Веб-камера — устройство, которое чаще всего покупают одновременно с компьютером и не придают ему особенного значения. Впрочем, обратить внимание на характеристики стоит, иначе уже при первой съемке или сеансе связи может появиться разочарование и раздражение.

Следуя нашим советам, вы сможете узнать все о возможностях, функциях и сферах применения веб-камер. Надеемся, что эта информация поможет читателям сделать правильный выбор при покупке устройства.

1. Что такое веб-камера, как она работает и где применяется

Веб-камера — это достаточно небольшое устройство, представляющее собой фото- или видеокамеру, подключаемую к компьютеру или ноутбуку. Веб-камеры фиксируют изображение в реальном времени и затем передают его адресату с помощью сети Интернет. Отличие от цифрового фотоаппарата в первую очередь заключается в питании по проводам и невозможности функционирования без компьютера, во всяком случае, полноценно.

Веб-камеры применяются для видеочатов и видеозвонков, видеоконференций, охранных целей, для мониторинга и наблюдения и др.

1. Основные характеристики веб-камер

Характеристики веб-камер влияют как на качество устройства, так и на его цену, которая может сильно разниться от модели к модели. Какие же параметры являются основными и что нельзя упустить при выборе веб-камеры?

• Тип матрицы веб-камеры.
  Матрица веб-камеры может быть создана по одной из технологий:

а) CCD
— технология, использующаяся в цифровых фотоаппаратах и также применяющаяся для веб-камер. Среди ее преимуществ: высокая чувствительность, высокий коэффициент заполнения, эффективность — около 95%, более низкий уровень помех при работе. Стоит помнить, что слишком слабый блок питания с большой вероятностью выйдет из строя в момент максимальной загрузки системы или даже отдельных ее элементов. Блок питания со слишком высокой мощностью может снижать КПД всего компьютера;

б) CMOS
— более дешевая в производстве технология, используемая в большинстве веб-камер. Такие матрицы обладают низкой себестоимостью, снимают до 500 кадров в секунду, потребляют достаточно мало энергии при работе. Среди их недостатков эксперты выделяют большое количество шумов на изображении, низкий коэффициент заполнения пикселей и, как следствие, низкую чувствительность;

с) BSI CMOS
— при использовании такой матрицы упрощается попадание света на фотодиоды. Такие сенсоры еще называют «сенсорами с задней подсветкой» — они являются значительно более светочувствительными. За счет этого количество шумов на изображении сокращается по сравнению с обычными CMOS.

• Разрешение камеры
  — еще одна из важнейших характеристик. Именно от нее зависит качество передаваемого изображения. Обратите внимание, что разрешение может быть прямым и интерполированным. При программной интерполяции количество пикселей исходного изображения обрабатывается с помощью математических методов, умножается на определенное число и затем формируется уже увеличенное изображение. При этом первоначальное разрешение изображения не изменяется, а качество может ухудшаться. При выборе камеры стоит обращать внимание на реальное разрешение от 1,3 Мп — этого достаточно для HD-качества.
• Частота кадров
  — характеристика, отвечающая за плавность съемки. Приемлемым является показатель скорости съемки от 15 кадров в секунду — этого будет достаточно для общения в Сети. Для качественных видеотрансляций необходимо не менее 30 кадров в секунду.
• Фокусировка
  веб-камеры позволяет влиять на четкость изображения. Она может быть как ручной, так и автоматической. Ручная осуществляется вращением колесика, расположенного у объектива. Автоматическая же фокусировка предполагает, что веб-камера сама устанавливает расстояние до объекта и рассчитывает фокусное расстояние. В разных моделях скорость и качество автофокусировки могут существенно различаться.
• Чувствительность
  — параметр минимальной допустимой освещенности, при которой представляется возможным использовать камеру. Впрочем, при покупке камеры с инфракрасной подсветкой эта характеристика сразу будет представлена на достойном уровне.
• Тип подключения
  . Обычно веб-камеры подключаются через USB-порт версии 1.1, 2.0 или 3.0. Последний тип работает быстрее, однако встречается только на современных компьютерах.

1. Дополнительные функции веб-камер:

• Наличие встроенного микрофона.
  Освобождает от необходимости покупки еще одного прибора, позволяет проводить видеозвонки большими компаниями. Сейчас почти все камеры оборудованы встроенным микрофоном.
• Возможность использовать веб-камеру в качестве фотоаппарата.
  Современные модели веб-камер позволяют использовать эти устройства в качестве цифровых фотоаппаратов. Если вы выбираете камеру и для этих целей, обращайте внимание на устройства с разрешением побольше, иначе качество фотографий вас вряд ли устроит. Некоторые камеры также оснащены кнопкой фотосъемки на корпусе — ее нажатие может активировать фоторежим и запускать графический редактор.
• Наличие специального ПО.
  Каждый производитель веб-камер предлагает пользователям собственное программное обеспечение для установления или использования. Помимо стандартных функций, оно может дополнять работу камеры персонифицированными чертами. К примеру, Logitech предлагает встроенный графический редактор.

1. На что еще следует обратить внимание?

При выборе и покупке веб-камеры обратите внимание на ее крепление, возможности наклона и поворота, а также на угол обзора.

Изучайте характеристики, сравнивайте модели веб-камер, учитывайте советы из нашего обзора и наслаждайтесь комфортным и приятным видео-общением.

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.

Видео: Как выбрать вебкамеру

Веб-камера — это цифровая камера, подключенная к компьютеру. Устройство предназначено для сканирования, обработки и передачи через интернет изображения в реальном времени. Чаще всего используются для онлайн трансляций и совершения видеозвонков.

Исторический кофе-стрим

Первая веб-камера — это изобретение кембриджских гениев Квентина Стаффорда-Фрейзера и Пола Джардетски. Девайс появился в 1991 году благодаря любви сотрудников университета к кофе. В то время на весь отдел компьютерной разработки был только один кофейник в «Троянской комнате». Часто ученым приходилось проделывать долгий путь за кружкой этого чудесного напитка впустую. Чтобы каждый мог видеть, готов ли кофе, не вставая с рабочего места, была создана web-камера.

Изначально изображение транслировалось только на рабочие компьютеры отдела по локальной сети и было размером 128×128 пикселей. Разработка получила клиентское название XCoffee под Window System. Онлайн трансляция длилась 10 лет. В 2001 году, несмотря на протесты поклонников, камеру отключили. Кофейник стал знаменитым раритетом и был продан на аукционе eBay за 3,350 £.

Устройство современной веб-камеры

Главная часть в веб-камере — это сенсор изображения, или CCD-матрица. Представляет собой полупроводниковый чип, состоящий из миллионов крошечных светочувствительных квадратов, расположенных в виде сетки. Эти квадраты называются пикселями. Базовые веб-камеры используют относительно небольшие сенсоры, всего на несколько сотен тысяч пикселей.

Помимо CCD или ПЗУ-матрицы, камера содержит объектив, аналогово-цифровой преобразователь, также называемый платой видеозахвата, микропроцессор и компрессор. Некоторые модели IP-камер содержат встроенный веб-сервер и ОЗУ.

Принцип действия веб-камеры

Стандартная веб-камера — это подключенное к компьютеру отдельное устройство. Действует следующим образом:

1. Через объектив спереди камера захватывает свет и проецирует его на интегральную микросхему, состоящую из микроскопических детекторов света.
2. Плата видеозахвата преобразует аналоговое изображение в цифровое, то есть в байт-код из нулей и единиц.
3. Блоки компрессии сжимают цифровой сигнал в форматы MJPEG или MPEG.
4. Дальше информация передается на компьютер через USB-интерфейс, а потом в интернет.

В случаях с IP-камерами подключение к компьютеру не обязательно. Устройство обладает своим IP-адресом, благодаря встроенному веб-серверу, и потоковая трансляция осуществляется непосредственно в сеть.

Параметры веб-камер

Если разобрать две веб-камеры по частям, то получается идентичный набор деталей: плата со светочувствительной матрицей и объектив. Как же понять, какая работает хорошо, а какая нет?

1. Разрешение — количество пикселей по вертикали и горизонтали матрицы. Чем их больше, тем устройство считается лучше и дороже. Современные HD веб-камеры в реальном времени передают изображение с разрешением между 1280×720 и 1600×1200, то есть 3-2.0Mpx. У бюджетных моделей этот параметр составляет 320×240 или 640×480. Картинка получается зернистой, иногда расплывчатой. Но не каждое интернет-соединение потянет камеру 2.0Mpx. Если скорость передачи данных низкая, до 10-20 Мб, изображение будет «виснуть».
2. FPS — количество кадров в секунду, которое камера способна обрабатывать. У недорогих моделей частота около 24 кадров в секунду, у PRO-камер это значение достигает 50-60. Средние камеры, как например Microsoft VX-1000 или VS-800, обладают частотой 30 кадров в секунду с разрешением 640×480. Если во время видеочата сидеть неподвижно, то даже с низкой fps изображение будет достаточно четким. Но для сьемки в движении показатель частоты должен быть выше 40 кадров в секунду.

Это два ключевых параметра, которые определяют уровень веб камеры. Есть дополнительные опции, которые почти не отражаются на качестве устройства и изображения. В основном они влияют на цену, причем не всегда оправданно.

Для чего нужна веб-камера?

Задача веб-камеры — показывать объекты, находящиеся вне поля зрения и досягаемости. С ее помощью можно удаленно наблюдать за людьми, помещениями в реальном времени. Например, если вы собрались в другой город или на море, веб-камера покажет погоду лучше любого синоптика.

90% пользователей приобретают гаджет для видеозвонков, чатов и видеоконференций через интернет. Для этого на компьютере должен быть установлен специальный софт, поддерживающий VoIP: Skype, ooVoo или Viber. Вместо клиентских программ можно использовать расширения для браузера Appear.in или Hangouts. Но на видеочатах диапазон возможностей камер не заканчивается:

1. Онлайн-трансляции происходящего в самых популярных уголках земли. Веб-камеры в Сочи, Нью-Йорке и возле Ниагарского водопада позволяют путешествовать, не вставая с компьютерного стула.
2. Охранные компании и службы безопасности широко применяют данную технику для мониторинга объектов.
3. Видео с веб-камеры можно записывать, делать монтаж, выкладывать в интернет, на форумах, в плейлисте на YouTube или в блоге. Для этих целей существует масса программ, одни из которых — Windows Movie Maker или Camtasia Studio.
4. Используя web-приложения, создавать электронные письма в видеоформате.
5. Вести платные обучающие вебинары и зарабатывать с помощью гаджета.

Нетрадиционные способы использовать веб-камеру

Трансляциями с веб-камер на море, набережных, из орлиного гнезда в Гималаях уже никого не удивить. Но есть несколько необычных и веселых способов использовать гаджет:

1. OvO Webcam Games или GloopIt Webcam Utility. Участники управляют своими персонажами через веб-камеру. Для подобного развлечения монитор нужно навести на себя и движениями всех частей тела выполнять квесты. Игровое ПО скачивается с интернета и устанавливается на компьютере.
2. С помощью технологии распознавания жестов управлять софтом на рабочем столе, проигрывателями YouTube, Pandora, Grooveshark и Netflix в браузере Chrome. Мышка и клавиатура не используется, только движение кистей. Разработка называется Flutter и пока находится в стадии альфа-тестирования.
3. Создание анимированных GIF и аватарок с помощью программы WebCam Avatar или PsykoGif.
4. Использовать для входа в учетную запись без ввода пароля.

Из веб-камеры со встроенным микрофоном, ПК и Skype каждый внимательный родитель может смонтировать видеоняню. Для этого в мессенджере нужно создать новую учетную запись на имя ребенка, внести себя и родственников в список контактов. Настроить Skype на автоматический ответ на видеовызов и включение камеры. Компьютер с гаджетом нужно установить так, чтобы была видна вся детская, включая само чадо. С помощью такого ноу-хау можно наблюдать за ребенком в любое время.

Веб-камеры. Назначение, принцип работы и основные характеристики.

по дисциплине (специализации) «Аппаратные средства вычислительной техники»

Проверила,

Никольская К.Ю.

студент группы ПС-170

Бадалова А.А.

Реферат защищен

с оценкой

Челябинск 2014

Бадалова А.А. Веб-камеры. Назначение, принцип работы и основные характеристики. – Челябинск: ЮУрГУ, ПС- 170, 20 с., 4 ил., библиогр. список – 5 наим.

Цель реферата – узнать о назначении, принципах работы и основных характеристиках веб-камер.

Задачи реферата – изучить устройство и принцип работы веб-камер, научиться устанавливать веб-камеры и подключать их к сети, узнать о значении веб-камер в современном мире.

Рассмотрены основные характеристики веб-камер, способы подключения к сети. Рассказано о программах для веб-камер и о том, как подключить веб-камеру к сети.

1. Введение (стр. 4)

2. Определение (стр. 5)

3. История создания веб-камеры (стр. 6)

4. Устройство и принцип работы веб-камеры (стр. 7-11)

5. Дополнительные возможности и функции веб-камер (стр.12)

6. Подключение веб-камеры к сети (стр. 13-15)

7. Способы применения веб-камер (стр. 16-17)

8. Программы для веб-камер (стр. 18)

9. Заключение (стр. 19)

10. Библиографический список (стр. 20).

Введение.

Веб-камеры всё прочнее 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 удалённых точек, где существует необходимость применения необслуживаемого оборудования. Когда срочно требуется установить «временные» камеры, веб-камеры незаменимы, ведь для их установки не требуется тянуть отдельные провода, и поэтому монтаж будет быстрым и лёгким.

Целью моей работы является задача узнать о назначении, принципах работы и основных характеристиках веб-камер.

Для этого я изучу историю возникновения, устройство и основные характеристики, а также сферы применения веб-камер, узнаю, как их устанавливать и подключать к сети.

Понятие веб-камера.

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.

История создания веб-камеры.

Все началось в одной из компьютерных лабораторий Кембриджа еще в начале 90-х годов прошлого века, когда 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. 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.

Рисунок 1. Снимок с первой веб-камеры

Устройство и принцип работы веб-камеры.

Современная веб-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, преобразование 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).

· 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.

Рисунок 2. Устройство веб-камеры.

5. 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.

· Защита паролем

служит для ограничения доступа к веб-камере лицами, не имеющими права доступа.

По умолчанию видеоизображение с веб-камеры можно просматривать с любого сетевого компьютера, на котором установлен стандартный веб-браузер, например, Internet Explorer или Netscape Navigator. Однако можно ограничить число лиц с правами доступа к веб-камере, введя пароль на уровне пользователя. Многие веб-камеры поддерживают многоуровневую защиту паролем для разграничения прав доступа и администрирования.

Веб-камера
— 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).

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.)

История

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.

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

Устройство веб-камеры

Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС или КМОП матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети.

Камеры с доступом через Интернет

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним и пользователям Интернетасозерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихсявулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Часто веб-камеры используют для демонстрации качества или условий предоставляемого коммерческого сервиса — например, на веб-сайте горнолыжного курорта можно увидеть изображение горнолыжного склона, снятое именно в тот момент, когда его пожелает просмотреть посетитель веб-сайта. Некоторые веб-камеры могут удаленно управляться и в этом случае с помощью кнопок навигации на странице, отображаемой в браузере, можно повернуть веб камеру вправо или влево или изменить угол наклона — чтобы лучше рассмотреть место съемки.

Существуют веб-камеры, на страницах которых можно управлять не самой веб-камерой, а устройством, которое она (веб-камера) показывает.

Видеотелефония, видеоконференции

По мере того, как возможности работы с вебкамерами 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 вебкамерам конкурировать с существовавшими до этого системами видеоконференцсвязи. Некоторые вебкамеры снабжаются новыми функциями, направленными специально на увеличение популярности и удобства видеосвязи (в том числе функциями, обеспечивающими автоматическое ретуширование снимка, сглаживание морщин, и т. п.)

Охранные системы

Иногда вебкамеры применяются в системах охраны. Предприятия используют вебкамеры для наблюдения и видеозаписи происходящего в конторах, в прихожих и на складах, на выборах. Домовладельцы при помощи вебкамер наблюдают что угодно — от детской и до заднего двора.

Сама по себе вебкамера, как правило, не способна хранить видеозапись, а просто делает снимки; для сохранения видеозаписи используется специальное программное обеспечение на компьютере, к которому вебкамера подключена.

Сетевая веб-камера (IP-камера)

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, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.

Программы для веб-камер

Программное обеспечение для работы с веб-камерами:

• Skype, Ekiga — программное обеспечение для видеоконференций через Интернет между компьютерами, а также для использования телефонной связи.
• Cheese и Guvcview — программы для фотографирования и видеосъёмки в операционной системе Linux.
• Enable Viacam — эмулятор компьютерной мыши.