Веб камера описание устройства. Веб-камера для слежения. Оснащение современных Web-камер

Цифровая веб-камера представляет собой сетевое устройство, которое состоит из видео камеры (ПЗС-матрицы), процессора компрессии и встроенного веб-сервера. Как правило, веб-камера используется как устройство для организации видеосъемки, видеоконференций или видеонаблюдения и передачи видеоизображения по сети LAN/WAN/Internet. Для работы веб-камеры в сети не требуется специальных устройств и персонального компьютера. В зависимости от настроек, доступ к видеоизображению, полученному веб-камерой, может быть открыт всем пользователям сети или только авторизованным пользователям.

Устройство и принцип работы веб-камеры

Современная веб-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, перобразование аналогового видеосигнала в цифровой, сжатие цифрового видеосигнала и передачу видеоизображения по компьютерной сети. Поэтому в состав веб-камеры входят следующие компоненты:

ПЗС-матрица,

объектив,

оптический фильтр,

плата видеозахвата,

блок компрессии (сжатия) видеоизображения,

центральный процессор и встроенный веб-сервер,

флэш-память,

сетевой интерфейс,

последовательные порты,

тревожные входы/выходы.

В качестве фотоприемника в большинстве веб-камер применяется ПЗС-матрица (ПЗС, CCD - прибор с зарядовой связью) - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3: 4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. ПЗС-матрица состоит из большого числа светочувствительных ячеек. Для того чтобы повысить световую чувствительность ПЗС-матрицы, нередко формируют структуру, которая создает микролинзу перед каждой из ячеек. В технических параметрах веб-камеры обычно указывают формат ПЗС-матрицы (длина диагонали матрицы в дюймах), число эффективных пикселей, тип развертки (построчная или чересстрочная) и чувствительность.

Объектив - это линзовая система, предназначенная для проецирования изображения объекта наблюдения на светочувствительный элемент веб-камеры. Объектив является неотъемлемой частью веб-камеры, поэтому от правильности его выбора и установки зависит качество видеоизображения, получаемого веб-камерой. Достаточно часто веб-камера комплектуется объективом. Объективы характеризуются рядом важнейших параметров, таких как фокусное расстояние, относительное отверстие (F), глубина резкости, тип крепления (C, CS), формат.

Оптические инфракрасные отсекающие фильтры , которые устанавливают в веб-камеры, представляют собой оптически точные плоскопараллельные пластинки, монтируемые сверху ПЗС-матрицы. Они работают как оптические низкочастотные фильтры с частотой среза около 700 нм, вблизи красного цвета. Они отсекают инфракрасную составляющую световых волн, обеспечивая веб-камере правильную цветопередачу. Однако, на многие черно-белые веб-камеры такие фильтры не устанавливают, благодаря чему монохромные веб-камеры имеют более высокую чувствительность.

Плата видеозахвата веб-камеры (блок оцифровки) осуществляет преобразование аналогового электрического сигнала, сформированного ПЗС-матрицей, в цифровой формат. Процесс преобразования сигнала состоит из трех этапов:

Дискретизация,

Квантование,

Кодирование.

Дискретизация - считывание амплитуды электрического сигнала через равные промежутки времени (период). Этот этап преобразования сигнала характеризуется частотой дискретизации.

Квантование - это процесс представления результатов дискретизации в цифровой форме. Изменение уровня электрического сигнала за период дискретизации представляется в виде кодового слова из 8, 10 или 12 бит, которые дают соответственно 256, 1024 и 4096 уровней квантования. От числа уровней квантования зависит точность представления сигнала в цифровой форме.

Кодирование. Помимо информации об изменении уровня сигнала, полученной на предыдущем этапе, в процессе кодирования формируются биты, сообщающие о конце синхроимпульса и начале нового кадра, а также дополнительные биты защиты от ошибок.

Блок компрессии веб-камеры выполняет сжатие оцифрованного видеосигнала в один из форматов сжатия (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Благодаря сжатию, сокращается размер видеокадра. Это необходимо для хранения и передачи видеоизображения по сети. Если локальная сеть, к которой подсоединена веб-камера, имеет ограниченную полосу пропускания, то во избежание переполнения сетевого трафика целесообразно сокращать объем передаваемой информации, снизив либо частоту передачи кадров по сети, либо разрешение кадров. Большинство форматов сжатия, которые используют веб камеры, обеспечивает разумный компромисс между этими двумя способами решения проблемы передачи видео по сети. Известные на сегодняшний день форматы сжатия позволяют получить оцифрованный поток с полосой пропускания 64 Кб - 2 Мб (при такой полосе пропускания потоки видеоданных могут работать параллельно с другими потоками данных в сетях).

Сжатие видеоизображения в веб-камере может быть представлено как аппаратно, так и программно. Программная реализация компрессии дешевле, однако из-за высокой вычислительной емкости алгоритмов сжатия она малоэффективна, особенно когда требуется просматривать видеоизображение с веб-камеры в online режиме. Поэтому большинство ведущих производителей выпускают веб-камеры с аппаратной реализацией сжатия. Например, каждая сетевая камера компании AXIS Communications оснащена процессором компрессии ARTPEC, осуществляющим высокоскоростное сжатие видеоизображения в формат JPEG/MJPEG.

Центральный процессор является вычислительным ядром веб-камеры. Он осуществляет операции по выводу оцифрованного и сжатого видеоизображения, а также отвечает за выполнение функций встроенного веб-сервера и управляющей программы для веб-камер.

Интерфейс для Ethernet служит для подключения веб-камеры к сети стандарта Ethernet 10/100 Мбит/с.

Для работы в сети веб-камера может иметь последовательный порт для подключения модема и работы в режиме dial-up при отсутствии локальной сети. Через последовательный порт можно также подключать к веб-камере периферийное оборудование.

Карта флэш-памяти позволяет обновлять управляющие программы веб-камеры и хранить пользовательские HTML-страницы.

ОЗУ служит для хранения временных данных, которые генерируются при выполнении управляющих программ и пользовательских скриптов. Многие интернет-камеры имеют так называемый видеобуфер. Это часть ОЗУ, зарезервированная для записи и временного хранения снятых веб-камерой видеокадров. Информация в видеобуфере обновляется циклически, т.е. новый кадр записывается вместо самого старого. Эта функция необходима, если веб-камера выполняет охранное видеонаблюдение, поскольку позволяет восстанавливать события, предшествующие и следующие за сигналом тревоги с подключенных к веб-камере охранных датчиков.

Тревожные входы/выходы служат для подключения к веб-камере датчиков тревоги. При срабатывании одного из датчиков генерируется сигнал тревоги, в результате чего процессор веб-камеры компонует набор кадров, записанных в видеобуфер до, после и в момент поступления сигнала тревоги. Этот набор кадров может отсылаться на заданный e-mail адрес или по FTP.

Подключение и установка веб-камеры

Как правило веб-камера подключается к сети Internet через порт 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX Ethernet или при помощи модема через последовательный порт. После физического подключения веб-камеры к сети ей присваивается IP-адрес. Чаще всего у веб-камеры нет IP-адреса по умолчанию; он устанавливается либо с помощью соответствующей функции стандартного веб-браузера, либо командой DOS, которая использует для идентификации серийный номер веб-камеры, присвоенный ей производителем. Кроме того, фирмы-производители разрабатывают специальные программы для веб-камер, значительно упрощающие процедуру присвоения веб-камере IP-адреса (например, IP Installer компании AXIS Communications). Благодаря встроенному программному обеспечению для веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента, e-mail клиента и др., веб-камера подключается непосредственно к LAN/WAN/Internet сети и работает в ней как самостоятельное сетевое устройство. Это отличает веб-камеры от других цифровых камер, которые требуют обязательного подключения их к персональному компьютеру через USB или LPT порт. Кроме того, веб-камеры могут поддерживать работу с пользовательскими скриптами и JAVA-апплетами.

Для установки веб-камеры на улице или в помещении многие производители предусматривают в конструкции корпуса камеры специальный крепеж, предназначенный для установки ее на стены, потолки, кронштейны и поворотные устройства. Некоторые веб-камеры имеют встроенные поворотные устройства, предназначенные для монтажа на горизонтальной или вертикальной поверхности.

Дополнительные возможности и функции веб-камеры

Детектор движения - это программный модуль, основной задачей которого является обнаружение перемещающихся в поле зрения веб-камеры на объекте видеонаблюдения. Детектор движения не только обнаруживает перемещение в поле изображения, но и определяет габариты объекта и скорость его движения. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения веб-камеры настраивают на обнаружение перемещения объектов с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием).

Передача аудиосигнала по сети в большинстве случаев осуществляется за счет подключения к веб-камере дополнительного аудио модуля. Например, компания AXIS Communications для расширения функциональных возможностей веб-камер выпускает специальный аудио модуль AXIS 2191, совместимый с большинством веб-камер AXIS.

Сегодня установка веб-камеры даже на старенький компьютер значительно расширяет возможности общения между людьми, но для удобства работы пользователю нужны хотя бы простейшее представление о конструктивных и технических особенностях современных веб-камер.

Веб-камеры Full HD и выше

Основная классификация веб-камер сегодня проводится в зависимости от способности матрицы устройства воспринимать изображение и формировать сигнал в цифровом формате.

Современные камеры оснащаются матрицей, способной принимать изображение с разрешением в 720р, или по-другому в HD качестве (1280×720 пикселей) такие параметры впоследствии преобразуются программным путем и на экране монитора получается сносная картинка с динамически меняющимся изображением с частотой 30 кадров в секунду.

Такие параметры присущи большинству выпускаемых камер. Более высокий по техническим параметрам и соответственно дорогой сегмент такого оборудования рассчитан на получение четкого и реалистичного изображения. Это оборудование оснащено матрицей, способной воспринимать изображение в формате качества Full HD 1080p (1920 x 1080 пикселей).

Камеры Full HD получают широкоформатное, с самым высоким качеством цветов, глубины и резкости изображение.

Но это только общие параметры, сам формат Full HD 1080p подразумевает четкое качество изображения не только за счет увеличенной способности матрицы, такое качество требует и соответствующих программ и быстродействующего процессора видеоплаты компьютера и скоростных соединений сети.

Сама камера формирует видеосигнал для передачи на монитор и далее по сети, который имеет высокое разрешение кадра, эта функция дает возможность передавать сигнал без искажений. Кроме этого, веб-камеры класса Full HD обладают несравнимо большими, по сравнению с остальными классами камер возможностями:

стабильностью работы оборудования;
функцией автоматического распознавания и удержания в фокусе отдельных объектов, например, лиц;
автоматическая корректировка изображения в зависимости от условий съемки;
продукция класса Full HD комплектуется оптикой, линзы которой делаются из стекла, которые без искажения изображения передают его на матрицу;
веб-камеры комплектуются сверхчувствительными микрофонами, способными передавать звуки без искажений, а программное обеспечение, дает возможность автоматически отсекать лишний шум;
для получения устойчивого изображения большинство моделей Full HD-камер оснащаются инфракрасной подсветкой, для работы в условиях, когда естественного освещения недостаточно для получения четкого изображения, так и полной темноты.

В веб-камерах модельного ряда Full HD, кроме качественного изображения, воплощены и другие дополнительные, необходимые функции. Конструкция штативов, креплений и корпусов моделей Full HD, позволяют крепить устройство на различных поверхностях.

Дополнительной функцией является самостоятельная фокусировка и автоматическое слежение за выбранным объектом.

Чаще всего эта функция реализовывается в способности оборудования распознавать лица и автоматически настраиваться на слежение за ним, включая поворот корпуса камеры.

Веб-камеры с микрофоном

Веб-камера несмотря на миниатюрные размеры, изначально включает в себя средства обработки видеоизображения, так и обязательного звукового сопровождения картинки.

Проще говоря, наличие микрофона в этом устройстве является обязательной составляющей, необходимой для полноценного общения. Первые варианты камер не имели микрофона в своем комплекте, и поэтому микрофон для записи звука приобретался отдельно, сегодня же с развитием техники все веб-камеры в своем корпусе имеют микрофон.

Для встроенного микрофона стандартной веб-камеры, характерна небольшая, но достаточная для получения хорошей слышимости негромкой речи чувствительность.

В HD сегменте устанавливаются микрофоны, отличающиеся более высокой чувствительностью и качеством воспринимаемых звуков, они способны воспринимать звуки, и вблизи микрофона, и на значительном удалении от него. Особенностью HD моделей является наличие микрофона, позволяющего самостоятельно настраиваться на восприятие звуков на удалении 3-4 метров.

Для Full HD качества, микрофоны камер подбираются с еще более высокими показателями, например, круговое восприятие звука, а не обычное фронтальное или узконаправленное.

В таких моделях звук передается в стереокачестве, с полной гаммой как высоких, так и низких тонов. Кроме этого, в Full HD устройствах аудиосигнал выделяется в отдельный поток, благодаря чему получается отличное качество видео изображения и звуковой дорожки.

Однако, компоновка в одном корпусе камеры микрофона не исключает использование дополнительно включенного звукозаписывающего оборудования. Использование в таком случае микрофона в корпусе веб-камеры будет осуществляться в выбранном пользователем режиме.

Программное оборудование, обеспечивающее работу всех устройств, само запросит у пользователя порядок использования штатного или дополнительного микрофонов.

Также как с дополнительным микрофоном, возможно использование микрофона, встроенного в наушники. В таком случае микрофон камеры самостоятельно отключится или программа опять запросит указание на использование устройств по выбору пользователя.

Веб-камеры с автофокусом

Формирование динамической картинки, со звуковым сопровождением передаваемой с веб-камеры, имеет и другие важные особенности, улучшающие качество изображения, одновременно облегчающие пользователю работу с нею.

Одной из таких необходимых для работы функций выступает функция автофокусировки изображения. По сути это автоматическая настройка и удержание одного объекта в центре картинки. Данная опция сегодня нашла применение, как в оборудовании камер переносных устройств, так и персональных стационарных компьютеров.

Удобство пользования этой функцией позволяет избежать необходимости ручной подстройки объектива на один объект, с последующей постоянной подстройкой в случае удаления или приближения объекта.

Недостаток присущий объективам камер ранних поколений, требующий четкого положения пользователя перед камерой или постоянной ручной корректировки объектива, теперь происходит автоматически, без дополнительного вмешательства в работу устройства.

Устройство само выделяет наиболее важный объект, и производит подстройку с помощью функции автофокуса. Даже при отклонении объекта, изменении положения объекта относительно камеры, автофокус самостоятельно концентрируется на нем.

Данная функция делает еще проще процесс создания моментальных снимков, при использовании веб-камеры в качестве фотоаппарата. Автофокусировка дает возможность намного лучше стабилизировать изображение, убрать помехи в виде дрожания и размытостей.

Получившееся с помощью съемки таким оборудованием изображение легче поддается последующей обработке и корректировке, прежде всего за счет четко очерченных границ контуров предметов.
Автофокусировка, необходима и при использовании камеры как камеры наблюдения или для съемки панорамных планов, например вида из окна.

Автоматическая подстройка параметров оборудования без стороннего вмешательства перестраивает объектив и матрицу на другой тип изображения.

Веб-камеры с гарнитурой в комплекте

Несмотря на декларируемые, привлекательные для потребителя технические характеристики веб-камер, сегодня производители этих устройств продолжают комплектовать продукцию дополнительными аксессуарами, улучшающими качественные показатели видеосъемки – реалистическим звучанием и естественным фоном.

Чаще всего в комплект поставляемой гарнитуры входят наушники с микрофоном на гибком шлейфе или дополнительный микрофон.

И хотя это чаще всего обычный маркетинговый ход, но следует отдать должное, что дополнительные головные телефоны (наушники) со стереофоническим эффектом дают возможность воспринимать звуки глубже и четче, в стереофоническом режиме, при этом оградив окружающих от необходимости участия в прослушивании звучания.

Присутствие отдельного микрофона в комплекте гарнитуры камеры дает возможность записывать звук, улучшить качество звукового сопровождения, использовать функцию наложения звуковой дорожки при монтаже видеоклипов. Выносной или дополнительный микрофон на отдельном основании решает проблему получения качественного звука, и снижает количество шума в звуковом канале.

Дополнительный микрофон, способен обеспечить прием и передачу звука в стереофоническом режиме.

Для выносных микрофонов на основании, для управления устройством устанавливаются клавиши управления, это еще один положительный момент в использовании дополнительным микрофоном – нажатие на клавиши по усмотрению пользователя дает возможность при необходимости просто отключить микрофон.

К достоинствам дополнительной гарнитуры относится и функция самостоятельной регулировки уровня звучания в наушниках, так и для микрофона.

Отдельно стоит остановиться на наушниках, столь необходимый аксессуар для индивидуального использования обычно комплектуется стандартным шнуром с разъемом для соединения со звуковыми платами, так и шнуром для разъема USB.

Наушники с микрофоном, обычно комплектуются только разъемами для соединения со звуковой платой компьютера. Для удобства работы в конструкцию наушников входит и выносной микрофон на гибком держателе.

Такая конструкция позволяет без особого дискомфорта для окружающих участвовать в видеоконференциях. Сами по себе наушники конструируются с учетом возможности изменения размеров охвата головы, наушниками с учетом индивидуальных особенностей каждого пользователя.

Веб-камеры с закрывающимся объективом

Из всех разновидностей камер, ориентированных для установки на персональные компьютеры, наиболее интересными с точки зрения сохранения персональных данных, выступают модели, в которых реализована функция закрытия объектива шторкой.

Делается это чтобы обезопасить пользователей при несанкционированном включении камеры посредством вредоносного программного обеспечения или попросту компьютерных вирусов. Данная функция на практике реализована в виде:

механических шторок, закрываемых пользователем;
электронных устройств, автоматически закрывающих объектив при выключении программы работы с камерой.

Подобная функция, кроме того, полезна и тем, что сохраняет объектив камеры от попадания прямых солнечных лучей и механических повреждений оптических линз.

Сделанные из пластика линзы, несмотря на миниатюрные размеры, восприимчивы к царапинам, приводящим к ухудшению качества изображения.

Закрытие объектива сегодня это надежное решение проблемы защиты линз камеры от повреждений, даже если в камере установлены надежные и прочные стеклянные линзы.

Доступные варианты моделей с закрывающимся объективом это модели с механическими шторками, закрывающими объектив путем поворота или перемещения соответствующей клавиши.

Это как показывает практика простой и надежный вид защиты объектива. Вместе с тем он требует участие человеческого фактора, то уже само по себе не может быть гарантией полной безопасности пользователя.

В отличие от моделей с механическим способом закрытия шторок, модели, в которых для защиты объектива есть специальные электронные устройства закрытия объектива – сегодня это самые надежные в плане защиты безопасности пользователя веб-камеры, поскольку роль человека при этом сведена к минимуму.

Для самых последних моделей это действие происходит автоматически, по окончании использования устройства или выключения компьютера. Электронные компоненты сами дают команду механическому закрытию объектива.

Стоит отметить, что такая функция в зависимости от дизайнерского решения может быть воплощена в виде поворотного механизма, или отдельной детали корпуса.

Веб-камеры с USB

Среди используемых технологий передачи данных с одного устройства к другому, веб-камеры сегодня используют передачу данных через порт USB. Использование устройствами USB порта делает передачу видеосигнала со звуковым сопровождением и электропитание камеры оптимальным способом.

Комплектный шнур камеры, а в комплект могут входить как разъемные USB-кабели (у которого один из концов сделан USB формата, а второй, что подсоединяется к камере мини-USB), так и неразъемные когда кабель выполнен в виде неразъемного соединения с корпусом камеры.

Использование USB разъема для камеры дает возможность проводить передачу данных как через стандартный порт компьютера USB 1.1, так и через высокоскоростное соединение USB 2.0.

Универсальное использование портов USB для соединения с компьютером создает устойчивое высокоскоростное соединение, получая при этом качественное улучшение, как видеосигнала так, и аудио сопровождения.

Вместе с тем и стандартное, используемое USB соединение дает возможность передавать данные со скоростью, обеспечивающей надежный видеосигнал в отличном качестве. При этом универсальное программное обеспечение компьютерной системы выделяет для этого дополнительные ресурсы, и работать с веб-камерой становится проще и легче.

Еще одним дополнительным плюсом USB соединения является его универсальность, ведь современные мультимедийные устройства используют переходники с USB-разъемом что позволяет использовать веб-камеры с планшетным компьютером, мобильным телефоном и прочими устройствами.

Сегодня популярными становятся устройства, использующие беспроводную технологию передачи данных. Такие модели состоят из двух составляющих – приемника и передатчика. В корпусе камеры смонтирован передатчик, а приемник подключается непосредственно в разъем USB.

При этом технология передачи сигнала через USB-разъем позволяет избежать помех, возникающих при работе оборудования.

Веб-камеры для Windows

Сегодня среди распространенных в мире операционных компьютерных систем персональных и портативных компьютеров, Windows – наиболее популярная, универсальная, неприхотливая, операционная система.

Достоинство которой еще и в том, что среди входящих в нее программ-приложений имеет массу функций для работы с разными форматами видеоданных и дополнительного оборудования. Удобство данной операционной системы для пользователей, проявляется даже в такой мелочи, как использование встроенных программных модулей, для работы с различными электронными устройствами.

Из всех форматов и классов камер, для работы с программным оборудованием Windows, наиболее совместимыми являются модели веб-камер Full HD формата, они изначально в своем программном обеспечении комплектуются встроенными, совместимыми со всеми версиями Windows приложениями, не требующими дополнительного согласования.

Для Windows нет разницы, какого класса и производителя устанавливается в состав оборудования компьютера камера. При первом подключении оборудование будет протестировано на совместимость, и Windows предложит либо принять предлагаемую программу, либо пользователю самому выбрать подходящую программу для работы с видеофайлами.

Windows работает с камерой, получая и передавая видео данные, но по желанию пользователя может записывать видеоролики в отдельные файлы для последующей обработки. Так как и с видео, с помощью Windows, веб-камера используется для получения четких фотоснимков.

Универсальность данной операционной системы, заключается и в том, что изображения с веб-камеры в дальнейшем можно дополнительно обработать с помощью дополнительно установленного видеоредактора, если входящий в составе Windows редактор не удовлетворяет пользователя.

Работа операционной системы персонального компьютера с камерами, кроме, перечисленных выше функций дает возможность организовывать онлайн-трансляцию и просмотр, в режиме “реального времени” выводя изображение с камеры в отдельное окно на рабочем столе.

При этом в зависимости от пожелания пользователя возможно делать просмотр трансляции с параллельным процессом записи файла на жесткий диск, так и без сохранения этих данных. Кроме того, отдельные виды оборудования разрабатываются и выпускаются исключительно для работы в среде Windows и не подходят для работы с другими операционными системами.

Такая избирательность оборудования дает возможность пользователям получить при работе кроме совместимости составных частей оборудования и качества работы веб-камеры, еще и простую настройку устройства при подключении и использовании.

Этот отличительный технический аспект обязательно учитывается при выборе и приобретении веб-камеры.

Следящие веб-камеры

Идея использования веб-камеры как камеры видеонаблюдения сегодня не нова, и уже успела получить дальнейшее развитие. Отдельный вид веб-камер оборудован встроенным сенсорным датчиком, реагирующим на движение. Роль такого датчика заключается в том, что он включает камеру в момент, когда в зоне действия датчика происходит движение.

После включения камеры автоматически происходит видеозапись того что происходит. Камеры слежения устанавливаются в нескольких точках наблюдения – для охвата интересующих объектов с нужных ракурсов и с максимальным охватом наблюдаемого пространства.

Камеры, оснащенные такими датчиками способны вести трансляцию и передавать изображение помещения или наружного пространства, с одной стационарной точки наблюдения. Камеры, оснащенные электронными датчиками слежения, сопровождают движущийся выбранный объект.

Сопровождение интересующего объекта в движении, достигается фокусировкой объектива и поворотом непосредственно самого корпуса камеры. Эта функция сегодня находит применение у имиджевых моделей, и у моделей среднего ценового диапазона, ведь для пользователей живое общение в привычной обстановке, предпочтительнее во время занятия повседневными делами.

Кроме того, что следящие модели оснащаются матрицами с высоким разрешением, в них установлены дополнительные датчики движения, и они обязательно оснащаются элементами подсветки.

Для работы в условиях темноты, на них устанавливаются дополнительно инфракрасные светодиоды, подсвечивающие предметы в невидимом для человеческого глаза спектре.

Автоматическое включение функции подсветки позволяет определить размещение объектов, идентифицировать внешние признаки, и распознать детали объектов на удалении.

Для моделей, оснащенных функцией слежения при установке на значительных расстояниях от компьютера, кроме длинного кабеля, понадобится и другое дополнительное оборудование, например, для усиления видеосигнала, ведь для нормальной работы в условиях темноты для большинства камер предельной длиной являются кабели в 5 метров.

В бюджетных моделях функция слежения реализуется в способности оборудования распознавать и удерживать лицо человека в фокусе объектива. Поворот корпуса объектива производится автоматически при движении человека.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года. Последний фотоснимок, сделанный этой камерой, ещё можно видеть на её домашней странице в Интернете. Глобальная паутина только-только начинала свое победоносное шествие по планете. Группа ученых, человек 15-20, работала над проектом в области сетевых технологий. Условия работы были спартанскими на всю команду приходилась всего одна кофеварка, которая не могла удовлетворить потребности всего коллектива. Основная работа велась в лаборатории, персонал жил в этом же здании, но в другой его части. Чтобы подхлестнуть мыслительный процесс чашечкой бодрящего напитка, участники научного проекта были вынуждены часто посещать коридор, находившийся этажом выше, где и располагалась кофеварка. Зачастую такие походы терпели крах, так как некоторые коллеги уже успевали опорожнить вожделенную емкость. Ситуация требовала нестандартного решения, и оно было найдено.

Один из компьютеров в лаборатории имел устройство видеонаблюдения (frame grabber). К нему подключили камеру, которая была направлена на объект наблюдения. Этот же компьютер играл роль web-сервера за счет специально написанного программного обеспечения. Желающие знать, есть ли кофе, должны были запустить на своем компьютере клиентское ПО, соединяющееся с сервером /3/. В результате на удаленном компьютере в маленьком окошке выводилось черно-белое изображение, обновляющееся три раза в минуту. Заметка об этом интересном комплексе была опубликована в журнале Comm-Week 27 января 1992 года. С момента появления первых прототипов IP камер прошло не так уж много времени, но они уже превратились во вполне сформировавшийся, отдельный класс устройств, делающих повседневную жизнь проще, удобнее и веселее.

Подобно многим сетевым технологиям, веб-камеры и видеочаты приобрели массовую популярность. Необходимость в «живых» видеоизображениях породила веб-камеры, способные вещать через интернет в формате видеопотока, не требующего от зрителя необходимости вручную обновлять изображение; а вскоре, ненужными в современных браузерах стали специальные плагины.

1. ВИДЫ ВЕБ-КАМЕР

Веб-камера -- малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении). Она имеет встроенный web-сервер, сетевой интерфейс и подключающаяся непосредственно к LAN/ WAN/ Internet. Многие сетевые камеры имеют такие дополнительные средства как: детекторы движения, отправка сообщений по e-mail, работа с модемом, подключение внешних датчиков и пр /1/. Пользователи могут обращаться к камере посредством стандартного web браузера. В зависимости от настроек, доступ к видеоизображению, полученному web-камерой, может быть открыт всем пользователям сети или только авторизованным пользователям.

Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, -- это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger. Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.) видеочат интерфейс детектор камера

Существуют три вида групп веб-камер это настольные, портативные и универсальные. Настольные веб-камеры чаще всего используют для настольного персонального компьютера, портативные для ноутбуков, а универсальные, соответственно, для ноутбуков и компьютеров. Также веб-камеры подразделяются на беспроводные и проводные.

Беспроводная видеокамера - это устройство записи, которое передаёт аудио- и видеосигналы на приёмник без кабельной связи. Такие камеры используют на объектах, где по различным причинам неудобно прокладывать кабельную сеть. Основными преимуществами беспроводных камер являются отсутствие необходимости долгой и трудозатратой работы по прокладке кабеля, высокая помехоустойчивость, надёжность.

Беспроводные камеры удобно использовать как камеры, ведущие скрытое наблюдение, т.к. отсутствуют громоздкие кабельные сети. Такая скрытая мини камера позволяет создать видимость отсутствия наблюдения на объекте /2/. Так же в наличии портативной видеокамеры имеется микрокамера, с её помощью можно записывать видео в различных сложных условиях. В свою очередь, беспроводные камеры разделяют на два вида - аналоговые и цифровые, из-за различной технологии (способа) передачи сигнала.

Аналоговые беспроводные видеокамеры имеют склонность к помехам и, чаще всего, искажают передаваемое изображение, но стоят намного дешевле. Правда, в большинстве случаев, аналоговые видеокамеры запрещены законодательством.

Цифровые беспроводные видеокамеры (IP камеры) передают сигнал в цифровом формате, а цифровой сигнал не поддается влиянию волн и помех, в том числе и от других камер. Такой сигнал абсолютно не искажается при передаче. Эти устройства не нуждаются в обязательном подключении к компьютеру, они сами по себе являются сетевыми узлами с собственным IP-адресом (отсюда и название «IP-камера»). Фактически это своеобразные серверы, передающие сигнал в сеть самостоятельно по протоколу TCP или даже UDP.

Существует два вида беспроводных цифровых камер - с передачей видеосигнала по радиоканалу (WiFi беспрводные камеры, USB, Wi-Max) и камеры, передающие сигнал через сотовую связь (GSM беспроводные камеры, 3G-камеры, CDMA беспроводные камеры).

Наибольшей популярностью пользуются WiFi камеры, как самый доступный и простой вид цифровых беспроводных видеокамер.

Беспроводные GSM видеокамеры (протоколы связи GPRS, EDGE, 3G) используют в том случае, когда отсутствует доступ в интернет по WiFi. Тогда пользуются услугами операторов сотовой связи.

USB камеры передают сигнал по каналу Bluetooth, но работает такое оборудование лишь на близком расстоянии, используя радиоволны.

Беспроводные камеры IP относятся к типу веб-камер, т.к. передают видео- и аудиосигнал в интернет. Беспроводная веб-камера осуществляет съемку и передачу цифрового видеосигнала, используя локальную сеть.

Проводные веб-камеры подразделяются на внешние и встроенные. Внешние веб-камеры обычно подключаются к USB-порту или с помощью интерфейса FireWire. В качестве проводной веб-камеры можно использовать самую что ни есть обычную видеокамеру, если она поддерживает такой функционал.

Встроенные веб-камеры располагаются непосредственно в самом устройстве. Трудно представить себе современный ноутбук без веб-камеры. Пусть посредственного качества, но таковая всё же должна присутствовать.

2. СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЕБ-КАМЕР

2.1 Структура веб-камер

Современная веб-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. Поэтому в состав веб -камеры входят следующие компоненты:

ПЗС-матрица;

Объектив;

Оптический фильтр;

Плата видеозахвата;

Блок компрессии (сжатия) видеоизображения;

Центральный процессор и встроенный веб -сервер;

Флэш-память;

Сетевой интерфейс;

Последовательные порты;

Тревожные входы/выходы.

В качестве фотоприемника в большинстве веб -камер применяется ПЗС-матрица (ПЗС, CCD - прибор с зарядовой связью) - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3:4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. ПЗС-матрица состоит из большого числа светочувствительных ячеек. Для того чтобы повысить световую чувствительность ПЗС-матрицы, нередко формируют структуру, которая создает микролинзу перед каждой из ячеек. В технических параметрах веб-камеры обычно указывают формат ПЗС-матрицы (длина диагонали матрицы в дюймах), число эффективных пикселей, тип развертки (построчная или чересстрочная) и чувствительность. Типичная веб -камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС-матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения, и веб сервер для подключения к сети /2/. Каждая сетевая видеокамера имеет свой собственный IP-адрес, вычислительные функции, и встроенное программное обеспечение, что позволяет ей функционировать как веб-сервер, FTP сервер, FTP клиент и клиент e-mail. Наиболее современные сетевые видеокамеры включают и много других привлекательных функций, таких как детектор движения, вход/выход тревоги и поддержка e-mail.

Веб -камера состоит, прежде всего, из сенсора. Очень часто вместо стандартных CCD-матриц для видеонаблюдения используются более дешевые CMOS-сенсоры. Хотя они имеют более низкую чувствительность и не слишком хорошую цветопередачу, их использование позволяет сильно удешевить устройство, поскольку эти сенсоры представляют собой «все в одной микросхеме» с цифровым выходом данных.

Светочувствительный сенсор -- это своего рода сердце любой цифровой камеры. Именно он позволяет преобразовывать свет в электрические сигналы, доступные для дальнейшей электронной обработки. Основной принцип действия и ПЗС- и КМОП-сенсоров одинаков: под воздействием света в полупроводниковых материалах рождаются носители заряда, которые впоследствии преобразуются в напряжение. Различие между ПЗС- и КМОП-сенсорами заключается прежде всего в способе накопления и передачи заряда, а также в технологии преобразования его в аналоговое напряжение. Не вдаваясь в подробности конструкции различных типов сенсоров, отметим лишь, что КМОП-сенсоры являются значительно более дешевыми в производстве, но и более «шумными».

Принцип работы веб-камеры схож с принципом работы любой цифровой камеры или фотоаппарата. Кроме оптического объектива и светочувствительного ПЗС- или КМОП-сенсора обязательным является наличие аналого-цифрового преобразователя (АЦП), основное назначение которого -- преобразовывать аналоговые сигналы светочувствительного сенсора, то есть напряжение в цифровой код. Кроме того, необходима система цветоформирования /6/. Другим важным элементом камеры является схема, отвечающая за компрессию данных и подготовку к передаче в нужном формате. В веб-камерах видеоданные передаются в компьютер по USB-интерфейсу, то есть заключительной схемой камеры должен быть контроллер USB-интерфейса.

Далее: в состав сетевой камеры входит микропроцессор для компрессии видео и детектирования движения (или просто микросхема компрессора). Наиболее популярен JPEG, как самый простой и дешевый; достаточно часто используется также MPEG4, наиболее редким и дорогим является MPEG2. С завершением действия патента на арифметическое кодирование приобретает популярность WaveLet. И наконец, в состав сетевой камеры входит сетевой контроллер 10/100 Мбит/с.

2.2 Назначение веб-камер

Веб-камеры входят в нашу жизнь. Их используют для построения видеосистем как на территориально больших, так и для малых объектов. Особенно они становятся незаменимы при контроле и мониторинге удаленных точек, где существует необходимость применения необслуживаемого оборудования.

Веб-камеру можно использовать как камеру-сторож, например, для охраны своего автомобиля под окном, или в качестве веб-няни, для наблюдения всего происходящего с вашим ребенком, пока вас нет дома.

Веб-камера может пригодиться и в бизнесе, можно организовывать виртуальные выставки, проводить видео-конференции или дистанционное обучение, снимать собрания и совещания.

По мере того, как возможности работы с веб-камерами появлялись в приложениях, изначально предназначенных для текстового чата (в программах типа Instant Messenger) -- в том числе в Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger -- миллионы обычных пользователей по всему миру получили возможность общения друг с другом по видеофону. Улучшение качества видеоданных позволило веб-камерам конкурировать с существовавшими до этого системами видеоконференцсвязи /4/. Некоторые веб-камеры снабжаются новыми функциями, направленными специально на увеличение популярности и удобства видеосвязи (в том числе функциями, обеспечивающими автоматическое ретуширование снимка, сглаживание морщин, и т. п.).

Беспроводные камеры позволяют осуществлять наблюдение там, где затруднено кабельное подключение или необходима полная мобильность. Беспроводные видеокамеры могут взаимодействовать с другим проводным оборудованием. В настоящее время необходимо принимать во внимание беспроводные решения при проектировании любых сетей от малого офиса до предприятия. Это, возможно, сэкономит и средства, и трудозатраты, и время.

Все беспроводные сети поддерживают как режим инфраструктуры (подключение через точку доступа), так и режим ad-hoc (настройка работы без применения точки доступа). Вы можете добавлять новых пользователей в любое время и устанавливать новые узлы сети в любом месте и без использования сетевых шнуров. Беспроводные сети также могут быть установлены для временного использования в помещениях, где нет инсталлированной кабельной сети или если прокладка сетевых кабелей затруднена.

Для обеспечения беспроводным пользователям доступа к корпоративным базам данных или разделяемым ресурсам серверам и принтерам, вы можете установить точку доступа /5/. Это устройство позволяет взаимодействовать беспроводным рабочим станциям с уже существующей сетью Ethernet. Точки доступа компании D-Link совместимы с протоколом Wi-Fi и прозрачно интегрируются с сетью Ethernet. Беспроводные рабочие станции могут добавляться без ухудшения производительности сети. Перегрузки сети трафиком можно легко избежать добавлением точки доступа для сокращения времени отклика сети.

Иногда веб-камеры применяются в системах охраны. Предприятия используют веб-камеры для наблюдения и видеозаписи происходящего в конторах, в прихожих и на складах, на выборах. В России впервые камеры для просмотра и записи выборов были установлены 4-го марта 2012 года. Веб-камеры передавали комиссии и урны. Домовладельцы при помощи веб-камер наблюдают что угодно -- от детской и до заднего двора.

Сама по себе веб-камера, как правило, не способна хранить видеозапись, а просто делает снимки; для сохранения видеозаписи используется специальное программное обеспечение на компьютере, к которому веб-камера подключена. Веб-камеры также могут использоваться в играх, использующих простые алгоритмы распознавания движений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Информатика: Учебник для вузов / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. - 3-е изд. перераб. - М.: Ф и С, 2004.

2. Колесниченко С., Шишигин И. Аппаратные средства PC. BHV 1999.

3. Кристиансен Т., Торкингтон Н. Perl: Библиотека программиста: Пер. с англ. - СПб. : «Питер», 2000.

4. Острейковский В.А. Информатика: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1999. MS Excel 97 (2000). Шаг за шагом. Ecom 1999 (2000).

5. Светозарова Г.И., Мельников А.А. Практикум по программированию на языке BASIC. - М. - Наука, 1986.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Краткий курс. М.: Финансы и статистика. 1997.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Решение инженерных задач при работе с визуальными данными. Базовые структуры данных. Базовые операции над многомерными числовыми массивами. Калибровка камер, элементы восстановления пространственной структуры. Анализ движения, слежение за объектами.

курсовая работа , добавлен 21.06.2011

Понятие периферийного устройства. Принтер и их классификация. Основные характеристики сканеров. Описание модема, DVB-карты и спутниковой антенны. Анализ используемых на персональных компьютерах акустических систем. Значение веб-камер для общения.

презентация , добавлен 27.05.2015

Создание, настройка камер, настройки основанных параметров визуализации и использования различных специальных эффектов в графическом пакете 3ds Max 2008. Особенности интерфейса программы. Типы специальных эффектов и их применение. Добавление заднего фона.

курсовая работа , добавлен 03.06.2013

Обзор стрелковых тренажеров, их достоинств и недостатков. Выбор веб-камеры, разработка общего алгоритма программы. Реализация спускового крючка. Создание пристрелки для настройки тренажера. Линейная аппроксимация, нахождение координат точки прицеливания.

дипломная работа , добавлен 26.12.2014

Изучение моделирования и визуализации трехмерных динамических сцен в пакете 3Ds Max на примере создания анимированной сцены, содержащей мышь, стул, чашку, чайную ложку и море. Создание материалов, камер и анимации, постановка света и визуализация сцены.

курсовая работа , добавлен 26.02.2012

Функциональное назначение и область применения программы "Локальный сетевой чат"; логическая структура, технические и программные средства. Требования к программе; характеристика, вызов и загрузка, входные и выходные данные, настройка, интерфейс.

дипломная работа , добавлен 18.10.2013

Рассмотрение понятия сетевых технологий как совокупности программных, аппаратных и организационных средств; принципы их организации и функционирования. Маршрутизация и доменная система имен в Интернет. Характеристика популярных сервисов Интернет.

презентация , добавлен 15.07.2014

Общее понятие о пакете "java.net". Логическая структура соединений через сокеты. Создание объекта Socket, соединение между узлами Internet. Способы создания потока. Алгоритм работы системы клиент-сервер. Листинг ServerForm.java, запуск подпроцесса.

лабораторная работа , добавлен 27.11.2013

Сетевые соединения для передачи команд и данных между клиентом и сервером. Появление первых клиентских FTP-приложений. Графические пользовательские интерфейсы. Вход в FTP сервер. Настройка, подключение и вход в файловый сервер с клиентских компьютеров.

курсовая работа , добавлен 25.11.2014

История развития сети Internet. Общая характеристика сети Internet. Протоколы. Услуги предоставляемые сетью. Internet - мировая сеть. Компьютерная зависимость. Internet-2. Нехватка мощностей Internet. Создание Internet-2. Структура Internet-2.

В статье пойдёт речь о том, как правильно выбрать веб-камеру для компьютера, об основных характеристиках устройства, на которые следует обратить внимание, немного о производителях и моделях, в конце видео на тему.
Веб-камера – это небольшая цифровая видеокамера, фиксирующая в реальном времени изображения, в дальнейшем передаваемые по сети.

Зачем нужна веб-камера

Записывать видео и выкладывать его, например, на YouTube.
Онлайн-трансляции из некоторых мест на Земле, например, Московского зоопарка или в районе извержения вулкана на Камчатке.
В охранных целях. Некоторые камеры в связи с этим оборудованы ещё и датчиками движения.
Для проведения видеоконференций.
Дистанционное обучение.

Основные характеристики веб-камеры

Тип матрицы

На рынке представлены камеры с CMOS-матрицами и матрицами CCD.
Первые дают весьма посредственное изображение, но стоят недорого и для домашнего использования вполне пригодны.
У CCD-матриц гораздо точнее цветопередача, на снимках значительно меньше шумов, однако цена на веб-камеры с ними весьма высока.

Разрешение

640х480 и 800×600 хватает при повседневном использовании, однако хороший снимок сделать не выйдет. Проведение видеоконференции также будет затруднительно.
1280х720, называют HD-разрешением. Позволяет получать снимки приемлемого качества и нормальные фотографии. При этом не особо грузит сеть.
От 1280х960 и более. Получаются отличные снимки, но с фотоаппаратами такая камера всё же не в состоянии конкурировать.
Имейте виду, для нормальной работы веб-камер с большим разрешением необходимо высокоскоростное интернет соединение.

Как правильно выбрать веб-камеру. Чувствительность матрицы

От неё зависит минимально возможная освещённость, при которой допустима съёмка. Измеряется в Люксах (lux). Если на камеру с низкой чувствительностью, снимать в недостаточно освещённом помещении, то будет много электронного «шума».

Число кадров в секунду (fps)

Для передачи непрерывного изображения хватит и 30 кадров в секунду. Значительно выше будет качество, если кадров в секунду 40 и более. Особенно это важно при съёмке движущихся объектов. Но всё опять же упирается в скорость соединения. Если оно не более 2 Мбит/с, то покупать камеру с fps более 30 бесполезно.

Тип подключения

Чаще всего подключают с помощью USB разъёма, возможен также и беспроводной способ.
USB способ имеет 2 версии. USB 1 пригоден только для съёмки с низким разрешением и малой скоростью. USB 2 обеспечивает работу практически всех веб-камер без помех и тормозов.
Если у вас не ноутбук а обычный компьютер, внимательно отнеситесь к длине кабеля. Она должна быть не менее 2 м, ведь системный блок может находиться и под столом, и в более удалённом месте.
Беспроводное соединение – это передача сигнала через Wi-Fi на приёмник, который вставлен во всё тот же порт USB. Беспроводное соединение может пригодиться если веб камера закреплена на движущемся объекте, например, шлеме какого-нибудь трюкача.

Подсветка

Отношение к ней двоякое. С одной стороны она, в некотором роде, улучшает качество съёмки, с другой – на хорошие веб-камеры в ней просто не нуждаются.

Крепление

Как у прищепки. На ноутбуках и ЖК-мониторах.
Настольное. Веб-камера имеет отдельную подставку. Можно установить как на столе, так и в другом месте.
Универсальное. Пожалуй, наилучший вариант, хотя стоит немного дороже.

Платформа

Практически все веб-камеры совместимы с Windows. У кого установлены другие ОС, например, Mac, следует предварительно убедиться в совместимости драйверов с ОС на сайте производителя.

Встроенный микрофон

В большинстве случаев, покупка веб-камеры с ним, напрасная переплата.
Если у вас ноутбук, то для повседневного использования обычно хватает, встроенного в него микрофона.
Если для вас большое значение имеет качество звука, то правильнее приобрести микрофон отдельно.

Навороты

К ним относятся детекторы движения, автоматическое управление контрастностью и яркостью, автофокус, автоматическая коррекция световой гаммы, смена частоты и ещё много чего. Если у вас ограниченный бюджет, убедитесь сначала, что дополнительная функция вам действительно необходима, только после этого приобретайте камеру с ней.

Производители

Из веб-камер среднего качества по приемлемой цене можно порекомендовать продукцию SVEN, A4Tech, Logitech, Defende.
Также не плохие веб-камеры производят Philips, Genius, A4Tech, Oklick, Intel, Ritmix, Hercules, HP, Microsoft, Axis, Canyon, Prestigio, MSI StarCam, Chicony, Creative.
Чтобы лучше разобраться, как правильно выбрать веб-камеру, посмотрите видео ниже.

Представляю вашему вниманию статью о вебкамерах . Это устройство конечно же в современном мире уже давно не ново, и многие люди пользуются сим замечательным девайсом, благодаря которому не только можно увидеть интересующего Вам человека на другом конце мира, но также и понаблюдать за любым уголком нашей планеты, в котором размещена вебкамера. Но обо всем по порядку. Итак…

Вебкамера , или веб-камера , или Web-камера (англ. Webcam ) — малоразмерная цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении, позволяющему поддерживать видеосвязь). В последнее время, общаться с помощью вебкамеры можно даже в некоторых социальных сетях, например – Одноклассники.

История вебкамер

Все началось в одной из компьютерных лабораторий Кембриджа еще в начале 90-х годов прошлого века, когда Глобальная паутина (интернет) только-только начинала свое победоносное шествие по планете.

Группа ученых, человек 15-20, работала над проектом в области сетевых технологий. Условия работы были спартанскими — на всю команду приходилась всего одна кофеварка, которая не могла удовлетворить потребности всего коллектива. Основная работа велась в лаборатории, персонал жил в этом же здании, но в другой его части. Чтобы подхлестнуть мыслительный процесс чашечкой бодрящего напитка, участники научного проекта были вынуждены часто посещать коридор, находившийся этажом выше, где и располагалась кофеварка. Зачастую такие походы терпели крах, так как некоторые коллеги уже успевали опорожнить вожделенную емкость. Ситуация требовала нестандартного решения, и оно было найдено.

Один из компьютеров в лаборатории имел устройство видеонаблюдения (frame grabber). К нему подключили камеру, которая была направлена на объект наблюдения. Этот же компьютер играл роль web-сервера за счет специально написанного программного обеспечения. Желающие знать, есть ли кофе, должны были запустить на своем компьютере клиентское ПО, соединяющееся с сервером. В результате на удаленном компьютере в маленьком окошке выводилось черно-белое изображение, обновляющееся три раза в минуту. Заметка об этом интересном комплексе была опубликована в журнале Comm-Week 27 января 1992 года.

С момента появления первых прототипов IP камер прошло не так уж много времени, но они уже превратились во вполне сформировавшийся, отдельный класс устройств, делающих повседневную жизнь проще, удобнее и веселее.

Светочувствительный сенсор - это своего рода сердце любой цифровой камеры. Именно он позволяет преобразовывать свет в электрические сигналы, доступные для дальнейшей электронной обработки.

Основной принцип действия и ПЗС- и КМОП-сенсоров одинаков: под воздействием света в полупроводниковых материалах рождаются носители заряда, которые впоследствии преобразуются в напряжение.

Различие между ПЗС- и КМОП-сенсорами заключается прежде всего в способе накопления и передачи заряда, а также в технологии преобразования его в аналоговое напряжение. Не вдаваясь в подробности конструкции различных типов сенсоров, отметим лишь, что КМОП-сенсоры являются значительно более дешевыми в производстве, но и более «шумными».

Принцип работы Web-камеры схож с принципом работы любой или . Кроме оптического объектива и светочувствительного ПЗС- или КМОП-сенсора обязательным является наличие аналого-цифрового преобразователя (АЦП), основное назначение которого - преобразовывать аналоговые сигналы светочувствительного сенсора, то есть напряжение в цифровой код. Кроме того, необходима система цветоформирования. Другим важным элементом камеры является схема, отвечающая за компрессию данных и подготовку к передаче в нужном формате. В Web-камерах видеоданные передаются в компьютер по USB-интерфейсу, то есть заключительной схемой камеры должен быть контроллер USB-интерфейса.

Аналого-цифровой преобразователь занимается дискретизацией непрерывного аналогового сигнала. Такие преобразователи характеризуются как частотой отсчетов, определяющих промежутки времени, через которые производится замер аналогового сигнала, так и своей разрядностью. Разрядность АЦП – это количество бит, использующихся для представления сигнала. Например, если используется 8-разрядный АЦП, то для представления сигнала имеется 8 бит, которые позволяют задать 256 различных значений. При использовании 10-разрядного АЦП имеется возможность дискретно задавать 1024 различных уровня сигнала.

Учитывая низкую пропускную способность USB-шины (всего 12 Мбит/с, из которых Web-камера использует не более 8 Мбит/с), данные необходимо сжимать перед непосредственной передачей в компьютер. Очевидность этого следует из простого расчета. При разрешении кадра 320×240 пикселов и глубине цвета 24 бита размер кадра в несжатом виде будет составлять 1,76 Мбит. При ширине полосы пропускания USB-канала 8 Мбит/с в несжатом виде можно передавать кадры со скоростью не более 4,5 кадров/с. Однако для получения качественного видео необходима скорость передачи 24 или более кадров/с. Таким образом, становится понятно, что без аппаратного сжатия передаваемой информации функционирование камеры было бы невозможно. Поэтому любой контроллер камеры должен обеспечивать необходимую компрессию данных для передачи их по USB-интерфейсу. Собственно компрессия - это и есть основное назначение USB-контроллера. Обеспечивая необходимую компрессию в реальном времени, контроллер, как правило, позволяет передавать видеопоток со скоростью 10-15 кадров/с при разрешении 640×480 и со скоростью 30 кадров/с при разрешении 320×240 и меньшем.

Любительские веб-камеры. Такой вид веб-камер предназначен в основном для видеообщения, проведения видеоконференций, записи видео и фотографирования. Такие камеры относительно не дорогие, и простые в использовании. С подробными характеристиками любительских веб-камер мы познакомимся с вами немного позже.

Профессиональные веб-камеры (Сетевые вебкамеры или IP-камеры). Этот вид вебкамер используется в основном для видеонаблюдения за охраняемыми объектами, или в других подобных целях. Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, без компьютера, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.

Теперь мы с вами узнали, уважаемые читатели, что такое вебкамера, ее принцип работы, историю, виды. Давайте перейдем к вопросу о выборе вебкамеры. Итак, на что нужно обратить внимание при покупке вебкамеры?

Тип матрицы (Sensor Type)

На этот параметр необходимо обращать внимание прежде всего тогда, если Вы себе выбираете не бюджетную вебкамеру, например для коммерческих целей. Это обусловлено тем, что в основном все любительские вебкамеры имеют один из двух основных видов матриц – CMOS. Эта матрица не дорогая в изготовлении, имеет низкое энергопотребение, и основные необходимые технические характеристики для комфортного использования вебкамеры.

Другой вид матрицы – CCD. Она имеет улучшенные характеристики по качеству видеоизображения, и соответственно, вебкамеры на CCD матрице имеют более высокую цену.

Как по мне, можно брать камеру на CMOS, и радоваться жизни, не переплачивая лишние сотню вторую долларов. Хотя, если Вам некуда их деть, тогда вперед!

Частота кадров в секунду (Fps)

Этот параметр фактически напрямую влияет на плавность передаваемой вебкамерой картинки. Чем больше кадров в секунду вебкамера передает, тем меньше Вы будете расстраиваться в видеообщении со своим оппонентом.

Веб-камеры встречаются с показателем 8, 15, 30 кадров секунду и более. Оптимальный показатель – 30 кадров в секунду.

Важно! Чем больше кадров в секунду имеет видеосигнал, тем больше он имеет свой размер, и соответственно для нормальной видеосвязи, необходим более скоростной интернет.

Разрешение картинки

Для видео разрешающая способность колеблется от 0,1 до 2 Мп. Стоит отметить, что оптимальным, а заодно и самым популярным является VGA формат (640×480 пикселей, 0,3 Мп). Именно такие камеры и рекомендуются к приобретению для обычного, домашнего интернет-общения.

Разрешения 320×240 (0,1 Мп) будет вполне достаточно к примеру для интернет-видеоконференций, а уже повышать этот показатель следует тогда, когда возможность обзора собеседника в высоком качестве имеет первостепенное значение.

Важно! Чем больше разрешение имеет видеосигнал, тем больше он имеет свой размер, и соответственно для нормальной видеосвязи, необходим более скоростной интернет.

Хочу отметить, что на данный момент, Интернет имеет все более и более высокую скорость подключения, и соответственно, появились вебкамеры с разрешение Full HD 1080p (1920×1080), что позволяет в высокой четкости и отменном качестве просматривать видеосигнал на с высоким разрешением.

Если честно, в силу технологического прогресса, могут предложить, что через годик-два появятся вебкамеры, с возможностью записывать видео в 3D. Хотя, возможно это уже есть и сейчас, и я просто эту новинку где-то выпустил из виду.

Оптика

Существуют вебкамеры с пластиковой и стеклянной линзами.

В бюджетных любительских вебкамерах в основном установлена пластиковая оптика, что соответственно передает картинку не всегда в естественных цветах.

Стеклянная оптика имеет более натуральную цветопередачу. Не уверен, что все продавцы в магазинах имеют знание об этом параметре, но если Вы любите максимум во всем, обратите внимание и на оптику вебкамеры.

В продаже видел вебкамеру с оптикой Carl Zeiss, которую используют в фотоаппаратах и видеокамерах компания Sony.

Чувствительность матрицы

Немаловажный параметр, определяющий минимальную степень освещенности объекта, при которой веб-камера способна делать снимки приемлемого качества. Чувствительность матрицы веб-камеры измеряется в люксах (lux).

Важно! При недостаточной освещенности даже дорогая веб-камера с CCD-матрицей выдает картинку с помехами.

Микрофон

Решил упомянуть, т.к. недавно искал недорогую вебкамеру, и даже представить не мог, что до сих пор они существуют без встроенных микрофонов. Если честно, не очень удобно, если есть возможность общаться без наушников с микрофоном, использовать микрофон. А так, подключил одно устройство, и говоришь себе, не связывая себя лишними шнурами 🙂 .

Еще один нюанс. Подключение микрофона может осуществляться как через тот же USB разъем, через который подключается сама вебкамера, так и через параллельный микрофонный штекер. Удобно, когда все устройство работает через один кабель, без дополнительных штекеров.

Кстати, запись звука может записываться как в монорежиме, так и в стерео. Выбор за Вами.

Крепление

Обратите пожалуйста на эту мелочь. Дело в том, что есть вебкамеры, которые после покупки приходится приматывать к монитору или еще куда-нибудь скотчем, подставлять всякие бумажки, резинки и т.д. Если возможно, попросите продавца, пусть продемонстрирует крепление вебкамеры. Попробуйте и сами ее на месте прикрепить к чему-нибудь.

Фокусировка

От фокусировки зависит, насколько будет высока четкость передаваемого изображения.

Вебкамеры бывают как с ручной фокусировкой, так и с автоматической. Удобно, когда есть и та, и другая в одном устройстве. Почему? Об этом Вы узнаете, когда начнете пользоваться вебкамерой.

Возможность фотоснимка

В большинстве видах вебкамер, есть функция – фотоснимок. На корпусе вебкамеры установлена кнопка, нажимая на которую, Вы получаете фотоснимок. Качество скажу сразу, хуже чем на фотоаппарате, поэтому не рассчитывайте особо. А вот для фото на аватарку, самое то. Хотя некоторые рассказывают, что фото с большим количеством мегапикселей делается красивым.

Если Вам интересно узнать, что влияет на качество фотоснимка в фотоаппарате, прочтите .

Тип подключения

В основном все вебкамеры подключаются с помощью разъема USB.

Этот разъем имеет 3 стандарта: USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0.

Для обычной вебкамеры USB 2.0 – оптимальный параметр. Если Вы приобретаете в устройство с возможностью передавать видео в разрешении Full HD 1080p, тогда желательно, чтобы камера имела разъем USB 3.0. Хотя производители стараются делать все оптимально, но как говориться: «Лучше перебдеть, чем недобдеть».

Также, как я уже упоминал выше, обратите внимание, чтобы камера со встроенным микрофоном, не имела дополнительного штекера для подключения его.

Еще существуют вебкамеры, в основном профессиональные, с возможностью передачи видеосигнала по беспроводному каналу Wi-Fi. Очень удобно.

Дополнительные возможности веб-камеры

Веб-камера может иметь ряд дополнительных функций: функции редактирования информации, управления яркостью и контрастностью, коррекцией цветовой гаммы, частотой смены кадров, защитой паролем.

Профессиональная вебкамера может быть оснащена детектором движения и иметь поворотный механизм, что позволяет использовать ее для видеонаблюдения.

Бренд

На фирму-производитель я привык обращать внимание практически всегда, особенно если дело касается электроники.

Во-первых – это качество и гарантия на само устройство. Ведь в случае чего, не хочется в поисках сервисного центра обнаружить, что его, как такового в той стране, в который Вы проживаете не существует, т.к. он есть только в Китае, в котором производиться львиная доля электроники.

Во-вторых – это Ваша и Ваших близких безопасность. Сейчас появляются новости, когда даже кукла в руках ребенка взрывается, что уж говорить о более сложной технике.

Кто знает, кто и каким место думал, когда создавал подделку того или иного устройства.

Самые популярные бренды вебкамер: Logitech, Creative, A4 Tech, Genius, Sven, Microsoft, Trust, Canyon.

Я бы себе покупал Logitech. Да простят меня конкуренты данного бренда:-).

Важно! Прошу Вас, дорогие читатели, не приобретайте вебкамеры в подозрительных местах продаже электроники, например на рынке с машины. Благодарю!

Самую дешевую вебкамеру, с минимальным набором функций можно приобрести за 8 у.е.

Стандартную вебкамеру, со встроенным микрофоном и разрешением 640×480 можно приобрести примерно за 20 у.е.

Вебкамеру со всеми наворотами можно приобрести примерно за 120 у.е.