In de meeste landen van de wereld zijn videocamera's al lang gemeengoed geworden. Mensen nemen ze mee naar toneelstukken op school, sportevenementen, familiereünies en zelfs geboortes. Op een plek die populair is bij toeristen, zijn ze overal te zien. Camcorders hebben een sterke positie verworven in de VS, Japan en vele andere landen omdat ze een zeer gewilde technologie vertegenwoordigen.
Maar hoe kan zo'n klein apparaat zoveel doen? Degenen die vóór de jaren tachtig zijn geboren, zijn verrast dat kwaliteitsmodellen nu gemakkelijk verkrijgbaar zijn en dat ze zo gemakkelijk te gebruiken zijn. Dit artikel beschrijft het werkingsprincipe en het apparaat van de videocamera.
Basisconstructie
Een conventionele analoge videocamera bestaat uit twee hoofdonderdelen:
- Sectie inclusief CCD, lens en zoom, focus en irisbesturingsmotoren;
- een verkleinde videorecorder.
Hoe de videocamera werktis dat het visuele informatie ontvangt en dit omzet in een elektronisch signaal. Een videorecorder is vergelijkbaar met een gewone op een tv aangesloten recorder: hij ontvangt een signaal en neemt het op op een cassette.
Het derde onderdeel, de zoeker, ontvangt ook het videobeeld, zodat de gebruiker kan zien wat er wordt gefilmd. Dit is een klein zwart-wit- of kleurenscherm, maar veel moderne modellen zijn uitgerust met grote full colour LCD-schermen. Er zijn veel formaten analoge camcorders met veel extra functies, maar het beschreven ontwerp is het belangrijkste. Ze verschillen in de cassettes die ze gebruiken.
Het apparaat en het werkingsprincipe van digitale videocamera's zijn vergelijkbaar met die van analoge, maar ze hebben een extra element dat informatie omzet in databytes. In plaats van het videosignaal op te nemen als een continue reeks magnetische pulsen, wordt het opgeslagen als nullen en enen. Digitale camcorders zijn populair omdat ze het gemakkelijk maken om video's te kopiëren zonder informatie te verliezen. Analoge opname "verdwijnt" bij elke kopie - het originele signaal wordt niet nauwkeurig weergegeven. Video-informatie in digitale vorm kan worden gedownload naar een computer, waar het kan worden bewerkt, gekopieerd, gemaild, enz.
Beeldsensor
Net als een camera "ziet" een camcorder de wereld door een lens. Optica is nodig om het licht van het podium te focussen op de film die is behandeld met lichtgevoelige chemicaliën. Zo legt de camera vast wat isvoor hem. Het verzamelt meer licht van de heldere delen van de scène en minder van de donkere. De lens van een videocamera dient ook om scherp te stellen, maar gebruikt in plaats van film een kleine halfgeleider beeldsensor. Deze sensor detecteert licht met behulp van een reeks van miljoenen kleine fotodiodes. Elk van hen meet het aantal fotonen dat een bepaald punt raakt en verta alt deze informatie in elektronen (elektrische ladingen): een helderder beeld wordt weergegeven door een hogere lading en een donkerder beeld door een lagere. Net zoals een kunstenaar een scène schildert door donkere gebieden met lichte gebieden te markeren, maakt een sensor video door de lichtintensiteit te detecteren. Tijdens het afspelen regelt deze informatie de helderheid van de schermpixels.
Het meten van de lichtstroom geeft natuurlijk alleen een zwart-wit beeld. Om kleur te krijgen, moet u niet alleen het algehele verlichtingsniveau bepalen, maar ook de niveaus voor elke kleur. Het volledige spectrum kan worden nagebootst door slechts 3 ervan te combineren - rood, groen en blauw. Daarom is het werkingsprincipe van videocamera's gebaseerd op het gebruik van alleen deze kleuren.
Sommige modellen splitsen het signaal op in 3 versies van hetzelfde beeld voor rode, groene en blauwe lichtniveaus. Elk van hen wordt vastgelegd door zijn eigen chip. Ze worden dan bij elkaar opgeteld en de primaire kleuren worden gemengd om een full colour afbeelding te creëren.
Deze eenvoudige methode produceert rijke video met hoge resolutie.
Fotodiode CCD's zijn duur en verbruiken veel stroom en verbruiken3 sensoren verhogen de productiekosten aanzienlijk. De meeste videocamera's zijn uitgerust met slechts één sensor met permanente kleurfilters voor individuele fotodiodes. Sommige meten alleen rode niveaus, sommige alleen groene niveaus en de rest meten blauwe niveaus. De kleuren worden verdeeld in een rasterpatroon (zoals een Bayer-filter) zodat de processor van de camcorder een idee kan krijgen van de kleurniveaus in alle delen van het scherm. Deze methode vereist interpolatie van de gegevens die door elke fotodiode worden ontvangen door de informatie te analyseren die door zijn buren wordt ontvangen.
Signaalvormgeving
Omdat camcorders bewegende beelden vastleggen, hebben hun sensoren extra onderdelen die niet te vinden zijn in digitale camerasensoren. Om een videosignaal te creëren, moeten ze elke seconde veel opnamen maken, die vervolgens worden gecombineerd, waardoor de indruk van beweging wordt gewekt.
Om dit te doen, legt de camcorder een frame vast en neemt dit interlaced op. Achter de beeldsensor zit nog een sensorlaag. Voor elk veld worden videoladingen naar het veld overgebracht en vervolgens opeenvolgend verzonden. In een analoge videocamera wordt dit signaal naar een videorecorder gestuurd, die het (samen met kleurinformatie) op videoband opneemt in de vorm van magnetische pulsen. Terwijl de tweede laag gegevens verzendt, legt de eerste de volgende afbeelding vast.
Het werkingsprincipe van een digitale videocamera is in principe hetzelfde, behalve dat in de laatste stap de analoog-naar-digitaal-omzetter het signaal omzet in databytes. De camera legt ze vast op media, die magneetband kunnen zijn, hardschijf, dvd of flashgeheugen. Geïnterlinieerde digitale modellen slaan elk frame op als twee velden op dezelfde manier als analoge modellen. Progressive-scan camera's nemen video beeld voor beeld op.
Lens
Zoals eerder vermeld, is de eerste stap bij het opnemen van een videobeeld om het licht op de sensor te richten. Het werkingsprincipe van de cameralens is als volgt. Om ervoor te zorgen dat de camera een duidelijk beeld van het object ervoor vastlegt, is het noodzakelijk om de optica scherp te stellen, dat wil zeggen, deze zo te verplaatsen dat de stralen die van het onderwerp uitgaan precies op de sensor vallen. Net als camera's kun je met camcorders de lens bewegen om het licht te focussen.
Autofocus
De meeste mensen moeten verschillende onderwerpen op verschillende afstanden bewegen en fotograferen, en constant opnieuw scherpstellen is buitengewoon moeilijk. Daarom hebben alle camcorders een autofocusapparaat. Dit is meestal een infraroodstraal die weerkaatst op objecten in het midden van het beeld en terugkeert naar de camerasensor.
Om de afstand tot het object te bepalen, berekent de processor hoe lang het duurt voordat de straal reflecteert en terugkeert, vermenigvuldigt deze waarde met de lichtsnelheid en deelt het product door twee (omdat het de afstand twee keer heeft afgelegd - naar het object en terug). De camcorder heeft een kleine motor die de optica beweegt om ze op een berekende afstand scherp te stellen. Dit werkt meestal vrij goed, maar soms moet je de afstand opnieuw definiëren - bijvoorbeeld als je wilt scherpstellen op iets dat niet in het midden van het frame staat,omdat autofocus reageert op wat zich direct voor de lens bevindt.
Optische en digitale zoom
Camcorders zijn ook uitgerust met een zoomlens. Hiermee kun je inzoomen op de scène door de brandpuntsafstand (tussen de optiek en de film of sensor) te vergroten. De optische zoomlens is een enkele eenheid waarmee u van de ene vergroting naar de andere kunt gaan. Het zoombereik geeft de maximale en minimale vergroting aan. Om het zoomen gemakkelijker te maken, zijn de meeste camcorders uitgerust met een motor die de optiek beweegt als reactie op het indrukken van een knop op het handvat. Een van de voordelen hiervan is dat u de vergroting eenvoudig kunt regelen zonder een tweede hand te gebruiken. Daarnaast beweegt de motor de lens met een constante snelheid en gaat de zoom soepeler. De motor trekt echter de accu leeg.
Sommige camcorders hebben een zogenaamde. digitale vergroting. Gebruikers raden af om het te gebruiken, omdat het helemaal niet met de lens is geassocieerd, maar gewoon het deel van het beeld vergroot dat door de sensor wordt vastgelegd. Dit offert resolutie op omdat slechts een deel van het sensorgebied wordt gebruikt. Hierdoor is de video minder duidelijk.
Belichting
Een van de geweldige eigenschappen van de camera is de automatische aanpassing aan verschillende lichtniveaus. De sensor is erg gevoelig voor over- of onderbelichting omdat het bereik van signalen van elke fotodiode beperkt is. De camcorder controleert hun niveau en past het diafragma aan om ofhet vergroten van de lichtstroom door de lenzen. De processor behoudt te allen tijde een goed contrast, zodat afbeeldingen er niet te donker of vervaagd uitzien.
Het werkingsprincipe van bewakingscamera's
Dergelijke camera's zijn handig voor degenen die willen weten wat er gebeurt tijdens hun afwezigheid. De behoefte daaraan kan om verschillende redenen ontstaan. Ouders willen bijvoorbeeld naar een slapende baby kijken en het risico op een gevaarlijke val uit de wieg verkleinen. En met camera's rondom het huis kun je mensen naar de voordeur zien komen en misschien zelfs helpen om de inbreker te vinden.
De uitvoer van de camera wordt verzonden, verwerkt, terug naar een afbeelding geconverteerd en indien nodig opgenomen. Video kan worden verzonden via een coaxkabel of twisted pair, maar ook via een draadloos netwerk. Signaalverwerking wordt uitgevoerd in een videorecorder, server of pc met een video-opnamekaart. Het beeld wordt weergegeven op de monitor.
Het werkingsprincipe van bewakingscamera's voor buiten is dat ze op poorten, gebouwen en andere constructies worden geïnstalleerd om in re altime te volgen wat er gebeurt. In de regel zijn dit grote, opvallende apparaten waarvan de aanblik het voor buitenstaanders duidelijk maakt dat ze onder toezicht staan.
Het werkingsprincipe van draadloze videocamera's is gebaseerd op het uitzenden van beelden via een draadloos netwerk. Andere apparaten, zoals wifi-routers en mobiele telefoons, kunnen hun signaal echter onderbreken. Bovendien kan de draadloze transmissie worden onderschept, wat:in strijd met de veiligheidsdoelstellingen. Daarom wordt gebruikers geadviseerd ervoor te zorgen dat het signaal veilig is versleuteld.
Het werkingsprincipe van verborgen camera's is gebaseerd op het gebruik van puntlenzen met een uitgangsgat van enkele millimeters en een brede kijkhoek. Hierdoor kunt u ze installeren in huishoudelijke apparaten en interieurartikelen.
Tips voor het kiezen van analoge formaten
Analoge camera's nemen video en audio op als een analoog bandspoor. Experts raden het gebruik ervan af, omdat bij het kopiëren de kwaliteit van beeld en geluid onvermijdelijk afneemt. Bovendien missen analoge formaten een aantal functies van digitale videocamera's. Het belangrijkste verschil tussen de twee is het cassettetype en de resolutie. De belangrijkste formaten van analoge camcorders zijn:
- VHS-standaard. Dit type camera gebruikt dezelfde magnetische tape als conventionele videorecorders. Dit maakt het gemakkelijker om de beelden te bekijken. Deze cassettes zijn goedkoop en bieden lange opnametijden. Het belangrijkste nadeel van het VHS-formaat is de noodzaak van een omvangrijk camcorderontwerp. De resolutie is 230-250 horizontale lijnen, wat de ondergrens is voor dit type apparaat.
- VHS-C-camera's gebruiken standaard VHS-tape, maar in een compactere cassette. De opname kan worden afgespeeld op een gewone videorecorder, maar vereist een adapter van volledige grootte. In principe is de bediening van een VHS-C camcorder vergelijkbaar met VHS. Het kleinere cassetteformaat maakt het mogelijk:maak compactere structuren, maar de opnametijd wordt teruggebracht tot 30-45 minuten.
- Super VHS-camera's zijn ongeveer even groot als VHS omdat ze cartridges van hetzelfde formaat gebruiken. Het verschil is dat de schrijfresolutie 380-400 lijnen is. Deze banden kunnen niet op een videorecorder worden afgespeeld, maar de camera zelf kan rechtstreeks op een tv worden aangesloten.
- Super VHS-C voldoet aan de VHS-standaard, maar is een compactere versie met een kleinere cartridge.
- 8mm-camcorders hebben ook kleine cassettes. Hierdoor kunnen kleinere modellen worden geproduceerd die resoluties leveren die overeenkomen met de VHS-standaard met een iets betere geluidskwaliteit. Opnameduur - ongeveer 2 uur.
- Hi-8-standaard is vergelijkbaar met 8 mm, maar biedt een veel hogere resolutie, ongeveer 400 lijnen.
Tips voor het kiezen van digitale formaten
Het werkingsprincipe van digitale videocamera's verschilt van analoge camera's doordat de informatie erin in digitale vorm wordt vastgelegd, zodat het beeld wordt weergegeven zonder kwaliteitsverlies. Zo'n video kan worden gedownload naar een computer, waar deze kan worden bewerkt of op internet kan worden gepubliceerd. Het heeft een veel betere resolutie. De volgende formaten worden veel gebruikt:
- MiniDV beschikt over compactcassettes die 60-90 minuten beeldmateriaal kunnen bevatten op 500 lijnen. Dit type camera is extreem licht en compact. Stilstaande beelden vastleggen is mogelijk.
- Sony MicroMV-formaatwerkt hetzelfde maar gebruikt kleinere cassettes.
- Digital8 gebruikt standaard Hi-8mm-tape voor 60 minuten opnemen. Modellen van dit type zijn meestal iets groter dan DV.
- DVD-camera's slaan video rechtstreeks op kleine optische schijven op. Het grote voordeel van dit formaat is dat elke sessie als een aparte track wordt opgenomen. In plaats van terug- en vooruitspoelen, kun je direct naar het gewenste deel van de video springen. Afgezien daarvan komen dvd-camcorders vrij dicht bij MiniDV-modellen, maar kunnen ze meer video opslaan van 30 minuten tot 2 uur.
- DVD-R en DVD-RAM zijn 3/4 van de grootte van dvd-schijven. Het nadeel is dat je ze maar één keer kunt schrijven. Ze kunnen niet worden afgespeeld op conventionele dvd-spelers. Net als bij MiniDV-cassettes moet u de camera als speler gebruiken of de film naar een ander formaat kopiëren.
- Geheugenkaart is de meest populaire manier om video op te nemen. Clips worden direct opgeslagen op solid-state kaarten zoals flashgeheugen, Memory Stick of SD.
Tot slot
Tegenwoordig kan iedereen een goedkope camera kopen, en bewerkingsprogramma's vereenvoudigen het bewerkingsproces zodanig dat iedereen het snel onder de knie heeft.
Zelfs analoge modellen van lage kwaliteit hebben veel handige functies die gemakkelijk te leren zijn en kwaliteitsfilms maken. Technologie die ooit het exclusieve domein van professionele televisie was, is nu beschikbaar voor hobbyisten. De nieuwste camcorders hebben zeker veel te bieden en voor wie een verjaardag of verjaardag vast wil leggenconcert, en de start-ups van ambitieuze videoprojecten.
