Цифровые фото- и видеокамеры

ФГБОУ ВПО «Бурятский Государственный Университет»

Агинский филиал

 

                   

Реферат

«Цифровые фото- и видеокамеры».

 

 

 

 

Выполнила: студентка 2 курса

ФЭУ, группа 70810 Бадиева С.А.

Проверила: Батожаргалова А.Э.

 

 

Агинское 2013

Содержание

Введениe

1. Цифровые  видеокамеры

1.1 Видеокамеры  формата VHC-S

1.2 Видеокамеры  формата Video8

1.3 Видеокамеры  формата SVHS и Hi8

1.4 Видеокамеры  формата Digital8 (D8)

1.5 Видеокамеры  формата MiniDV

2. Цифровые  фотокамеры

2.1 Глубина  цвета и разрешение ПЗС матриц

2.2 Формат  сохранения информации

2.3 Оптика

2.4 Функциональность

2.5 Интерфейс  и носитель информации

3. Технические  характеристики

3.1 Структурная схема

3.2 Обзор  методов цифровой обработки изображений

4. Принцип  действия цифровых фотокамер

Заключение

Список литературы

Введение

 

Работа  цифровой и пленочной камер построена  на различных принципах. Основными  частями пленочного фотоаппарата являются объектив, диафрагма и затвор. Объектив предназначен для фокусировки изображения, диафрагма регулирует количество света, проходящего через объектив, и определяет глубину резкости, а затвор обеспечивает необходимое время экспозиции. При спуске затвора свет через объектив и диафрагму попадает на светочувствительный слой пленки, и в результате на нее переносится изображение.

Как и  пленочный фотоаппарат, цифровая имеет  объектив и диафрагму, однако запись изображения в ней происходит иначе. На месте пленки в цифровой камере располагается прибор с зарядовой  связью – ПЗС-матрица (CCD, charge coupled device) – полупроводниковое устройство, состоящее из множества миниатюрных фотодатчиков. Свет, попадая на эти датчики, заряжают их, причем величина заряда зависит от яркости света. Затем электрические заряды преобразуются в цифровые значения при помощи аналого-цифрового преобразователя.

Поскольку разрешения и возможности ПЗС  ограничены, специальное программное  обеспечение реконструирует информацию об изображении, рассчитывая недостающие  данные. Затем изображения пересылаются в запоминающееся устройство и хранится в нем. Комбинация ПЗС, программного обеспечения и памяти заменяет в цифровой камере фотопленку.

 

 

 

1. Цифровые Видеокамеры.

Наиболее популярный вопрос, который  возникает при выборе видеокамеры: "в чем различие цифровых и  аналоговых видеокамер?" Все больше людей приобретают видеокамеры, и все чаще звучит вопрос: "Как выбрать видеокамеру?" Начнем с перечисления наиболее важных на наш взгляд преимуществ цифровой видеокамеры. Первое и самое главное - цифровые видеокамеры дают настолько великолепное качество изображения, что о большем Вы вряд ли мечтали. Далее - возможно многократное копирование, при этом каждая последующая копия получается ничуть не хуже первой. Кроме того, немаловажно, что от момента съемки до момента просмотра Вашего фильма проходит минимум времени, а если Вы захотите распечатать фотографию с отдельного кадра, то при наличии компьютера и цветного принтера (что необязательно, т.к. такие услуги оказывают и в салонах) это займет всего несколько минут. Качество фотографий, полученных таким путем весьма высокое (это конечно определяется качеством вашей камеры).

Вот теперь мы подошли к самому главному. Как выбрать видеокамеру  наиболее оптимально, чтобы она максимально  удовлетворяла Вашим запросам и  не была бы слишком дорогой? Ваш выбор  во многом будет зависеть от формата видеокамеры.

1.1.   Видеокамеры  формата VHS-C.

Данный формат видеокамер является одним из наиболее распространенных среди любительских камер. Основными производителями, поддерживающими этот формат, являются Panasonic и JVC. Главным преимуществом данного формата является возможность проигрывания записанных кассет на видеомагнитофоне стандарта VHS с использованием специального адаптера (который обычно имеется в комплекте с видеокамерой). Следовательно, у Вас нет необходимости использовать камеру для проигрывания сделанных записей, что довольно удобно, и позволяет продлить срок ее службы. Основным недостатком в сравнении с Video8 является меньшее время записи на кассету. Основная масса кассет VHS-С имеет продолжительность записи в 30 и 45 минут на стандартной скорости против 90 и 120 минут на кассетах Video8.

₁

.2.   Видеокамеры формата Video8.

Изобрела  и продвигает этот формат фирма Sony. Все камеры Sony начальной серии используют этот формат. Также распространены камеры Video8 производства Hitachi и Samsung. Можно отметить, что габариты кассеты стали меньше, чем у кассеты VHS-C, что позволило несколько уменьшить размеры камеры. Достоинства и недостатки этого формата являются зеркальным отражением достоинств и недостатков формата VHS-C. Компания Sony выпускает также несколько улучшенный формат Video8 XR (eXtra Resolution). Основное отличие - увеличенное количество линий (примерно на 10%). Кассета остается прежней.

1.3.   Видеокамеры формата SVHS и Hi8.

Возникновение этих форматов связано с неудовлетворением пользователей качеством изображения, получаемого с помощью камер VHS-C и Video8. Значительное увеличение качества получаемой картинки привело к увеличению стоимости как камер, так и кассет. Однако игра стоит свеч. Улучшение качества хорошо заметно визуально, хотя доступно при проигрывании записей только на самой камере. Покупка же специального видеомагнитофона SVHS или Hi8 обойдется Вам в приличную сумму. 
Необходимо также отметить, что на этих камерах обычно записывается стереозвук, хотя выпускаются и варианты со звуком моно. Видеокассеты SVHS-С и Hi8 выглядят абсолютно так же, как и их младшие собратья и отличаются только типом используемой ленты. Подобно Video8 XR существует формат Hi8 XR. Спрашивается, чем этот Сyпеp-VHS лучше просто VHS'а? Среди технических характеристик было объявлено и воплощено в железе горизонтальное разрешение картинки 400 тв строк вместо 250 в VHS, улучшенное соотношение сигнал/шум (от 43 до 60 dB), полоса видеосигнала в 5MHz (вместо 4.5 в VHS - это как раз и дает улучшение картинки), лучшее разделение цветовой и черно-белой составляющей, как следствие - "до 5 копий без потери качества", лучшее управление аппаратурой на основе тайм-кода... ну и т.д. Ко всему добавили совместимость" снизу вверх" для VHS. Для принятого у нас телевизионного стандарта 625 строк/50 полей 1 МГц частоты видео сигнала соответствует разрешающей способности по горизонтали 78 твл. В соответствии с этим стандартом полоса частот видео сигнала вещательного телевидения ограничена 6 МГц. Следовательно, максимальная разрешающая способность телевизионного изображения по горизонтали ограничена величиной 468 твл. ...разрешающая способность современных телевизоров не хуже 450 твл. В связи с тем, что частота видео сигнала 1МГц соответствует разрешающей способности по горизонтали 78 твл, можно легко определить, что при полосе пропускания по сигналу яркости всего лишь до 3 МГц с ВМ формата VHS невозможно получить изображение с четкостью, превышающей 240 твл. сновное преимущество ВМ формата S-VHS по сравнению с VHS - более высокая разрешающая способность по горизонтали (400 твл, а в VHS-240), меньшие перекрестные помехи и более высокое отношение сигнал/шум. Эти преимущества достигаются в основном благодаря существенному расширению полосы частот сигнала яркости... в ВМ формата S-VHS частота поднесущей ЧМ сигнала яркости увеличена до 6,2 МГц (VHS-4,3). Девиация частоты в формате S-VHS увеличена до 1,6 МГц (VHS-1МГц). (диаграммы набрать не могу) В ВМ формата VHS при изменении яркости передаваемого изображения от уровня вершин синхроимпульсов до номинального уровня белого принято изменение частоты ЧМ сигнала от 3,8 до 4,8 МГц. В S-VHS этому диапазону яркости соответствует изменение частоты ЧМ сигнала от 5,4 до 7 МГц. Это позволило повысить отношение сигнал/шум, и, следовательно, улучшить контраст изображения. Сигнал цветности в обоих форматах выделяется полосовым фильтром с центральной частотой 4,43 и полосой пропускания 1 МГц и преобразуется в сигнал с низкочастотной поднесущей 629,95 (Pal),т.е. сигнал цветности переносится в область нижних частот. При этом сигнал цветности в S-VHS имеет несколько áîëåå øèðîêóþ ïîëîñó. Íèæíÿÿ áîêîâàÿ ïîëîñà ×Ì ñèãíàëà ÿðêîñòè â îáîèõ ôîðìàòàõ ïðîñòèðàåòñÿ äî ïîëîñû ÷àñòîò ñèãíàëà öâåòíîñòè, ïåðåíåñåííîãî â îáëàñòü íèæíèõ ÷àñòîò. Ïîýòîìó â VHS ìàêñèìàëüíàÿ ÷àñòîòà â ñèãíàëå ÿðêîñòè äîñòèãàåò 3,2 ÌÃö, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ïî ãîðèçîíòàëè 240 òâë.  S-VHS øèðèíà íèæíåé áîêîâîé ïîëîñû ×Ì ñèãíàëà ÿðêîñòè äîñòèãàåò 5 ÌÃö, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò 400 òâë. (Ïî ìàòåðèàëàì æóðíàëà "ÒÊÒ").

С появлением цифровых видеокамер формата miniDV оказалось, что видео любители, стремящиеся к повышению качества изображения, должны отказаться от старых, накопленных годами архивов, записанных на кассетах Hi8. Компания Sony пошла навстречу требованиям рынка и выпустила промежуточный вариант цифровой видеозаписи на кассетах формата Hi8 (возможно, хотя и не рекомендуется использовать кассеты Video8). Правда, пришлось поступиться временем записи (на кассете Hi8 можно записать видео в стандарте D8 на треть меньше по времени). Оправдывается это значительным улучшением качества изображения (оно приближается к вещательному) и различными преимуществами, такими как цифровые эффекты, цифровой порт по стандарту IEEE 1394 и др. Да, надо добавить, что режим LP в этих камерах не предусмотрен. Естественно, что камера D8 может использоваться для просмотра старых кассет Hi8 и Video8. При этом, стоимость такой камеры находится в пределах 700-1000 долларов, что несколько дешевле камер miniDV.

1.5.   Видеокамеры формата MiniDV. 

^{Мы переходим серьезный рубеж и попадаем в мир цифрового видео. Теперь изображение и звук в Вашей камере будет храниться только в цифровой форме. Вы сможете пользоваться всеми преимуществами цифрового видео в полном объеме. Наиболее важные из них это:}

• ^{возможность многократной перезаписи без потери качества изображения и звука (с использованием порта IEEE-1394);}
• ^{возможность обработки видеоматериалов с помощью персонального компьютера полностью в цифровой форме;}
• ^{использование режима LP (long play - замедленная скорость воспроизведения/записи) без потери качества;}
• ^{малый размер и высокая емкость кассеты и др.}

^{Качество изображения таких камер практически не уступают вещательному, а по некоторым параметрам и превосходят профессиональный формат Betacam-SP. Малые размеры кассеты позволили драматически уменьшить размеры камер, последние экземпляры практически умещаются на ладони. Излишне говорить, что все модели видеокамер записывают стереозвук, причем с качеством CD. Основным недостатком видеокамер miniDV является цена, она редко опускается ниже $1000, хотя вы не пожалеете о подобном приобретении. Реально сэкономить можно приобретая такие камеры в интернет-магазинах, где "накрутка" минимальная.}  
 

2.   Цифровые фотокамеры.

Согласно хронологии создания цифровых фото камер, первыми были созданы профессиональные фотокамеры, а затем на основе CCD чипов (далее ПЗС матрица) были созданы относительно дешевые бытовые фото камеры бизнес назначения. До недавнего времени было принято делить цифровые фото камеры на два вышеуказанных класса, но с появлением цифровых фото камер Kodak DC-120 и Olympus C-1400XL, произошло дополнительное деление, появился, так называемый, полупрофессиональный класс. Сегодня же, существенный прогресс в области производства TTL линейных и нелинейных полнооконных цифровых фото матриц усилил это деление и поднял класс бытовых и полупрофессиональных камер по разрешению получаемых кадров и ПЗС матриц к младшим камерам профессионального класс, но отличие до сих пор осталось. Так как же отличить эти три класса и как выбрать себе камеру?

ß ïðåäëàãàþ Âàì, íà ìîé âçãëÿä, îñíîâíûå ïðèçíàêè ïîçâîëÿþùèå îòëè÷èòü ïðîôåññèîíàëüíûå öèôðîâûå ôîòîêàìåðû îò ïîëóïðîôåññèîíàëüíûõ è îò áûòîâûõ ôîòîêàìåð.

Таблица 1. Соотношение  емкости и разрешения

Емкость разрешение	128 Mb	256 Mb	512 Mb	1 Gb	2Gb
7 Mpx	34	67	137	279	573
6 Mpx	42	77	157	322	660
5 Mpx	51	92	188	384	789
4 Mpx	66	120	245	501	1028
3 Mpx	82	148	302	617	1266
2 Mpx	133	238	484	988	2025
VGA	790	1428	2904	5928	12154