Webcam. Descrição, tipos, princípio de funcionamento e escolha da webcam

câmera webé um dispositivo digital que consiste em uma câmera de vídeo (matriz CCD), um processador de compressão e um servidor web integrado. A webcam foi projetada para organizar vigilância por vídeo e transmitir imagens de vídeo em uma rede LAN/WAN/Internet. Para operar uma webcam em rede, não são necessários dispositivos especiais ou um computador pessoal.

Dependendo das configurações, o acesso à imagem de vídeo recebida pela webcam pode ser aberto a todos os usuários da rede ou apenas aos usuários autorizados.

Design e princípio de funcionamento de uma webcam

Uma webcam moderna é um dispositivo digital que captura vídeo, digitaliza, compacta e transmite imagens de vídeo por meio de uma rede de computadores. Portanto, a webcam inclui os seguintes componentes:

  • Matriz CCD,
  • lente,
  • filtro óptico,
  • placa de captura de vídeo,
  • unidade de compressão de vídeo,
  • processador central e servidor web integrado,
  • memória flash,
  • interface de rede
  • portas seriais,
  • entradas/saídas de alarme.

Matriz CCD(CCD, CCD - dispositivo de carga acoplada) - uma placa semicondutora retangular sensível à luz com proporção de 3: 4, que converte a luz incidente sobre ela em um sinal elétrico. A matriz CCD consiste em um grande número de células fotossensíveis. Para aumentar a sensibilidade à luz de uma matriz CCD, muitas vezes é formada uma estrutura que cria uma microlente na frente de cada uma das células. Os parâmetros técnicos de uma webcam geralmente indicam o formato da matriz CCD (comprimento diagonal da matriz em polegadas), o número de pixels efetivos, o tipo de varredura (entrelaçado ou entrelaçado) e a sensibilidade.

Lenteé um sistema de lentes projetado para projetar uma imagem de um objeto de observação no elemento sensível à luz de uma webcam. A lente é parte integrante da webcam, e a qualidade da imagem de vídeo recebida pela web câmera depende da correta seleção e instalação da mesma. Freqüentemente, a lente vem incluída com a webcam. As lentes são caracterizadas por uma série de parâmetros importantes, como distância focal, abertura relativa (F), profundidade de campo, tipo de montagem (C, CS), formato.

Filtros de corte infravermelho óptico, que são instalados em câmeras web, são placas planas paralelas opticamente precisas montadas no topo da matriz CCD. Eles operam como filtros ópticos passa-baixa com frequência de corte de cerca de 700 nm, próximo ao vermelho. Eles cortam o componente infravermelho das ondas de luz, garantindo assim a reprodução correta das cores da webcam. No entanto, muitas webcams em preto e branco não usam esses filtros, o que resulta em uma maior sensibilidade da webcam.

Placa de captura de vídeo(unidade de digitalização) converte o sinal elétrico analógico gerado pela matriz CCD em formato digital. O processo de conversão de sinal consiste em três etapas:

  • Amostragem,
  • Quantização
  • Codificação.

Amostragem— leitura da amplitude do sinal elétrico em intervalos regulares (período). Esta etapa de conversão do sinal é caracterizada pela frequência de amostragem.

Quantizaçãoé o processo de representação dos resultados da amostragem em formato digital. A mudança no nível do sinal elétrico durante o período de amostragem é representada como uma palavra de código de 8, 10 ou 12 bits, que fornece 256, 1024 e 4096 níveis de quantização, respectivamente. A precisão da representação do sinal em formato digital depende do número de níveis de quantização.

Codificação. Além das informações sobre alterações no nível do sinal obtidas na etapa anterior, o processo de codificação gera bits que indicam o final do pulso de clock e o início de um novo quadro, além de bits adicionais de proteção contra erros.

Bloco de compressão comprime o sinal de vídeo digitalizado em um dos formatos de compressão (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Graças à compressão, o tamanho do quadro de vídeo é reduzido. Isso é necessário para armazenar e transmitir vídeo pela rede. Se a rede local à qual a webcam está conectada tiver largura de banda limitada, para evitar transbordamento do tráfego da rede, é aconselhável reduzir a quantidade de informações transmitidas, reduzindo a frequência de transmissão de quadros pela rede ou a resolução do quadro . A maioria dos formatos de compactação oferece um compromisso razoável entre essas duas soluções para o problema de transmissão de vídeo em uma rede. Os formatos de compressão hoje conhecidos permitem obter um fluxo digitalizado com largura de banda de 64 KB - 2 MB (com esta largura de banda, os fluxos de dados de vídeo podem funcionar em paralelo com outros fluxos de dados nas redes).

CPUé o núcleo de computação da webcam. Realiza operações de saída de imagens de vídeo digitalizadas e compactadas, sendo também responsável por desempenhar as funções de servidor web integrado e programa de controle de câmeras web.

A interface Ethernet é usada para conectar a webcam a uma rede Ethernet 10/100 Mbit/s.

Cartão de memória flash permite atualizar programas de controle para câmeras web e armazenar páginas HTML personalizadas.

BATER serve para armazenar dados temporários que são gerados durante a execução de programas de controle e scripts de usuário. Muitas câmeras de Internet possuem o chamado buffer de vídeo. Esta é uma parte da RAM reservada para gravação e armazenamento temporário de quadros de vídeo capturados por uma webcam. As informações no buffer de vídeo são atualizadas ciclicamente, ou seja, o novo quadro é gravado em vez do mais antigo. Esta função é necessária se a webcam realiza videovigilância de segurança, pois permite restaurar eventos anteriores e posteriores ao alarme dos sensores de segurança conectados à web câmera.

Entradas/saídas de alarme são usados ​​para conectar sensores de alarme. Quando um dos sensores é acionado, é gerado um sinal de alarme, a partir do qual o processador compõe um conjunto de frames gravados no buffer de vídeo antes, depois e no momento do sinal de alarme. Este conjunto de frames pode ser enviado para um endereço de e-mail específico ou via FTP.

Conectando e instalando uma webcam

As câmeras web são conectadas à Internet através de uma porta Ethernet 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX ou usando um modem através de uma porta serial. Depois de se conectar fisicamente à rede, a webcam recebe um endereço IP. Na maioria das vezes, a webcam não possui um endereço IP padrão; ele é instalado usando a função correspondente de um navegador da web padrão ou por um comando DOS que usa o número de série da câmera da web para identificação. Além disso, os fabricantes estão desenvolvendo programas especiais para câmeras web que simplificam bastante o procedimento de atribuição de um endereço IP a uma câmera web (por exemplo, IP Installer da AXIS Communications). Graças ao software integrado para servidor web, servidor FTP, cliente FTP, cliente de e-mail, etc., a webcam se conecta diretamente à rede LAN/WAN/Internet e opera nela como um dispositivo de rede independente. Isso distingue as câmeras web das câmeras comuns de computador, que exigem uma conexão a um computador pessoal por meio de uma porta USB ou LPT. Além disso, as câmeras web podem suportar o trabalho com scripts de usuário e miniaplicativos JAVA.

Para instalar uma webcam em ambientes externos ou internos, muitos fabricantes incluem fixadores especiais no design do corpo da câmera projetados para instalação em paredes, tetos, suportes e dispositivos rotativos. Algumas câmeras de Internet possuem dispositivos giratórios integrados projetados para montagem em uma superfície horizontal ou vertical.

Bibliografia:

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A. Zotov


P O P U L A R N O E:

    Um dos dispositivos auxiliares do radioamador deve ser um frequencímetro. Com sua ajuda, é fácil detectar um mau funcionamento do gerador, medir e ajustar a frequência. Geradores são muito comuns em circuitos. São receptores e transmissores, relógios e medidores de frequência, detectores de metais e vários efeitos de iluminação automáticos...

Uma webcam é uma câmera digital conectada a um computador. O dispositivo foi projetado para digitalizar, processar e transmitir imagens pela Internet em tempo real. Mais frequentemente usado para transmissões online e chamadas de vídeo.

Fluxo histórico de café

A primeira webcam foi invenção dos gênios de Cambridge, Quentin Stafford-Fraser e Paul Jardetsky. O aparelho surgiu em 1991 graças ao amor dos funcionários da universidade pelo café. Naquela época, havia apenas uma cafeteira na Sala Trojan para todo o departamento de desenvolvimento de computadores. Freqüentemente, os cientistas tiveram que percorrer um longo caminho em vão para conseguir um copo dessa bebida maravilhosa. Para que todos possam ver se o café está pronto sem sair do local de trabalho, foi criada uma webcam.

Inicialmente, a imagem era transmitida apenas para os computadores de trabalho do departamento por meio de uma rede local e tinha tamanho de 128x128 pixels. O desenvolvimento recebeu o nome de cliente XCoffee for Window System. A transmissão online durou 10 anos. Em 2001, apesar dos protestos dos fãs, a câmera foi desligada. A cafeteira se tornou uma raridade famosa e foi vendida no eBay por £ 3.350.

O dispositivo de uma webcam moderna

A parte principal de uma webcam é o sensor de imagem, ou matriz CCD. É um chip semicondutor que consiste em milhões de minúsculos quadrados sensíveis à luz dispostos em uma grade. Esses quadrados são chamados de pixels. As webcams básicas usam sensores relativamente pequenos, apenas algumas centenas de milhares de pixels.

Além do sensor CCD ou ROM, a câmera contém uma lente, um conversor analógico-digital, também chamado de placa de captura de vídeo, um microprocessador e um compressor. Alguns modelos de câmeras IP contêm um servidor web integrado e RAM.

Como funciona uma webcam

Uma webcam padrão é um dispositivo separado conectado a um computador. Funciona da seguinte maneira:

  1. Através de uma lente frontal, a câmera capta a luz e a projeta em um circuito integrado feito de detectores microscópicos de luz.
  2. A placa de captura de vídeo converte a imagem analógica em imagem digital, ou seja, em um bytecode de zeros e uns.
  3. Os blocos de compressão comprimem um sinal digital nos formatos MJPEG ou MPEG.
  4. Em seguida, as informações são transferidas para o computador através de uma interface USB e depois para a Internet.

Nos casos com câmeras IP, não é necessário conectar-se a um computador. O dispositivo possui endereço IP próprio graças ao servidor web integrado e o streaming é realizado diretamente para a rede.

Configurações da webcam

Se você desmontar duas webcams, obterá um conjunto idêntico de peças: uma placa com matriz fotossensível e uma lente. Como saber qual funciona bem e qual não?

  1. Resolução - o número de pixels vertical e horizontalmente da matriz. Quanto mais houver, melhor e mais caro será o aparelho. As webcams HD modernas transmitem imagens em tempo real com resolução entre 1280×720 e 1600×1200, ou seja, 3-2,0Mpx. Para modelos de orçamento este parâmetro é 320x240 ou 640x480. A imagem fica granulada, às vezes embaçada. Mas nem toda conexão com a Internet suporta uma câmera de 2,0Mpx. Se a velocidade de transferência de dados for baixa, até 10-20 MB, a imagem irá congelar.
  2. FPS é o número de quadros por segundo que a câmera é capaz de processar. Modelos baratos têm uma taxa de quadros de cerca de 24 quadros por segundo, enquanto para câmeras PRO esse valor chega a 50-60. Câmeras de médio porte, como Microsoft VX-1000 ou VS-800, têm uma taxa de quadros de 30 quadros por segundo com resolução de 640x480. Se você ficar parado durante um bate-papo por vídeo, mesmo com fps baixos a imagem ficará bastante nítida. Mas para fotografar em movimento, a frequência deve estar acima de 40 quadros por segundo.

Estes são dois parâmetros principais que determinam o nível da webcam. Existem opções adicionais que quase não afetam a qualidade do dispositivo e da imagem. Basicamente, eles afetam o preço, e nem sempre de forma justificada.

Para que serve uma webcam?

O objetivo de uma webcam é mostrar objetos que estão fora da vista e do alcance. Com sua ajuda, você pode monitorar remotamente pessoas e instalações em tempo real. Por exemplo, se você estiver indo para outra cidade ou para o mar, a webcam mostrará o tempo melhor do que qualquer meteorologista.

90% dos usuários adquirem um gadget para videochamadas, chats e videoconferências pela Internet. Para fazer isso, você deve ter um software especial instalado em seu computador que suporte VoIP: Skype, ooVoo ou Viber. Em vez de programas clientes, você pode usar extensões de navegador Appear.in ou Hangouts. Mas a gama de recursos da câmera não termina com chats de vídeo:

  1. Transmissões online do que está acontecendo nos cantos mais populares do planeta. Webcams em Sochi, Nova York e perto das Cataratas do Niágara permitem que você viaje sem sair da cadeira do computador.
  2. As empresas e serviços de segurança utilizam amplamente esta tecnologia para monitorar objetos.
  3. O vídeo de uma webcam pode ser gravado, editado, postado na Internet, em fóruns, em uma playlist no YouTube ou em um blog. Existem muitos programas para esses fins, alguns dos quais são o Windows Movie Maker ou o Camtasia Studio.
  4. Usando aplicativos da web, crie e-mails em formato de vídeo.
  5. Realize webinars de treinamento pagos e ganhe dinheiro usando o gadget.

Maneiras não convencionais de usar uma webcam

As transmissões de webcams no mar, nas margens e no ninho de uma águia no Himalaia não surpreenderão mais ninguém. Mas existem algumas maneiras inusitadas e divertidas de usar o gadget:

  1. Jogos de webcam OvO ou utilitário de webcam GloopIt. Os participantes controlam seus personagens via webcam. Para tal entretenimento, você precisa apontar o monitor para si mesmo e completar missões com os movimentos de todas as partes do seu corpo. O software de jogo é baixado da Internet e instalado no computador.
  2. Usando a tecnologia de reconhecimento de gestos, controle o software de desktop, os players YouTube, Pandora, Grooveshark e Netflix no navegador Chrome. Não são utilizados mouse e teclado, apenas o movimento das mãos. O desenvolvimento se chama Flutter e está atualmente em testes alfa.
  3. Crie GIFs e avatares animados usando WebCam Avatar ou PsykoGif.
  4. Use para fazer login em sua conta sem inserir uma senha.

Desde uma webcam com microfone embutido, um PC e Skype, todo pai atento pode instalar uma babá de vídeo. Para fazer isso, você precisa criar uma nova conta no messenger em nome da criança, adicionar você e seus parentes à lista de contatos. Configure o Skype para atender chamadas de vídeo automaticamente e ligar a câmera. O computador com o gadget deve ser instalado de forma que todo o berçário fique visível, inclusive a própria criança. Com esse know-how, você poderá monitorar seu filho a qualquer momento.

O tema desta edição é o que são webcams. Webcams em seu laptop, computador, webcams transmitindo para a Internet e muito mais. Não vou recapitular brevemente, apenas continue lendo.

Escrita correta

O site gramota.ru define exatamente esta grafia da palavra webcam, com um hífen. Embora existam muitos lugares onde ocorre a escrita com um espaço.

Então, o que é uma webcam

Tradicionalmente, este é o nome de uma câmera de vídeo embutida em um computador ou adquirida separadamente e conectada a ele (na maioria das vezes via USB). Por que o nome contém “web”? Provavelmente para distingui-la das câmeras de vídeo comuns. A diferença fundamental é provavelmente que as webcams não foram projetadas para funcionar sem um computador.

Para que eles são necessários?

Em primeiro lugar, para comunicação através da Internet, para que, digamos, não só falemos, mas também nos vejamos. No entanto, existem possibilidades mais astutas, conforme discutido abaixo.

Como escolher uma webcam?

Por preço e aparência. E isso praticamente não é uma piada. A maioria das câmeras externas se conecta via USB 2.0, possui um microfone embutido e tem resolução de 640x480 ou 1280x1024. Mas, muito provavelmente, mesmo a primeira resolução será suficiente - para transmitir vídeo com resolução de 1280x1024, você pode precisar de uma quantidade razoável de largura de banda de conexão com a Internet, então programas como o Skype ainda reduzirão a resolução para 640x480.

Como instalar uma webcam?

Configurações da webcam

Às vezes, os fabricantes oferecem software para configurações adicionais, às vezes não. Em qualquer caso, você pode baixar o programa gratuito Manycam, que permite personalizar a câmera, aplicar efeitos complicados como olhos laterais ou um fundo incomum.

Transmitir para a Internet?

Para obter a maneira mais fácil de começar a transmitir seu vídeo online, acesse o bambuser. Após um simples cadastro, você terá a oportunidade de transmitir vídeo da sua webcam para a Internet simplesmente usando um navegador. Você pode escolher se este vídeo será privado ou público; pode ser assistido diretamente durante a “transmissão”. A propósito, este serviço era frequentemente usado para transmitir comícios em Moscou. Nesse caso, é claro, não foram utilizadas câmeras web, mas sim câmeras de celulares com o aplicativo Bamboozer instalado.

Mas este é geralmente um serviço incomum que conseguiu ganhar popularidade com uma velocidade tremenda. Serviço de namoro por vídeo online

As distâncias há muito deixaram de ser importantes para uma comunicação significativa. Para ver o seu interlocutor, basta ter uma webcam. O mercado oferece enormes opções para a escolha deste dispositivo milagroso. Vamos descobrir no que você precisa prestar atenção ao se perguntar: “como escolher uma câmera WEB?”

Finalidade da webcam

O principal objetivo do dispositivo é organizar a transmissão de imagens em tempo real via Internet. A principal tarefa de uma webcam é a velocidade de transferência de informações, não sua qualidade. Na hora de comprar é importante ficar atento à compatibilidade da webcam com o sistema operacional do seu PC, pois A maioria dos modelos funciona apenas no sistema operacional Windows.

Matriz de webcam

A qualidade da imagem dependerá deste parâmetro. Quanto mais sensível a câmera for à luz recebida, maior será a qualidade da imagem ao transmiti-la. Hoje, existem duas tecnologias para fabricação de matrizes. A tecnologia CCD produz imagens de qualidade superior à tecnologia CMOS.

A resolução e sensibilidade da matriz também são importantes. A resolução afeta a qualidade da imagem. Quanto maior for, melhor será a qualidade da imagem transmitida. E a quantidade de interferência quando há iluminação insuficiente dependerá da sensibilidade.

Recursos de conexão e instalação

É melhor escolher uma webcam que suporte conectividade USB 2.0. Este parâmetro afetará o número de quadros transmitidos por 1 segundo. Portanto, o USB 1.1 não será capaz de transferir mais de 30 imagens por segundo, portanto o USB 2.0 é o mais preferível.

Você pode conectar o dispositivo através de um modem. Neste caso, a velocidade de transferência das informações dependerá da operadora. Os modelos mais caros estão equipados com conectividade Wi-Fi.

O que mais uma webcam pode fazer?

Além de transmitir imagens pela Internet, a webcam pode ser equipada com vários recursos e funções adicionais:

  • possibilidade de fotografia. Para fazer isso, você precisa prestar atenção à resolução da matriz e aos volumes de armazenamento de informações. Ambos os parâmetros devem ser os maiores possíveis.
  • possibilidade de gravação de vídeo. A qualidade da captura de vídeo e do som é importante aqui. A melhor qualidade nesse sentido pode ser garantida para você.
  • auto-foco. Basicamente, todas as câmeras modernas agora possuem foco automático. A função permite que você configure a imagem mais nítida sem nenhum esforço de sua parte.
  • presença de um microfone. Isso é conveniente e você pode transmitir um sinal de áudio além do vídeo, mas a qualidade do som, infelizmente, está longe do ideal.
  • Possibilidade de proteção por senha. Permite limitar o círculo de pessoas que têm acesso à webcam. Esta função não está disponível em todos os modelos.
  • montagem de câmera web. A versão clipada é conveniente para uso em um laptop; a versão desktop pode ser usada para selecionar qualquer ponto de disparo.

E assim, respondendo à pergunta: “como escolher uma webcam?”, podemos afirmar com segurança que além das capacidades, o preço será um ponto importante.

As opções econômicas incluirão dispositivos com resolução de 640x480, equipados com mira automática, sem microfone embutido e com USB 2.0.

Se precisar de mais, deve ficar atento aos aparelhos com resolução de 1600x1200, equipados com microfone embutido, com capacidade de ampliar o assunto, com função de rastreamento automático de rosto, bem como com USB 2.0 e software avançado.

Qualquer modelo de webcam é adequado para desempenhar sua função principal - videoconferência. A diferença estará na qualidade da imagem e na facilidade de uso.

Hoje, a tecnologia está se desenvolvendo em ritmo acelerado. Mais e mais dispositivos estão aparecendo um após o outro. Provavelmente todo mundo sabe o que é uma webcam, mas vamos dar uma olhada mais de perto nessa tecnologia. Uma webcam é um dispositivo técnico que captura imagens em tempo real. A maior parte desses dispositivos possui funções de câmeras de vídeo e câmeras digitais.

A maioria das webcams encontra lugar em laptops ou computadores. Na maioria dos casos, esses dispositivos operam por meio de aplicativos especiais.

Propósito

Para que serve uma webcam? A versão “home” do aparelho foi projetada para permitir a transmissão de imagens online e a captura de alguns momentos. Hoje já existem dispositivos mais complexos equipados com sensores de movimento. Tais modelos são utilizados em sistemas de segurança e em supermercados.

Se uma pessoa precisa transmitir uma imagem de vídeo em tempo real, então web câmeras são utilizadas para tal comunicação. Se você precisa monitorar algum objeto, uma webcam também vem em seu socorro. Foi usado pela primeira vez em 1991. Permite, no momento em que for necessário, estudar a área desejada da área. Isso usa acesso remoto ao dispositivo.

Uma webcam em rede é o tipo de dispositivo mais interessante; funciona como um servidor web separado.



 

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