Webkamera. Popis, typy, princíp fungovania a výber webkamery

Webová kamera je digitálne zariadenie, ktoré pozostáva z videokamery (CCD matica), kompresného procesora a vstavaného webového servera. Webová kamera je navrhnutá na organizovanie video sledovania a prenos video obrazu cez LAN/WAN/internetovú sieť. Na prevádzku webovej kamery v sieti nie sú potrebné žiadne špeciálne zariadenia ani osobný počítač.

V závislosti od nastavení môže byť prístup k obrazu prijatému webovou kamerou otvorený pre všetkých používateľov siete alebo len pre oprávnených používateľov.

Dizajn a princíp činnosti webovej kamery

Moderná webová kamera je digitálne zariadenie, ktoré zachytáva video, digitalizuje, komprimuje a prenáša obraz cez počítačovú sieť. Webová kamera preto obsahuje nasledujúce komponenty:

  • CCD matrica,
  • šošovka,
  • optický filter,
  • karta na snímanie videa,
  • jednotka na kompresiu videa,
  • centrálny procesor a vstavaný webový server,
  • Flash pamäť,
  • sieťové rozhranie
  • sériové porty,
  • alarmové vstupy/výstupy.

CCD matrica(CCD, CCD - charge-coupled device) - obdĺžniková svetlocitlivá polovodičová doska s pomerom strán 3:4, ktorá premieňa svetlo na ňu dopadajúce na elektrický signál. CCD matrica pozostáva z veľkého počtu fotosenzitívnych buniek. Aby sa zvýšila citlivosť CCD matrice na svetlo, často sa vytvára štruktúra, ktorá vytvára mikrošošovku pred každou z buniek. Technické parametre webovej kamery zvyčajne udávajú formát matice CCD (dĺžka uhlopriečky matice v palcoch), počet efektívnych pixelov, typ skenovania (prekladaný alebo prekladaný) a citlivosť.

Objektív je systém šošoviek určený na premietanie obrazu pozorovaného objektu na svetlocitlivý prvok webovej kamery. Objektív je neoddeliteľnou súčasťou webovej kamery a kvalita obrazu prijímaného webovou kamerou závisí od jej správneho výberu a inštalácie. Objektív je často súčasťou webovej kamery. Objektívy sa vyznačujú množstvom dôležitých parametrov, ako je ohnisková vzdialenosť, relatívna clona (F), hĺbka ostrosti, typ bajonetu (C, CS), formát.

Optické infračervené rezané filtre, ktoré sa inštalujú do webových kamier, sú opticky presné planparalelné dosky namontované na vrchnej časti CCD matrice. Fungujú ako optické dolnopriepustné filtre s medznou frekvenciou približne 700 nm, blízko červenej. Odrezávajú infračervenú zložku svetelných vĺn, čím zabezpečujú správne podanie farieb webovej kamery. Mnohé čiernobiele webkamery však takéto filtre nepoužívajú, čo má za následok vyššiu citlivosť webkamery.

Karta na snímanie videa(digitalizačná jednotka) prevádza analógový elektrický signál generovaný maticou CCD do digitálneho formátu. Proces konverzie signálu pozostáva z troch fáz:

  • Vzorkovanie,
  • Kvantovanie
  • Kódovanie.

Vzorkovanie— čítanie amplitúdy elektrického signálu v pravidelných intervaloch (perióda). Tento stupeň konverzie signálu je charakterizovaný vzorkovacou frekvenciou.

Kvantovanie je proces reprezentácie výsledkov odberu vzoriek v digitálnej forme. Zmena úrovne elektrického signálu počas periódy vzorkovania je reprezentovaná ako kódové slovo s 8, 10 alebo 12 bitmi, ktoré dávajú 256, 1024 a 4096 kvantizačných úrovní. Presnosť zobrazenia signálu v digitálnej forme závisí od počtu úrovní kvantizácie.

Kódovanie. Okrem informácií o zmenách úrovne signálu získaných v predchádzajúcej fáze, proces kódovania generuje bity označujúce koniec hodinového impulzu a začiatok nového rámca, ako aj ďalšie bity ochrany proti chybám.

Kompresný blok komprimuje digitalizovaný video signál do jedného z kompresných formátov (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Vďaka kompresii sa zmenšuje veľkosť snímky videa. Je to potrebné na ukladanie a prenos videa cez sieť. Ak má lokálna sieť, ku ktorej je webová kamera pripojená, obmedzenú šírku pásma, potom, aby sa predišlo preplneniu sieťovej prevádzky, je vhodné znížiť množstvo prenášaných informácií znížením frekvencie prenosu snímok cez sieť alebo rozlíšenia snímok. . Väčšina kompresných formátov poskytuje rozumný kompromis medzi týmito dvoma riešeniami problému prenosu videa cez sieť. Dnes známe kompresné formáty umožňujú získať digitalizovaný stream so šírkou pásma 64 KB - 2 MB (s touto šírkou pásma môžu video dátové toky pracovať paralelne s inými dátovými tokmi v sieťach).

CPU je výpočtovým jadrom webovej kamery. Vykonáva operácie na výstup digitalizovaných a komprimovaných videoobrazov a je tiež zodpovedný za vykonávanie funkcií vstavaného webového servera a ovládacieho programu pre webové kamery.

Ethernetové rozhranie slúži na pripojenie webovej kamery k 10/100 Mbit/s ethernetovej sieti.

Flash pamäťová karta umožňuje aktualizovať ovládacie programy pre webové kamery a ukladať vlastné HTML stránky.

RAM slúži na ukladanie dočasných údajov, ktoré vznikajú pri vykonávaní ovládacích programov a užívateľských skriptov. Mnoho internetových kamier má takzvanú video vyrovnávaciu pamäť. Ide o časť pamäte RAM vyhradenú na nahrávanie a dočasné ukladanie snímok videa zachytených webovou kamerou. Informácie vo vyrovnávacej pamäti videa sa aktualizujú cyklicky, t.j. namiesto najstaršej snímky sa zaznamená nová snímka. Táto funkcia je potrebná, ak webová kamera vykonáva bezpečnostný video dohľad, pretože vám umožňuje obnoviť udalosti predchádzajúce a nasledujúce po poplachu z bezpečnostných senzorov pripojených k webovej kamere.

Alarmové vstupy/výstupy slúžia na pripojenie alarmových senzorov. Keď sa spustí jeden zo senzorov, generuje sa poplachový signál, v dôsledku čoho procesor vytvorí sadu snímok zaznamenaných vo vyrovnávacej pamäti videa pred, po a v čase poplachového signálu. Túto sadu rámcov je možné odoslať na zadanú e-mailovú adresu alebo cez FTP.

Pripojenie a inštalácia webovej kamery

Webové kamery sa pripájajú k internetu cez ethernetový port 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX alebo pomocou modemu cez sériový port. Po fyzickom pripojení k sieti je webovej kamere pridelená IP adresa. Webová kamera najčastejšie nemá predvolenú IP adresu; inštaluje sa buď pomocou zodpovedajúcej funkcie štandardného webového prehliadača, alebo príkazom DOS, ktorý na identifikáciu používa sériové číslo webovej kamery. Okrem toho výrobcovia vyvíjajú špeciálne programy pre webové kamery, ktoré značne zjednodušujú postup prideľovania IP adresy webovej kamere (napríklad IP Installer od AXIS Communications). Vďaka vstavanému softvéru pre web server, FTP server, FTP klienta, e-mailového klienta atď. sa web kamera pripája priamo k sieti LAN/WAN/Internet a funguje v nej ako samostatné sieťové zariadenie. To odlišuje webové kamery od bežných počítačových kamier, ktoré vyžadujú pripojenie k osobnému počítaču cez USB alebo LPT port. Okrem toho môžu webové kamery podporovať prácu s užívateľskými skriptami a JAVA appletmi.

Na inštaláciu webovej kamery v exteriéri alebo interiéri mnohí výrobcovia pridávajú do konštrukcie tela kamery špeciálne upevňovacie prvky určené na inštaláciu na steny, stropy, konzoly a otočné zariadenia. Niektoré internetové kamery majú zabudované otočné zariadenia určené na montáž na vodorovný alebo zvislý povrch.

Bibliografia:

  1. Informatika: Učebnica pre vysoké školy / Ed. Prednášal prof. N.V. Makarova. — 3. vyd. prepracované - M.: F a S, 2004.
  2. Kolesnichenko S., Shishigin I. PC hardvér. BHV 1999.
  3. Ostreykovsky V.A. Informatika: Učebnica pre vysoké školy. - M.: Vyššie. škola, 1999. MS Excel 97 (2000). Krok za krokom. Ecom 1999 (2000).
  4. Figurnov V.E. IBM PC pre užívateľa. Krátky kurz. M.: Financie a štatistika. 1997.

A.Zotov


P O P U L A R N O E:

    Jedným z pomocných zariadení rádioamatéra by mal byť merač frekvencie. S jeho pomocou je ľahké odhaliť poruchu generátora, zmerať a upraviť frekvenciu. Generátory sú v obvodoch veľmi bežné. Ide o prijímače a vysielače, hodiny a merače frekvencie, detektory kovov a rôzne automatické svetelné efekty...

Webová kamera je digitálny fotoaparát pripojený k počítaču. Zariadenie je určené na skenovanie, spracovanie a prenos obrázkov cez internet v reálnom čase. Najčastejšie sa používa na online vysielanie a uskutočňovanie videohovorov.

Historický kávový prúd

Prvá webová kamera bola vynálezom géniov z Cambridge Quentin Stafford-Fraser a Paul Jardetsky. Prístroj sa objavil v roku 1991 vďaka láske zamestnancov univerzity ku káve. V tom čase bola v Trojan Room len jedna kanvica na kávu pre celé oddelenie vývoja počítačov. Vedci museli často prejsť dlhú cestu, aby pohár tohto úžasného nápoja získali márne. Aby každý videl, či je káva hotová bez toho, aby opustil svoje pracovisko, bola vytvorená webová kamera.

Spočiatku sa obraz vysielal iba na pracovné počítače oddelenia cez lokálnu sieť a mal veľkosť 128 x 128 pixelov. Vývoj dostal klientske meno XCoffee pre Window System. Online vysielanie trvalo 10 rokov. V roku 2001 bola kamera napriek protestom fanúšikov vypnutá. Kávová kanvica sa stala slávnou raritou a na eBayi sa predávala za 3 350 libier.

Zariadenie modernej webovej kamery

Hlavnou súčasťou webovej kamery je obrazový snímač alebo matica CCD. Ide o polovodičový čip pozostávajúci z miliónov malých štvorčekov citlivých na svetlo usporiadaných do mriežky. Tieto štvorce sa nazývajú pixely. Základné webové kamery používajú relatívne malé snímače, iba niekoľko stotisíc pixelov.

Okrem CCD alebo ROM snímača kamera obsahuje objektív, analógovo-digitálny prevodník, nazývaný aj videokarta, mikroprocesor a kompresor. Niektoré modely IP kamier obsahujú vstavaný webový server a RAM.

Ako funguje webová kamera

Štandardná webová kamera je samostatné zariadenie pripojené k počítaču. Funguje to nasledovne:

  1. Cez šošovku na prednej strane kamera zachytáva svetlo a premieta ho na integrovaný obvod vytvorený z mikroskopických svetelných detektorov.
  2. Karta na zachytávanie videa konvertuje analógový obraz na digitálny obraz, to znamená na bajtový kód núl a jednotiek.
  3. Kompresné bloky komprimujú digitálny signál do formátu MJPEG alebo MPEG.
  4. Potom sa informácie prenesú do počítača cez rozhranie USB a potom na internet.

V prípadoch s IP kamerami nie je potrebné pripojenie k počítaču. Zariadenie má vďaka vstavanému web serveru vlastnú IP adresu a streamovanie prebieha priamo do siete.

Nastavenia webovej kamery

Ak rozložíte dve webové kamery, získate identickú súpravu dielov: dosku s fotocitlivou matricou a šošovku. Ako viete, ktorý z nich funguje dobre a ktorý nie?

  1. Rozlíšenie - počet pixelov vertikálne a horizontálne matice. Čím viac ich je, tým je zariadenie kvalitnejšie a drahšie. Moderné HD webkamery prenášajú obraz v reálnom čase s rozlíšením medzi 1280×720 a 1600×1200, teda 3-2,0 Mpx. Pre rozpočtové modely je tento parameter 320x240 alebo 640x480. Obraz je zrnitý, niekedy rozmazaný. Nie každé internetové pripojenie ale bude podporovať 2,0 Mpx fotoaparát. Ak je rýchlosť prenosu dát nízka, do 10-20 MB, obraz zamrzne.
  2. FPS je počet snímok za sekundu, ktoré je fotoaparát schopný spracovať. Lacné modely majú snímkovú frekvenciu približne 24 snímok za sekundu, zatiaľ čo u PRO kamier táto hodnota dosahuje 50-60. Kamery strednej triedy, ako napríklad Microsoft VX-1000 alebo VS-800, majú snímkovú frekvenciu 30 snímok za sekundu s rozlíšením 640 x 480. Ak počas videorozhovoru nehybne sedíte, obraz bude celkom čistý aj pri nízkych snímkach za sekundu. Ale pre snímanie v pohybe musí byť frekvencia vyššia ako 40 snímok za sekundu.

Toto sú dva kľúčové parametre, ktoré určujú úroveň webovej kamery. Existujú ďalšie možnosti, ktoré nemajú takmer žiadny vplyv na kvalitu zariadenia a obrazu. V zásade ovplyvňujú cenu a nie vždy oprávnene.

Na čo slúži webkamera?

Účelom webovej kamery je zobraziť objekty, ktoré sú mimo dohľadu a dosahu. S jeho pomocou môžete na diaľku sledovať ľudí a priestory v reálnom čase. Ak sa napríklad chystáte do iného mesta alebo k moru, webová kamera ukáže počasie lepšie ako ktorýkoľvek predpovedník počasia.

90 % používateľov si kúpi miniaplikáciu na videohovory, chaty a videokonferencie cez internet. Aby ste to dosiahli, musíte mať v počítači nainštalovaný špeciálny softvér, ktorý podporuje VoIP: Skype, ooVoo alebo Viber. Namiesto klientskych programov môžete použiť rozšírenia prehliadača Appear.in alebo Hangouts. Rozsah možností fotoaparátu však nekončí pri videorozhovoroch:

  1. Online vysielanie toho, čo sa deje v najpopulárnejších kútoch sveta. Webkamery v Soči, New Yorku a pri Niagarských vodopádoch vám umožňujú cestovať bez toho, aby ste opustili stoličku pri počítači.
  2. Bezpečnostné spoločnosti a bezpečnostné služby vo veľkej miere využívajú túto technológiu na monitorovanie objektov.
  3. Video z webovej kamery je možné nahrávať, upravovať, uverejňovať na internete, na fórach, v zozname skladieb na YouTube alebo na blogu. Na tieto účely existuje veľa programov, z ktorých niektoré sú Windows Movie Maker alebo Camtasia Studio.
  4. Pomocou webových aplikácií vytvorte e-maily vo formáte videa.
  5. Usporiadajte platené školiace webináre a zarábajte peniaze pomocou modulu gadget.

Netradičné spôsoby použitia webovej kamery

Vysielanie z webových kamier na mori, nábreží a z orlieho hniezda v Himalájach už nikoho neprekvapí. Existuje však niekoľko nezvyčajných a zábavných spôsobov použitia modulu gadget:

  1. OvO Webcam Games alebo GloopIt Webcam Utility. Účastníci ovládajú svoje postavy prostredníctvom webovej kamery. Pre takúto zábavu je potrebné nasmerovať monitor na seba a questy plniť pohybmi všetkých častí tela. Herný softvér sa stiahne z internetu a nainštaluje do počítača.
  2. Pomocou technológie rozpoznávania gest ovládajte počítačový softvér, prehrávače YouTube, Pandora, Grooveshark a Netflix v prehliadači Chrome. Nepoužíva sa myš a klávesnica, iba pohyb rúk. Vývoj sa volá Flutter a momentálne je v alfa testovaní.
  3. Vytvárajte animované obrázky GIF a avatary pomocou WebCam Avatar alebo PsykoGif.
  4. Použite na prihlásenie do svojho účtu bez zadania hesla.

Z webovej kamery so vstavaným mikrofónom, PC a Skype si každý pozorný rodič môže nainštalovať video opatrovateľku. Ak to chcete urobiť, musíte si v aplikácii Messenger vytvoriť nový účet na meno dieťaťa, pridať seba a svojich príbuzných do zoznamu kontaktov. Nastavte Skype na automatické prijímanie videohovorov a zapnutie fotoaparátu. Počítač s miniaplikáciou musí byť nainštalovaný tak, aby bola viditeľná celá škôlka vrátane samotného dieťaťa. S týmto know-how môžete svoje dieťa kedykoľvek sledovať.

Témou tohto vydania je, čo sú webové kamery. Webkamery na vašom notebooku, počítači, webové kamery vysielajúce na internet a oveľa viac. Nebudem to stručne rekapitulovať, len čítajte ďalej.

Správne písanie

Stránka gramota.ru presne definuje tento pravopis slova webkamera so spojovníkom. Aj keď je veľa miest, kde sa pravopis vyskytuje s medzerou.

Čo je teda webkamera

Tradične je to názov pre videokameru zabudovanú v počítači, prípadne zakúpenú samostatne a pripojenú k nemu (najčastejšie cez USB). Prečo názov obsahuje „web“? Asi preto, aby sa odlíšil od bežných videokamier. Zásadný rozdiel je asi v tom, že webkamery nie sú určené na prácu bez počítača.

Na čo sú potrebné?

V prvom rade na komunikáciu cez internet, aby ste sa povedzme nielen rozprávali, ale aj videli. Existuje však viac prefíkaných možností, ako je uvedené nižšie.

Ako si vybrať webovú kameru?

Pre cenu a vzhľad. A to prakticky nie je vtip. Väčšina externých kamier sa pripája cez USB 2.0, má vstavaný mikrofón a má rozlíšenie 640x480 alebo 1280x1024. S najväčšou pravdepodobnosťou však bude stačiť aj prvé rozlíšenie - na streamovanie videa s rozlíšením 1280 x 1024 možno budete potrebovať pomerne slušnú šírku pásma internetového pripojenia, takže programy ako Skype budú stále znižovať rozlíšenie na 640 x 480.

Ako nainštalovať webovú kameru?

Nastavenia webovej kamery

Niekedy výrobcovia ponúkajú softvér na ďalšie nastavenia, niekedy nie. V každom prípade si môžete stiahnuť bezplatný program Manycam, ktorý vám umožní prispôsobiť si kameru, aplikovať zložité efekty ako bočné oči alebo nezvyčajné pozadie.

Vysielať na internet?

Najjednoduchší spôsob, ako začať streamovať video online, nájdete na stránke bambuser. Po jednoduchej registrácii získate možnosť vysielať video z vašej webkamery na internet jednoducho pomocou prehliadača. Môžete si vybrať, či bude toto video súkromné ​​alebo verejné; možno ho sledovať priamo počas „vysielania“. Mimochodom, táto služba sa často používala na vysielanie z mítingov v Moskve. V tomto prípade samozrejme neboli použité webové kamery, ale mobilné telefóny s nainštalovanou aplikáciou Bamboozer.

Vo všeobecnosti je to však nezvyčajná služba, ktorej sa podarilo získať popularitu obrovskou rýchlosťou. Online video zoznamka

Vzdialenosti už dávno prestali mať význam pre zmysluplnú komunikáciu. Ak chcete vidieť svojho partnera, stačí mať webovú kameru. Trh poskytuje obrovské možnosti výberu tohto zázračného zariadenia. Poďme zistiť, na čo musíte venovať pozornosť, keď si položíte otázku: „ako si vybrať webovú kameru?

Účel webovej kamery

Hlavným účelom zariadenia je organizovať prenos obrazu v reálnom čase cez internet. Hlavnou úlohou webovej kamery je rýchlosť prenosu informácií, nie ich kvalita. Pri nákupe je dôležité venovať pozornosť kompatibilite webovej kamery s OS PC, pretože Väčšina modelov beží iba na operačnom systéme Windows.

Webcam Matrix

Kvalita obrazu bude závisieť od tohto parametra. Čím citlivejšia je kamera na prichádzajúce svetlo, tým kvalitnejší bude obraz pri prenose obrazu. Dnes existujú dve technológie výroby matríc. Technológia CCD vytvára obraz vyššej kvality ako technológia CMOS.

Rozlíšenie a citlivosť matice sú tiež dôležité. Rozlíšenie ovplyvňuje kvalitu obrazu. Čím je vyššia, tým lepšia je kvalita prenášaného obrazu. A množstvo rušenia pri nedostatočnom osvetlení bude závisieť od citlivosti.

Funkcie pripojenia a inštalácie

Najlepšie je vybrať webovú kameru, ktorá podporuje pripojenie USB 2.0. Tento parameter ovplyvní počet snímok prenesených za 1 sekundu. Takže USB 1.1 nebude schopné preniesť viac ako 30 obrázkov za sekundu, takže USB 2.0 je najvhodnejšie.

Zariadenie môžete pripojiť cez modem. V tomto prípade bude rýchlosť prenosu informácií závisieť od operátora. Drahšie modely sú vybavené Wi-Fi konektivitou.

Čo ešte dokáže webová kamera?

Okrem prenosu obrázkov cez internet môže byť webová kamera vybavená množstvom ďalších funkcií a funkcií:

  • možnosť fotografovania. Aby ste to dosiahli, musíte venovať pozornosť maticovému rozlíšeniu a objemom ukladania informácií. Oba parametre by mali byť čo najväčšie.
  • možnosť natáčania videa. Dôležitá je tu kvalita snímania videa a zvuku. V tomto smere vám môžeme zaručiť najlepšiu kvalitu.
  • automatické zaostrovanie. V podstate všetky moderné fotoaparáty majú teraz automatické zaostrovanie. Táto funkcia vám umožňuje nastaviť najčistejší obraz bez akéhokoľvek úsilia z vašej strany.
  • prítomnosť mikrofónu. Je to pohodlné a okrem videa môžete prenášať aj zvukový signál, ale kvalita zvuku, bohužiaľ, nie je ani zďaleka ideálna.
  • Možnosť ochrany heslom. Umožňuje vám obmedziť okruh ľudí, ktorí majú prístup k webovej kamere. Táto funkcia nie je dostupná pri všetkých modeloch.
  • držiak webovej kamery. Pripínacia verzia je vhodná na použitie na prenosnom počítači;

A tak pri odpovedi na otázku: „Ako si vybrať webovú kameru?“, môžeme s istotou povedať, že okrem schopností bude dôležitým bodom aj cena.

Ekonomické možnosti budú zahŕňať zariadenia s rozlíšením 640 x 480, vybavené automatickým zameriavaním, bez vstavaného mikrofónu a s USB 2.0.

Ak potrebujete viac, potom by ste mali venovať pozornosť zariadeniam s rozlíšením 1600x1200, vybaveným vstavaným mikrofónom, s možnosťou priblíženia objektu, s funkciou automatického sledovania tváre, ako aj s USB 2.0 a pokročilý softvér.

Akýkoľvek model webovej kamery je vhodný na vykonávanie svojej hlavnej funkcie - videokonferencie. Rozdiel bude v kvalite obrazu a jednoduchosti používania.

Dnes sa technológia vyvíja rýchlym tempom. Stále viac zariadení sa objavuje jedno za druhým. Každý pravdepodobne vie, čo je webová kamera, ale pozrime sa na túto technológiu bližšie. Webkamera je technické zariadenie, ktoré zachytáva obraz v reálnom čase. Väčšina týchto zariadení má funkcie videokamier a digitálnych fotoaparátov.

Väčšina webových kamier si nájde miesto v notebookoch alebo počítačoch. Vo väčšine prípadov tieto zariadenia fungujú pomocou špeciálnych aplikácií.

Účel

Na čo slúži webkamera? „Domáca“ verzia zariadenia je navrhnutá tak, aby vám umožnila vysielať obrázky online a zachytiť niektoré momenty. Dnes už existujú zložitejšie zariadenia, ktoré sú vybavené pohybovými senzormi. Takéto modely sa používajú v bezpečnostných systémoch av supermarketoch.

Ak človek potrebuje prenášať obraz videa v reálnom čase, tak na takúto komunikáciu slúžia webové kamery. Ak potrebujete monitorovať nejaký objekt, na pomoc prichádza aj webová kamera. Prvýkrát bol použitý v roku 1991. Umožňuje v okamihu, keď je to potrebné, študovať požadovanú oblasť oblasti. Toto využíva vzdialený prístup k zariadeniu.

Sieťová webová kamera je najzaujímavejším typom zariadenia, funguje ako samostatný webový server.



 

Môže byť užitočné prečítať si: