Видеокамера — это устройство записи изображения и звука в телевизионном формате, то есть в виде, пригодном для последующего просмотра на телевизоре.

Функционально все видеокамеры устроены так:

Разберем каждый блок в отдельности, и рассмотрим его влияние на качество получаемого материала.

Объектив — создает изображение на светочувствительной матрице и должен обеспечить попадание как можно большего количества света на нее с тем, чтобы получить достаточную яркость изображения в условиях плохой освещенности. Для съемки в условиях хорошей и избыточной освещенности в объективах имеется диафрагма (iris) для ограничения светового потока. Одна из основных характеристик объектива так и называется — " Светосила", это есть отношение яркостей объекта и изображения объекта, полученного с помощью объектива. Светосила объектива прямо пропорциональна т.н. " Относительному отверстию" объектива, которое представляет собой отношение D/f, где D-диаметр входной линзы или другого " узкого места" для светового пучка, проходящего через объектив, а f-фокусное расстояние объектива.

Это выражение обычно приводится к виду, когда числитель дроби приведен к 1, например, 1: 1, 8. Так обычно пишут на объективе наряду с диапазоном изменения зума. Чем меньше знаменатель дроби, тем более светосилен объектив.

Другие важные характеристики объектива — это ЗУМ (увеличение) и РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ (РАЗРЕШЕНИЕ). Зум, или кратность увеличения, обозначают либо двумя цифрами, например, 0, 5-8х, либо одной, являющейся делением второй цифры на первую, то есть, в этом примере, 16х. Как относительное отверстие, так и зум обратно пропорциональны разрешающей способности объектива, то есть его способности раздельно отображать мелкие объекты на матрице. С ростом относительного отверстия и зума растут размеры и стоимость объектива, а также искажения (аберрации), вносимые объективом. Поэтому не нужно гнаться за слишком большим значением оптического зума. Оптический зум 20х и больше — плохой признак, тем более что съемка с таким приближением без штатива крайне проблематична.

Вследствие того, что стандартом видеоизображения предусмотрена меньшая цветовая четкость, нежели четкость по яркости, допустимые по цене и габаритам величины относительного отверстия и зума для видеообъективов шире, чем для фотообъективов и достигают приблизительно 1: 1, 8 и 12х соответственно. Фотографирование через эти объективы делает заметными аберрации, из-за того, что в фоторежиме разрешение по трем составляющим RGB (Red-Green-Blue) одинаковое. Из-за этого сравнивать фотографии, сделанные с помощью видеокамеры и с помощью фотоаппарата некорректно, к тому же еще не слишком дорогие фотоаппараты оснащаются объективами с меньшим относительным отверстием и меньшим зумом (обычно около 3х) и большей по размерам матрицей, что позволяет получить более качественное изображение. Правда, компания Samsung, например, решила эту задачу " в лоб" и выпустила линейку видеокамер " DuoCam" с раздельными объективами и матрицами для видео и фото, напоминающими старинные кинокамеры с объективами на турели.

РАЗРЕШЕНИЕ собственно объективов видеокамер обычно нигде не приводят, в том числе потому, что разрешение полученного изображения зависит от разрешения светочувствительной матрицы, а также от способа сохранения полученного изображения, о чем будет сказано далее.

Световой пучок, проходя через ОПТИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР (O.I.S.) изображения, фокусируется на СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МАТРИЦЕ (иногда их три по числу основных цветов, что обеспечивает лучшую цветопередачу, хотя и удорожает камеру), кстати, при покупке камеры обратите также внимание на диапазон фокусировки объектива. Не все оные при максимальном зуме позволят сфокусироваться на близкорасположенном объекте, и, если вы желаете снимать насекомых на красивом цветке крупным планом, то у вас это может не получиться.

Необходимость стабилизации изображения при съемке с рук обычно становится абсолютно очевидной после первой съемки начинающего видеолюбителя, так что лучше подумать о ней заранее. Наиболее надежный способ стабилизации изображения — это съемка со штатива, но, во-первых, описание штативов выходит за рамки этой статьи, а во-вторых, его использовать по условиям съемки далеко не всегда представляется возможным. Внутри самой камеры применяются два типа устройств, позволяющих конструктивными методами уменьшить влияние дрожания камеры при съемке. Лучший из них — это уже упомянутый ОПТИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЯ, который обычно состоит из гиростабилизированных оптических элементов, позволяющих при колебаниях камеры в пространстве сохранять на СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ МАТРИЦЕ неподвижную картинку. Недостаток такого стабилизатора всего один — высокая стоимость изготовления, поскольку оптический стабилизатор — это высокоточное оптико-механическое устройство. Поэтому он используется только в профессиональных видеокамерах и любительских камерах высшей ценовой категории. В более дешевых камкордерах используется электронный стабилизатор изображения (E.I.S.), который включается в БЛОК ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ (БОС).

Для того чтобы обеспечить работу электронного стабилизатора изображения, приходится ставить светочувствительную матрицу с увеличенным количеством элементов. Вследствие тряски изображение на матрице перемещается относительно ее центра, однако цифровой сигнальный процессор по характерным точкам изображения, определенным в результате предыдущего сканирования матрицы, определяет, в какую сторону сместилось изображение, и пытается сохранить изображения на прежнем месте. Отсюда следуют недостатки электронной стабилизации изображения:

Повышается число пикселей в матрице на величину, большую, нежели необходимо для формирования видеоизображения (например, 720х576=414720 для PAL), что ведет к уменьшению размера самого пикселя матрицы и, следовательно, его светочувствительности, пропорциональной количеству фотонов света, попадающих на пиксель.

На анализ и компенсацию сдвига требуется время, вследствие чего снижается время экспозиции матрицы (выдержка), что снижает яркость полученного изображения.

Поскольку направление движения камеры, как правило, беспорядочное, его компенсация является не такой простой задачей, приводящей к потере разрешения картинки (до 40% против 10% у оптического стабилизатора). В случае же упорядоченного движения камеры (панорамирования) возможен эффект " залипания" изображения, когда камера движется равномерно, а картинка — рывками.

Кроме приема сигналов с матрицы (матриц) БЛОК ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ принимает сигналы с микрофона и иногда также с входных разъемов видео и звука для записи на носитель для видео, если это предусмотрено конструкцией камеры. Сейчас почему-то все меньше и меньше камер имеет эту возможность — внимательно изучайте описание камеры — иногда выяснить, может ли камера записывать сигнал с разъемов видео-аудио не так-то просто, кроме того, бывают и ошибки на сайтах. Входные и выходные разъемы сейчас зачастую конструктивно объединены и переключение запись/воспроизведение (если оно есть) " зарыто" где-то в меню камеры. (Прим. ред.: уменьшение на рынке количества камер, имеющих аналоговые и иные входы, помимо прочих факторов, также связано с государственной политикой в области авторского права. Так, в Европе продажа подобных устройств зачастую либо запрещена, либо облагается непосильными для производителя и продавца сборами).

Во всех видеокамерах БОС позволяет также обрабатывать видеосигнал с целью получения различных видеоэффектов при съемке — вход и выход в затемнение, сепия, черно-белое изображение и проч., но особого внимания на количество этих эффектов при покупке камеры обращать не стоит — все они (и гораздо больше и качественней) есть практически в любом компьютерном видеоредакторе.

10. УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ВИДЕО, которое бывает двух основных типов — аналоговое и цифровое.

Аналоговые устройства являются, по сути, кассетными мини-видеомагнитофонами, и также бывают двух основных форматов — VHS (SVHS) и Video8 (Hi8). В скобках приведены усовершенствованные варианты этих форматов. Четкость (разрешение) видеоизображения оценивается по количеству черных и белых вертикальных линий специальной испытательной таблицы, которое можно различить по длине строки снятого изображения.

Разрешающая способность форматов (максимум):

VHS — 240 линий (иногда пишут ТВЛ)

Video8 — до 300 линий

SVHS — до 400 линий

Hi8 — до 420 линий

" Восьмерочная" видеокассета имеет гораздо меньшие габариты, несмотря на то, что в VHS камерах используется маленькая (компакт) кассета — VHS-C. Основной недостаток аналоговой видеозаписи — это шум ленты при воспроизведении (имеются в виду, конечно, шумы на изображении в виде шевелящихся точек и черточек, а не акустический шум).

Все, наверное, еще помнят аналоговые аудиокассеты с их шипением при воспроизведении. При видеозаписи соотношение сигнал/шум получается еще хуже, и значительно. И хотя компания JVC все еще выпускает любительские VHS видеокамеры, рекомендовать их покупать крайне не хочется: как бы вам ни хотелось вставить кассету из камеры в адаптер и " просто" посмотреть ее на VHS видике — лучше переписать с Hi8 камеры на большую кассету вашу видеосъемку. А оригинал, имеющий заметно лучшую по качеству картинку, отложить до будущих времен и оцифровать позже с помощью компьютера, ДВД-рекордера или цифровой видеокамеры, имеющей аналоговый видеовход. Фирма Sony еще выпускает камеры формата Hi8 и, несмотря на то, что они упрощены и не дают максимума возможного разрешения для Hi8, все же, если решиться покупать аналоговую камеру, то Hi8 камера выглядит наиболее оправданным решением. Для ввода видео в компьютер и его редактирования существуют специальные устройства видеозахвата — как внешние, соединяющиеся с компьютером кабелем, так и внутренние, вставляемые в слоты материнской платы (PCI, AGP).

Большинство видеокамер в настоящее время содержат устройства, сохраняющие видео в цифровом виде (цифровые видеокамеры).

Поскольку видео хранится в виде цифровой информации, то шум носителя этой информации отсутствует как таковой. Шум источника видеоинформации — светочувствительной матрицы остается, о чем было упомянуто выше.

Цифровые устройства хранения информации в современных носителях применяются следующие:

Наиболее распространенный тип — кассета по типу аналоговой кассеты Hi8, но еще меньших размеров, называемая MiniDV. Информация сжата кодеком DV, являющимся разновидностью МПЕГ-1. Производится сжатие каждого кадра в отдельности, независимо от последующих и предыдущих кадров. Не слишком высокая степень сжатия информации позволяет получить качественное видеоизображение с разрешением более 500 ТВЛ. На одну кассету вмещается 1 час видео, что в цифровом виде представляет собой около 13 Гбайт цифровой информации. Эта цифровая информация может быть " скачана" в компьютер с помощью кабеля IEEE 1394 (он же Fire Wire, он же iLink, он же цифровой DV кабель). Компьютер также должен иметь этот интерфейс либо на материнской плате, либо в виде отдельного контроллера, вставленного в PCI разъем. В некоторых последних видеокамерах DV информацию можно " слить" в компьютер по интерфейсу USB 2.0. Программа, с помощью которой этот процесс происходит, может быть как стандартный " Movie maker" Windows, так и любой другой видеоредактор, в котором вы сможете дать волю своей творческой фантазии. Необходимо упомянуть о формате Digital8 фирмы Sony, отличающийся тем, что информация в формате DV записывается на кассету Hi8, при этом, как правило, камера может воспроизводить аналоговое видео8/Hi8, еще и оцифровывая его " на лету", что для некоторых может оказаться весьма полезным.

Оптический (DVD) или магнитный (HDD или просто " винчестер") диски, на которых видеоинформация хранится сжатой в МПЕГ-2, вследствие чего достигается большая степень сжатия. Однако за счет не только внутрикадрового, но и межкадрового сжатия, то есть, когда информация одного кадра зависит от содержания другого, что приводит к трудностям при последующем редактировании видео, хотя и позволяет добиться большей степени сжатия информации. Кроме того, вследствие сложного сжатия в реальном времени, качество изображения по сравнению с DV несколько ухудшается.

По мере роста емкости микросхем флэш-памяти начинают появляться видеокамеры, записывающие видеоинформацию на карты флэш-памяти в формате МПЕГ-4, который позволяет добиться еще более высокой степени сжатия за счет усложнения его алгоритма. Соответственно, МПЕГ-4 еще менее пригоден для дальнейшего редактирования, и из-за сложности сжатия в реальном времени качество изображения также имеет некоторые недостатки, которые особенно проявляются при съемках в условиях недостаточной освещенности, когда шум матрицы становится значительным. Шум как случайная неупорядоченная информация очень плохо поддается сжатию, также как и съемка воды, быстродвижущихся объектов и др.