Типы видеокамер, телекамер. Их применение и конструктивные особенности.

Наиболее сложные устройства е видеотехнике — видеокамеры (камкордеры). О них мы расскажем в ряде статей, намечаемых к публикации. В предлагаемом здесь материале речь пойдет о форматах видеозаписи со сравнительными параметрами, дана классификация видеокамер. На конкретных примерах рассмотрены их возможности и особенности, описаны некоторые случаи ремонта и доработки аппаратов.

Еще пять-шесть лет назад даже трудно было представить себе возможность свободной покупки в наших магазинах таких изделий, как видеокамеры, Цена аппаратов, привозимых из-за границы, достигала тогда не одной средней годовой зарплаты. Неудивительно поэтому, что на бытовом уровне наличие в доме видеокамеры представлялось экзотическим и недосягаемым для большинства рядовых семей. Однако в 1996 г. цены на эти изделия среднего класса уже можно было сравнивать с ценами на телевизоры с диагональю экрана 54...63 см. Например, а апреле 1996 г. э московской фирме " Партия" видеокамера PANASONIC—NV-АЗЕ и телевизор PANASONIC-TC-21GF10R (GAOO) стоили 679 долл., а самые простые видеокамеры корейских фирм сейчас можно купить примерно за 500 долл., причем почти в каждом магазине, торгующем бытовой электроникой по всей России.
Несомненный успех на современном потребительском рынке бытовых видеокамер был обеспечен за счет одновременного влияния многих факторов. Основными из них следует считать объединение в одном корпусе телевизионной камеры и видеомагнитофона, резкое снижение масс-габаритных характеристик, применение малогабаритных аккумуляторов большой емкости, введение автоматизированных режимов съемки. Важную роль сыграли кардинальное улучшение технических характеристик, потребительских возможностей, надежности и др. Столь благоприятное для потребителей и производителей видеокамер сочетание высоких потребительских свойств и приемлемых ценовых показателей сложилось за рубежом еще а середине 80-х годов, а в нашей стране—всего три-четыре года назад.

Довершил дело туристический бум. Многие путешественники предпочитают запечатлеть на видеопленке свое пребывание в различных уголках нашей планеты. В результате число владельцев видеокамер многократно возросло. Это сразу же почувствовали службы сервиса, ремонтники и практикующие радиолюбители, так как резко увеличилось число неисправных камер, поступающих а ремонт. До 1992 г. появление их в мастерской было редкостью.
Первое знакомство специалистов сервиса с " начинкой" симпатичных с виду видеокамер, как правило, шокировало — их электронные узлы по сложности во много раз превосходили ранее встречавшиеся в других видах бытовой техники. Поскольку экспериментировать с таким дорогостоящим изделием вряд ли кто из мастеров отважится, то, не найдя видимых глазу дефектов, вроде оборванных проводов, треснутых плат и элементов, посторонних предметов и т. п., камеру обычно возвращают владельцу. Исключение составляют работники фирменных сервисных центров, и то только по ограниченной номенклатуре техники (как правило, гарантийной). А что делать большинству российских
мерами, которые клиенты купили по случаю где-нибудь в Сингапуре или на рынке в глубинке России? Можно ли вообще браться за ремонт? Можно, но только осторожно.
Прежде чем перейти к описанию конкретных моделей бытовых видеокамер и случаев их ремонта, следует немного вспомнить историю их создания, классификацию конструкций и характеристики используемых в них форматов записи.

Системы для съемки в формате ТВЧ можно условно разделить на две категории: видеокамеры и телекамеры. Видеокамеры еще очень любят называть камкордерами, хотя такого слова в русском языке нет. Образовался термин camcorder из двух слов: camera и recorder. То есть это симбиоз камерной головки и устройства записи.

ТВЧ-камера высщего класса Panasonic Varicam

Но начать лучше именно с телекамеры, поскольку она представляет собой в общем случае не что иное, как камерную головку с объективом, блоком управления и интерфейсами передачи сигнала. Камерная головка, ранее строившаяся на базе исключительно ПЗС (CCD), теперь может содержать и сенсор типа CMOS, что реализовано, например, в нескольких камерах Ikegami, новой камере Sony формата HDV, а также в наделавшей достаточно шума Arriflex D-20. Сенсоры CMOS уступают матрицам ПЗС по некоторым параметрам, но, во-первых, это отставание быстро сокращается, а во-вторых, применение одного сенсора CMOS вместо трех ПЗС значительно упрощает оптическую систему камерной головки и в ряде случаев позволяет применять объективы, созданные для кинокамер, что и имеет место в случае с Arriflex D-20.

Параллельное существование оборудования стандартной и высокой четкости в рамках одного телевизионного комплекса порождает и другую проблему, заключающуюся в формате кадра. В телевидении стандартной четкости используется в основном формат кадра 4: 3, тогда как ТВЧ оперирует с изображением формата 16: 9. И до тех пор, пока ТВЧ-материал будет использоваться для производства программ стандартной четкости, эта проблема останется. Решается она разными способами, в том числе и при помощи понижающего преобразования в самой камерной головке или посредством дополнительного конвертера. Но факт остается фактом — большинство ТВЧ-камер может работать и в стандартном разрешении. Особенно это касается последних моделей. Интересна технология, примененная в камерах Thomson Grass Valley. Она заключается в том, что элементы изображения сенсора группируются таким образом, что, отбрасывая определенное количество групп по горизонтали и вертикали, можно получить на выходе матрицы тот или иной стандартный вариант разрешения начиная от 1080p и ниже. То есть никаких понижающих или повышающих преобразований не требуется.

ТВЧ-камера высщего класса Sony CineAlta

Схемы цифровой обработки сигнала также более совершенны в камерах ТВЧ. Стандартный вариант здесь — 12-разрядные сигнальные процессоры, хотя есть и модели с более высокой разрядностью.

Что касается интерфейсов, то в зависимости от представления цифрового сигнала (4: 2: 2 или 4: 4: 4) используются HD-SDI или HD-SDI Dual Link соответственно. Многие камеры комплектуются и интерфейсами стандартного разрешения SDI, и даже аналоговыми: компонентными и композитными. Последние нужны скорее для мониторинга, чем для передачи основного сигнала.

Видеокамеры, как уже упоминалось, отличаются от телекамер наличием устройства записи. Хотя до сих пор существуют модели, которые могут работать как без такого устройства, так и с ним. Это модульные системы, конструкция которых позволяет пристыковать к камерной головке и накамерный видеомагнитофон, и блок камерного адаптера для работы в режиме телекамеры. До недавнего времени в качестве устройства записи для видеокамер использовались видеомагнитофоны, осуществляющие запись материала на магнитную ленту. Но вот уже несколько лет, как эта монополия разрушена: запись выполняется и на кассету, и на жесткий диск, и на лазерный диск, и на карту твердотельной памяти.

В последнее время появилось и другое отличие при записи материала. Если раньше это была наклонно-строчная запись именно видеосигнала, то теперь такая форма осталась только при работе с кассетой. На остальные же носители материал записывается в виде файлов, поэтому роль устройств воспроизведения фактически сводится к считыванию файлов.

И все же лента пока остается хоть и не единственным, но доминирующим носителем. Причин тому несколько: она привычна, стоит недорого, обеспечивает отличное качество записи и воспроизведения, может достаточно долго храниться, да и парк оборудования для работы с лентой просто огромен. Да, у нее есть и недостатки, основной и очень неприятный из которых — линейная природа кассеты, что не позволяет реализовать произвольный доступ к материалу, записанному на ней. Но пока ни один из альтернативных носителей не способен обеспечить, к примеру, запись видео высокого разрешения максимального качества, сравнимого по объему и цене с видеокассетой. Поэтому до сих пор запись видео высокого разрешения в аппаратах высокого класса осуществляется на кассеты формата HDCAM SR (Sony) и D-5 (Panasonic).

Тем не менее, альтернативные носители все больше теснят магнитную ленту. Особенно это касается жестких дисков. Они сегодня стали настолько компактными, надежными и универсальными, что успешно заменяют ленту. Достаточно упомянуть такие видеокамеры, как Ikegami Editcam HD и Grass Valley Infinity. Компания Focus Enhancements также выпустила дисковый рекордер FireStore 4 (FS-4) и версию Pro этого аппарата. Он может использоваться с камерами практически всех производителей: Canon, JVC, Panasonic, Sony.

Новым, очень бурно развивающимся сектором HD, ориентированным на малобюджетные проекты, является оборудование формата HDV. Первую камеру этого формата несколько лет назад представила компания JVC, и всего за пару лет техника HDV привлекла к себе не только острый интерес, но и получает все большее распространение. Запись компрессированного ТВЧ-сигнала выполняется на кассету miniDV. Уже появилась камера HDV со сменной оптикой (JVC).

Разумеется, альтернативой ленте является не только жесткий диск. Серьезным конкурентом стал лазерный Professional Disk, разработанный и успешно внедряемый компанией Sony. Правда, до сферы ТВЧ этот диск пока не дошел, но, по некоторым сведениям, уже весной 2006 года на выставке NAB в Лас-Вегасе Sony собирается представить камеру XDCAM HD с записью ТВЧ-материала на лазерный диск.

Первой же компанией, реализовавшей заманчивую идею исключения из камерной головки различных электромеханических приводов, являющихся постоянно зоной риска и, пожалуй, самым слабым местом видеокамеры, стала компания Panasonic, представившая семейство устройств P2. В аппаратах этого семейства запись выполняется на карту твердотельной памяти P2. В отношении этой техники язык не поворачивается сказать «воспроизведение», поскольку на самом деле происходит чтение файлов с карты и их визуализация уже программными методами. Впрочем, то же самое имеет место в случае с магнитными и лазерными дисками. Стараясь снизить ценовое бремя (карты памяти пока весьма дороги) и не уйти в то же время от концепции P2, Panasonic недавно представила камеру, в которой мирно соседствуют лентопротяжный механизм и два слота для карт P2. Так что компания, купившая эти камеры, в перспективе может разбогатеть и перейти на полностью безленточное производство, не прибегая к замене съемочной техники.

Словом, очевидно, что уже совсем скоро отличные от магнитной ленты носители если не вытеснят ее совсем, то будут использоваться наравне с кассетами.

Бытовые видеокамеры появились не не пустом месте. Это стало возможным в результате совершенствования схемотехники, конструкции и технологии при разработке и производстве телевизионных камер профессионального назначения, история создания которых насчитывает не одно десятилетие. В последние годы грань между профессиональными и бытовыми видеокамерами (для стандартных телевизионных систем) по большинству технических параметров все больше стирается. Кроме того, сейчас бытовые видеокамеры фактически используют у нас для целей вещания региональные государственные и частные телекомпании, число которых в СНГ уже исчисляется тысячами.
Под видеокамерами обычно понимают устройства для натурной съемки с записью информации на магнитный носитель. И обязательной возможностью автономной, без подключения к питающей сети, работы. Конструктивно они могут быть выполнены в трех видах:

1) единая неразборная конструкция (их называют камкордерами), объединяющая, как уже отмечалось, водном корпусе телекамеру и видеомагнитофон;

2) сочленяющиеся в единую конструкцию эти составляющие аппараты (DOCKABLE RECORDER) и

3) отдельные, соединяемые между собой кабелем, переносные видеомагнитофон и телекамера. Первые видеокамеры, как у нас в стране, так и за рубежом, представляли собой именно раздельные конструкции.

В современных камкордерах на долю видеомагнитофонов приходится большая часть " функциональных обязанностей", чем на телекамеру. В частности, центральный процессор видеомагнитофона, как правило, " следит" за наличием питающих напряжений для всего камкордера, и их исчезновение приводит к невозможности заставить работать видеокамеру. Затруднительна также подача видеосигналов от камерной части на внешний монитор, минуя видеомагнитофон. А наличие ненадежных механических узлов и другие причины склоняют " чашу весов* в пользу первоочередного изучения видеомагнитофонной части.
В нашей стране покупатели впервые увидели в продаже бытовой видеомагнитофон а конце 60-х годов. Это был " Электроника—501-видео1'. В его комплект входили также телекамера, аккумулятор и зарядное устройство для него. Комплект позволял в течение 1, 5 ч вести автономную съемку в черно-белом изображении без перезарядки аккумулятора. Одной катушки ленты шириной 0, 5 дюйма хватало на 30 мин записи. Масса видеомагнитофона — 9 кг, телекамеры — 2.5 кг.
Для своего времени конструкция этого аппарата оказалась весьма удачной и выпускалась (с модификациями) промышленностью на протяжении ряда лет. Кстати сказать, использовав его блоки, радиолюбитель С. Шахаэизян построил цветной видеомагнитофон, за что получил золотую медаль ВДНХ СССР. К сожалению, создание " Электроники-501-видео" было первой и последней попыткой отечественной промышленности в выпуске переносных бытовых видеокамер, хотя и в виде раздельных устройств, Практически все имеющиеся сейчас в эксплуатации и продаже бытовые видеокамеры—зарубежные, главным образом японского производства.
Выпускаемые в 60—70-е гг. видеокамеры, как бытовые, так и профессиональные, были раздельного типа (так называемые тележурналистские комплекты — ТЖК). Они имели значительную массу и габариты. Трудности при создании малогабаритных конструкций ТЖК приходились в основном на долю видеомагнитофонной части. За последние 20...30 лет была разработана и освоена в производстве видеозаписыввющая аппаратура многих форматов. Однако существенный прогресс в ее миниатюризации связан лишь с небольшим числом кассетных стандартов. Часть из них используют только для профессионального применения, другие—для бытовых целей. В последнее время появились форматы и универсального назначения. В таблице перечислены наиболее распространенные кассетные форматы с несколькими параметрами, используемые в видеокамерах (аппараты U-MATIC и BFTACAM без приставки SP сняты с производства).