Вебкамера (Webcam). Описание, виды, принцип работы и выбор вебкамеры. Устройство и принцип работы веб-камеры Нетрадиционные способы использовать веб-камеру

Обычно нужны в четырех случаях: для рабочих видеоконференций, видеозвонков родным и друзьям, а также для стриминга и записи видеоблогов. В зависимости от предназначения вашей камеры и нужно выбирать конкретную модель - для разговоров с близкими хватит и не слишком продвинутой камеры, а вот для записи видео для своего блога рекомендуются камеры более высокого уровня.

Как и в случае со многими другими электронными устройствами, веб-камеру можно приобрести и за пару десятков долларов, и за несколько сотен - все зависит от ваших пожеланий и бюджета.

В следующем разделе мы расскажем о самых важных характеристиках веб-камер, затем дадим несколько полезных советов, а после представим вашему вниманию десять интересных моделей, которые можно найти и приобрести в нашем каталоге.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Разрешение сенсора, Мп

Характеризует количество светочувствительных элементов матрицы камеры, которые захватывают свет в процессе снятия видео или фото. Чем выше это разрешение, тем лучше. Для записи HD-видео достаточно моделей с 1-мегапиксельным сенсором, для FullHD потребуется 2-мегапиксельная модель. В большинстве случаев более высокое разрешение не нужно.

Разрешение видео, пикселей

Даже самые дешевые современные веб-камеры могут записывать видео в разрешении FullHD. Главное их отличие - максимальная частота кадров и качество самого видео. Перед подкупкой конкретной модели обязательно ознакомьтесь с примерами роликов, которые были сняты с ее помощью - их легко найти на YouTube.

Разрешение фото, пикселей

В общем и целом веб-камеры не предназначены для съемки фото - разве что для социальных сетей. Но никто не мешает сделать с их помощью несколько снимков, если под рукой не оказалось другого девайса с камерой. Качество, скорее всего, будет максимум посредственным - даже топовые веб-камеры используют для увеличения разрешения снимков интерполяцию.

Частота кадров в секунду

С частотой 30 кадров в секунду FullHD-видео могут записывать далеко не все модели - обычно это могут делать лишь дорогие камеры. Но во многих случаях это и не нужно - вряд ли плавность движений вашего лица важна для видеоконференций и общения с друзьями. А вот если вы выбираете камеру для стриминга или блога, то высокая частота крайне необходима - на полноразмерном видео меньше 30 кадров в секунду смотрятся отвратительно.

Стоит отметить, что производители часто врут о максимальной частоте кадров видео, которое снимают их камеры - дешевые модели отличаются характерными "тормозами" и рывками потока.

Фокусировка

Наличие в камере системы автоматической фокусировки значительно улучшает итоговое качество картинки и позволяет пользователю свободно перемещаться в кадре без потери фокуса.

Ручная фокусировка позволяет точно настроить фокус объектива для конкретных условий - например, для проведения видеозвонков из кресла перед монитором.

Самые дешевые камеры обходятся вообще без систем фокусировки и имеют фиксированный фокус.

Углы обзора и вращения

Очень важный параметр веб-камеры - угол обзора ее объектива, который определяет объем пространства, который помещается в кадр. Лучше всего выбирать модель с углом обзора в 70 градусов и больше.

Для комфортной становки камеры также важна возможность ее вращения - как по горизонтали, так и по вертикали. Многие модели могут вращаться на 360 градусов по горизонтали, но это нужно не слишком часто - в основном хватит и 180 градусов.

Подключение

Подавляющее большинство современных веб-камер подключается к ПК с помощью USB-портов (USB 2.0). Очень немногие модели используют Bluetooth или Wi-Fi - это просто не нужно, когда под рукой у пользователя обычно есть смартфон с такой же, а то и более способной камерой.

Микрофон

Почти все веб-камеры, которые можно купить сейчас, имеют встроенный микрофон. Большая часть этих микрофонов, впрочем, довольно плохо справляется с записью звука - если вы планируете вести свой видеоблог или стримить, лучше использовать микрофон на гарнитуре или отдельный микрофон. Впрочем, дорогие веб-камеры справляются с аудио довольно достойно - опять-таки, примеры записи звука с них можно найти на YouTube.

Почти для каждой модели веб-камер можно найти пример записи видео и аудио на YouTube. Если вас качество найденного ролика устраивает, обратите внимание на условия его съемки, в частности - на освещение. Если качество не слишком сильно страдает в темноте, камера достойна внимания.

Обязательно убедитесь в том, что кабель подключения камеры будет доставать до USB-порта вашего ПК. Очень удобны в этом плане мониторы с USB-портами - камера в большинстве случаев располагается или на мониторе, или рядом с ним.

На нижней части многих хороших камер для профессионалов есть резьба для установки на штатив. Если собираетесь им пользоваться - проверьте наличие такой резьбы.

Если собираетесь пользоваться ПО от производителя камеры, почитайте в сети отзывы на него. Очень часто это ПО бывает старым, недоработанным и просто глючным.

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.

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.

Программы для веб-камер

Как правило, изображение с веб-камеры можно просматривать с помощью стандартного веб-браузера, например, Internet Explorer или Netscape Navigator. Однако многие фирмы-производители разрабатывают эксклюзивные программы для веб-камер.

Они сочетают в себе функции веб-браузера и управляющего программного обеспечения и служат для управления, настройки и просмотра изображений с веб-камеры (например, AXIS Camera Explorer или управляющая программа компании JVC Professional для администрирования сетевых устройств линии V.networks). Существует также программное обеспечение для распределенных сетевых систем видеонаблюдения, поддерживающее оборудование различных производителей, например, Sphinx-DV компании Digicore Systems.

Подключение веб-камеры к сети

В настоящее время веб-камера может подключаться к сети несколькими способами, которые базируются на различных стандартах передачи данных.

10/100 MbitEthernet. Это наиболее популярный способ передачи данных с веб-камеры в сеть. Существует два стандарта сетей 10 Mbit Ethernet: 10Base2 (с использованием коаксиального кабеля) и 10BaseT (с использованием витой пары). 10Base2 применяется крайне редко из-за чувствительности коаксиального кабеля к внешним помехам. Стандарт 100BaseTX использует витую пару и обеспечивает скорость передачи данных 100 Мбит/с.

1000 Mbit Ethrnet, Gigabit Ethernet. Использующийся здесь стандарт 1000BaseTX - это усовершенствованная версия 100BaseTX. Этот стандарт применяется в основном для построения магистралей локальных сетей.

Стандартные телефонные модемы. Это дешевый и довольно распространенный способ подключения веб-камеры к глобальной сети. Основной недостаток такого способа подключения - низкая скорость передачи данных (максимальная скорость загрузки данных - 56 кбит/с, максимальная скорость подкачки - 33,6 кбит/с). Подключение веб-камеры к модему осуществляется через последовательный порт.

ISDN модемы. Стандарт ISDN (Integrated services Digital Network) используется для передачи оцифрованной графики, аудио и видеоинформации и других цифровых данных по частным или общим цифровым телефонным сетям. Стандарт ISDN обеспечивает передачу данных с веб камеры на скорости до 128 кбит/с по двум каналам.

xDSL модемы. DSL (Digital Subscriber Line) - технология, обеспечивающая широкую полосу пропускания по простым медным телефонным проводам. Скорость передачи данных с веб-камеры может изменяться в зависимости от компании, предоставляющей данную услугу. В среднем она составляет 1 Мбит/с для загрузки данных и 250 кбит/с для подкачки.

Кабельные модемы. Кабельный модем - это модем, который обеспечивает доступ к Internet по сетям кабельного телевидения. Кабельные модемы используют асимметричную технологию, которая наиболее оптимально подходит для пользовательского доступа к Internet. При этом максимально возможная скорость приема данных от веб-камеры таким модемом может достигать порядка 40 Мбит/с (хотя обычно она не превышает 1 Мбит/с), а скорость передачи данных составляет порядка 10 Мбит/с.

Сотовые модемы. С помощью сотового модема можно подключить веб-камеру к Internet, используя сотовые линии связи. Скорость передачи данных обычно составляет от 5 до 20 кбит/с.

Более подробная техническая информация на конкретные модели веб-камер компаний Axis Communications и JVC Professional представлена на этом же сайте в разделе видеокамеры. Краткие технические характеристики и цены на веб-камеры приведены в интернет-магазине АРМО-Системы.

Как получить доступ к веб-камере через Интернет

Как получить доступ к веб-камере через Интернет.

Пример: После того, как Вы уже получаете изображение с веб-камеры на свой компьютер, Вы решаете, что было бы неплохо иметь возможность обратиться к камере везде, где есть Интернет. Например, как владелец магазина, Вы хотите контролировать действия в магазине из Вашего дома, вместо необходимости присутствовать каждую минуту на рабочем месте

Шаг 1: Системные требования

Сценарий A)

Если ваше здание (где должна быть расположена камера) уже подключено через Ethernet к Провайдеру услуг интернета (поставщик интернет-сервиса), просто настройте учетную запись, включите сетевую камеру в свитч через сетевой выход, и Вы должны получить для сетевой камеры динамически назначенный общественный IP-адрес. Следуйте за инсталляционными командами для сетевой камеры. Специальное программное или утилита к веб-камере будут полезны в идентификации адреса IP.

Поскольку назначенный адрес IP может быть изменен вашим поставщиком интернет-сервиса (из-за ограниченной поставки адресов IP, разделяемых среди ее клиентов), узнать, как Вы можете закрепить за камеры определенный IP-адрес Вы сможете в Шаге4 ниже.

Сценарий B)

Если ваше здание не оснащено доступом Ethernet, то в большинстве случаев Вам могут потребоваться следующие устройства:

широкополосный модем для соединения ассиметричной цифровой абонентской линии (обычно поставляемый вашим поставщиком интернет-сервиса) или кабельным телевидением

широкополосный маршрутизатор, который еще может называться Интернет-Шлюзом, (Широкополосный маршрутизатор позволяет пользователям локальной сети совместно использовать единственное подключение к Интернету. Он также служит как интерфейс между Интернетом, Провайдером и Ллокальной Сетью)

свитч, который позволяет различным устройства из сети общаться непосредственно друг с другом и дает возможность устройствам из локальной сети иметь отдельные IP-адреса),

ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство широкополосных маршрутизаторов имеет встроенную функцию switch, таким образом отдельное оборудование не требуется.

сетевая камера

локальный компьютер

компьютер для удаленного наблюдения

Шаг 2: Назначьте IP-адрес для вашей камеры

Так как широкополосный маршрутизатор типично назначает автоматические, локальный адреса IP для устройств из локальной сети, такие адреса IP имеют свойства изменяться. Статичный (постоянный) IP-адрес рекомендуется для сетевой камеры. Чтобы назначать статичный IP-адрес, узнайте диапазон IP-адресов маршрутизатора, который, например, может быть от 192.168.0.2 до 192.168.0.35. Если Вы захотите использовать IP-адрес вне диапазона, типа 192.168.0.100, как статичный адрес IP для камеры, вероятно, что Вы не будете рисковать, что Ваше устройство будет конфликтами с другими устройствами, которые получают автоматические адреса.

Установка адреса IP для вашей камеры может быть сделана тремя различными способами, как указано в руководстве камеры. Как только адрес IP назначен, установите подсеть, и шлюз (эта информация может быть получена из маршрутизатора), и сконфигурируйте параметры настройки камеры: пароль, зарегистрированные пользователи для обеспечения ограничения доступа к камере.

Шаг 3: Переадресация портов

Широкополосный маршрутизатор, как упомянуто ранее, обеспечивает интерфейс между Интернетом, Провайдером и Локальной Сетью. Маршрутизатор получает внешний адрес IP от поставщика интернет-сервиса и поставляет внутренние (локальные) IP-адреса для устройств в локальной сети.

Чтобы получать доступ к сетевой камере, постоянно находящейся в локальной сети, Вы должны идентифицировать внешний адрес IP вашего маршрутизатора (см. руководство вашего маршрутизатора), и сконфигурировать Ваш маршрутизатор так, чтобы внешний адрес IP был направлен к статичному, местному IP-адресу сетевой камеры. Этот процесс называют открытием порта; то есть, когда Вы печатаете внешний адрес IP маршрутизатора из любого сетевого компьютера, Интернет определяет местонахождение вашего маршрутизатора, в свою очередь перенаправляет ваш запрос к локальному адресу IP, который назначен для сетевой камеры.

Запустите Web-браузер и войдите на встроенные Web-страницы маршрутизатора через Вход к страницам конфигурации маршрутизатора.

Найти пункт меню “переадресация портов” (или подобный), с таблицей примерно как показано ниже:

Так как камера посылает свое видео по HTTP, Вы должны конфигурировать обслуживание HTTP таким образом:

Сохраните конфигурацию в маршрутизаторе и выйти из страниц конфигурации. Конфигурация выполнена. Любые запросы, достигающие внешнего адреса IP маршрутизатора на порту 80 будут теперь отправлены адресу IP камеры: 192.168.0.100.

Если Вы хотите сделать доступной через Интернет больше чем одну сетевую камеру, то Вы должны использовать дополнительные (unofficial) порты маршрутизатора, типа 80xx и связывать их с сетевым адресом IP камеры.

Шаг 4: Что Вы можете сделать, если ваш поставщик интернет-сервиса часто меняет Dfi внешний адрес IP

Создать учетную запись в службе DNS которая обслуживает и регистрируют доменные имена (например www.nic.ru и т.п.) и привязать его к внешнему IP-адресу. Имя домена, типа www.web-kamera.ru, является понятным пользователю, его просто запомнить, а Вы можете назначить каждому домену свое сетевое устройство, т.е. его IP-адрес. Всякий раз, когда IP-адрес маршрутизатора будет меняеться, это будет автоматически зарегистрировано службой DNS, для того чтобы обновить Ваш IP-адрес таким образом, чтобы Вы по одному и тому же адресу имели возможность обращаться к Вашей сетевой камере.

Большинство широкополосных маршрутизаторов имеет родную поддержку DNS, типа www.dyndns.org.

Другая альтернатива: можно купить или арендовать статичный внешний IP-адрес у вашего поставщика интернет-сервиса.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

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.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные модели веб-камер и их предназначение.

Веб-камера с точки зрения техники. Принцип работы миниатюрного устройства напоминает дверной глазок, разве что подключается оно к сети Интернет для передачи изображения. Веб-камера может передавать видео, фотографии, а также проводить онлайн-трансляции. Последнее достигается посредством баланса качества картинки и скорости трансляции. В самом начале веб-камеры (вебки) могли снимать и транслировать видео разрешения СIF (352×288 пикселей). Однако на сегодняшний день – от 1,3 мегапикселя.

На сегодняшний день выделяется два типа веб-камер: любительские и профессиональные.

Последние используют для скрытого мониторинга за территорией предприятия. Они не нуждаются в ПК и передают информацию через Интернет. Используются только в целях мониторинга, другие функции данная модель не поддерживает.
Любительские или USB-камеры могут применяться для того же мониторинга, видеотелефонии, фотосъемки или видеозаписи. Некоторые из моделей веб-камер оснащены стеклянными линзами, обеспечивающими более высокий уровень качества съемки. Они предоставляют другие возможности. Некоторые из моделей позволяют добавлять всевозможные видеоэффекты. Также одной из полезных возможностей является инфракрасная подсветка. Очень удобна данная функция камер, работающих в слабоосвещенных помещениях или в ночное время. По умолчанию оснащаются инфракрасной подсветки веб-камеры для скрытого мониторинга. Стоит заметить, что возможность вращения на подставе или изменения угла наклона позволяет получить оптимальную картинку в кадре.

После определения возможностей веб-камеры перед покупкой устройства следует определиться в дальнейшей области его использования. Классифицируются вебки по целее применения на 4 класса. Ниже осветим каждый из них подробно.

1. Общение в интернет-сети. Для данных целей следует сразу покапать веб-камеру, наушники и микрофон. Передаваемой видео картинки с разрешением 800×600 пикселей для общения с друзьями вполне хватит. Помимо требований к устройству передачи видео есть ряд требований к конфигурации ПК, необходимых для высокого качества передачи и приема: 2-ядерный процессор с частотой 2,0 ГГц, ОП 1 Гбайт, Интернет скорость передачи данных от 384 Кбит/с. Деловое общение через Интернет требует максимально высокого качества видео-картинки. Поэтому нужно покупать веб-камеру с разрешением матрицы 1,3 мегапикселя. В конструкции объектива устройства должны использоваться качественные линзы из настоящего стекла. Подобная система оптики позволяет достичь максимальной четкости изображения.

2. Удаленный мониторинг. Приобретайте камеры второй категории. Для любительского использования подойдет простая USB-камера, однако для коммерческих целей стоит потратиться на профессиональные модели. При настройке устройства следует указать электронную почту, куда будет посылаться фото и видео изображения скрытого мониторинга.

3. Ноутбук. Отличительная особенность ноутбучных вебок от настольных моделей – крепление. Они устанавливаются на верхнюю часть экрана. Имеет более компактные размеры, питание организовано через USB-интерфейс, подключенный к USB-порту ноутбука. Все возможности и требования к спецификации идентичны с вебками для общения в интернете.

4. Имиджевые веб-камеры. Они не только выполняют видеосъемку с возможностью трансляции в Интернет, но и служат украшением рабочего стола. Различные формы и размеры. Такие камеры могут записывать и транслировать видео с разрешением 640×480 пикселей, а фото - 1280×960 пикселей. Некоторые модели могут совершать видеозапись с разрешением 2 мегапикселя, а фотосъемку - 8 мегапикселей.

Настройка каждого класса веб-камеры осуществляется по разному. Вебки для общения в интернете настраиваются посредством программ, передающих видео, таких как скайп, мэйл-агент или аська. Веб-камеры для мониторинга поставляются вместе со специальным программным обеспечением. Ноутбучные и имиджевые камеры настраиваются также через программы, передающие видео. Во всех случаях в первую очередь нужно установить драйвера. Имеется ряд программ для записи видео на жесткий диск ПК.

Профессиональная вебкамера представляет собой цифровую видео или фотокамеру, которая позволяет в режиме реального времени сканировать изображение вокруг веб – камеры и передавать это изображение по сети интернет. Для передачи изображений по сети Интернет применяется программа «Instant Messenger» или другая программа, которая позволяет воспроизводить изображение, передаваемое на видеокамеру.

Из чего состоит веб – камера?

Любая веб – камера состоит из видеокамеры (ПЗС матрицы), специального процессора компрессии, а также встроенного веб - сервера. На сегодняшний день различаются два типа матриц: ПЗС матрицы и КМОП матрицы. Такие матрицы различаются степенью детализации и четкости изображения. При работе, веб – камера осуществляет видеосъемку и преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал. Преобразованный цифровой сигнал обрабатывается специальной платой видеозахвата. После этого, видеоизображение может быть передано по сети Интернет.

Структурно, в состав видеокамеры входят: ПЗС – матрица, оптический фильтр и объектив, специальная компьютерная плата видеозахвата, блок компрессии видеоизображения, ОЗУ и центральный процессор, флэш-память и сетевой интерфейс, порты для соединения с различными устройствами.

ПЗС – матрица представляет собой светочувствительный проводник. Проводник является пластинкой, которая преобразует свет в электроимпульс. В состав ПЗС матрицы входит значительное число светочувствительных ячеек. Именно поэтому, от количества эффективных пикселей, напрямую зависит чувствительность ПЗС – матрицы.

внутренности веб-камеры с линзой и без

Объектив веб – камеры используется для проецирования изображения объекта на ПЗС – матрицу компьютера. От качества объектива, во многом зависит качество формируемого изображения. Одними из ключевых характеристик объектива являются: фокусное расстояние, глубина резкости объектива, формат и другие технические характеристики веб – камеры.

Оптические фильтры веб – камеры имеют вид плоских параллельных пластинок. Такие пластинки расположены сверху матрицы и предназначены для качественной цветопередачи веб – камеры.

Плата видеозахвата веб – камеры преобразует аналоговый электрический сигнал в цифровой формат.

Блок компрессии веб – камеры сжимает видеосигналы. Уменьшая его в объеме, он преобразует видеосигналы в такие форматы сжатия, как JPEG, MJPEG, MPEG – 1/2/4 или Wavelet. Сжатие видеосигнала позволяет многократно сократить объем видеоинформации для удобства хранения и транспортировки видеоизображения по сети Интернет. Существуют аппаратное и программное сжатие видеоизображение. Большинство веб – камер выпускают с аппаратным сжатием, так как это наиболее быстродействующий способ сжатия.

При помощи центрального процессора осуществляются задачи по воспроизведению сжатого и оцифрованного видеоизображения. Интерфейс – Ethernet отвечает за подключение веб - камеры к локальной сети. При наличии порта USB (более распространенный вид) камера может быть подключена напрямую к входу компьютера.

Опционально веб-камера может содержать программное обеспечение веб-сервера. Тогда она становится полностью автономным сервисом, подключение к которому может быть осуществлено непосредственно пользователями через Интернет. В обычном же случае камера используется как генератор видеопотока, который обрабатывается компьютером и посредством ПО на нем установленного транслируется в сеть.

Преимущества и недостатки веб – камеры

Основное преимущество веб – камеры – это ее мобильность и возможность передачи видеоинформации в режиме он – лайн. Недостатком веб – камеры является достаточно низкое качество изображения и обязательное наличие широкополосного подключения к интернет для передачи изображения в режиме он – лайн. Для обычной записи изображения, широкополосной доступ в интернет не требуется.

Как работает веб – камера?

После подключения веб – камеры к сети Интернет, ей присваивается веб – адрес. Существуют и специальные программы, которые автоматически присваивают адрес веб – камере. При определении веб – камеры компьютером, она начинает работать как сетевое устройство, преобразуя поступающее в объектив изображение в цифровой сигнал для записи или передачи в Интернет. Таким образом, и осуществляется работа веб – камеры.