חיצוניות הוא שהן מותקנות על שערים, בניינים ומבנים אחרים על מנת לפקח על המתרחש בזמן אמת. ככלל, מדובר במכשירים גדולים ובולטים לעין, שעצם המראה שלהם מבהיר לאנשים מבחוץ שהם במעקב.
עקרון הפעולה של מצלמות וידאו אלחוטיות מבוסס על שידור תמונות ברשת אלחוטית. עם זאת, מכשירים אחרים כגון נתבי Wi-Fi וטלפונים ניידים מסוגלים לשבש את האות שלהם. בנוסף, השידור האלחוטי עשוי להיות מיירט, אשרבניגוד למטרות הביטחון. לכן, מומלץ למשתמשים לוודא שהאות מוצפן בצורה מאובטחת.
עקרון הפעולה של מצלמות נסתרות מבוסס על שימוש בעדשות מסוג נקודה עם חור יציאה של מספר מילימטרים וזווית צפייה רחבה. זה מאפשר לך להתקין אותם במכשירי חשמל ביתיים ובפריטי פנים.
טיפים לבחירת פורמטים אנלוגיים
מצלמות אנלוגיות מקליטות וידאו ואודיו כרצועת קלטת אנלוגית. מומחים לא ממליצים להשתמש בהם, כי בעת העתקה, איכות התמונה והסאונד יורדת בהכרח. בנוסף, לפורמטים אנלוגיים חסרים מספר תכונות של מצלמת וידאו דיגיטלית. ההבדל העיקרי בין השניים הוא סוג הקסטה והרזולוציה. הפורמטים העיקריים של מצלמות וידיאו אנלוגיות הם:
- תקן VHS. סוג זה של מצלמה משתמש באותו סרט מגנטי כמו מכשירי וידאו רגילים. זה מקל על הצפייה בצילומים. קלטות אלו הן זולות ומספקות זמני הקלטה ארוכים. החיסרון העיקרי של פורמט ה-VHS הוא הצורך בעיצוב מצלמת וידיאו מגושם. הרזולוציה היא 230-250 קווים אופקיים, שהוא הגבול התחתון עבור סוג זה של מכשיר.
- מצלמות VHS-C משתמשות בקלטת VHS רגילה אך בקלטת קומפקטית יותר. ניתן להשמיע את ההקלטה במכשיר וידאו רגיל, אך דורש מתאם בגודל מלא. באופן עקרוני, הפעולה של מצלמת וידאו VHS-C דומה ל-VHS. גודל הקסטה הקטן יותר מאפשרליצור מבנים קומפקטיים יותר, אך זמן ההקלטה מצטמצם ל-30-45 דקות.
- מצלמות Super VHS הן בערך באותו גודל של VHS מכיוון שהן משתמשות באותן מחסניות בפורמט. ההבדל הוא שרזולוציית הכתיבה היא 380-400 שורות. לא ניתן להשמיע קלטות אלו במכשיר וידאו, אך ניתן לחבר את המצלמה עצמה ישירות לטלוויזיה.
- Super VHS-C תואם את תקן VHS אבל היא גרסה קומפקטית יותר המשתמשת במחסנית קטנה יותר.
- 8 מ"מ מצלמות וידיאו כוללות גם קלטות קטנות. זה מאפשר לייצר דגמים קטנים יותר המספקים רזולוציות התואמות לתקן VHS עם איכות צליל מעט טובה יותר. משך ההקלטה - כשעתיים.
- תקן Hi-8 דומה ל-8 מ"מ אבל מספק רזולוציה גבוהה בהרבה, בסביבות 400 שורות.
טיפים לבחירת פורמטים דיגיטליים
עקרון הפעולה של מצלמות וידאו דיגיטליות שונה ממצלמות אנלוגיות בכך שהמידע בהן מוקלט בצורה דיגיטלית, כך שהתמונה משוכפלת ללא אובדן איכות. סרטון כזה ניתן להוריד למחשב, שם ניתן לערוך אותו או לפרסם אותו באינטרנט. יש לו רזולוציה הרבה יותר טובה. הפורמטים הבאים נמצאים בשימוש נרחב:
- MiniDV כולל קלטות קומפקטיות שמכילות 60-90 דקות של קטעים ב-500 שורות. מצלמה מסוג זה קלה וקומפקטית במיוחד. אפשר לצלם תמונות סטילס.
- פורמט Sony MicroMVעובד אותו הדבר אבל משתמש בקלטות קטנות יותר.
- Digital8 משתמש בקלטת Hi-8 מ"מ רגילה עבור 60 דקות של הקלטה. דגמים מסוג זה הם בדרך כלל מעט יותר גדולים מ-DV.
- מצלמות DVD שומרות וידאו ישירות לתקליטורים אופטיים קטנים. היתרון העיקרי של פורמט זה הוא שכל סשן מוקלט כרצועה נפרדת. במקום להריץ אחורה ולהריץ קדימה, ניתן לקפוץ ישירות לחלק הרצוי בסרטון. מלבד זאת, מצלמות וידיאו DVD די קרובות לדגמי MiniDV, אך יכולות לאחסן יותר וידאו מ-30 דקות עד שעתיים.
- DVD-R ו-DVD-RAM הם בגודל 3/4 של תקליטורי DVD. החיסרון הוא שאפשר לכתוב להם רק פעם אחת. לא ניתן להפעיל אותם בנגני DVD רגילים. כמו קלטות MiniDV, אתה צריך להשתמש במצלמה כנגן או להעתיק את הסרט לפורמט אחר.
- כרטיס זיכרון הוא הדרך הפופולרית ביותר להקלטת וידאו. קליפים נשמרים ישירות לכרטיסי מצב מוצק כגון זיכרון פלאש, Memory Stick או SD.
לסיכום
היום, כולם יכולים לקנות מצלמה זולה, ותכניות העריכה מפשטות את תהליך העריכה עד כדי כך שכולם יכולים לשלוט בו במהירות.
אפילו לדגמים אנלוגיים באיכות נמוכה יש הרבה תכונות שימושיות שקל ללמוד וליצור סרטים איכותיים. טכנולוגיה שהייתה בעבר התחום הבלעדי של הטלוויזיה המקצועית זמינה כעת לחובבים. למצלמות הווידאו העדכניות בהחלט יש הרבה מה להציע ולמי שרוצה לצלם יום הולדת אוקונצרט, והסטארט-אפים של פרויקטי וידאו שאפתניים.
