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Scelta di una webcam. Il dispositivo e il principio di funzionamento della webcam

È costituito principalmente da un sensore.
Molto spesso vengono utilizzati sensori CMOS più economici al posto dei CCD standard per la videosorveglianza. Sebbene abbiano una sensibilità inferiore e una riproduzione dei colori non molto buona, il loro utilizzo può ridurre notevolmente il costo del dispositivo, poiché questi sensori sono “ tutto in un chip»Con uscita dati digitale.
Avanti: la telecamera di rete include microprocessore per la compressione video e il rilevamento del movimento(o solo un chip compressore). Il più popolare è JPEG, in quanto il più semplice ed economico; Anche MPEG4 è usato abbastanza spesso, il più raro e costoso è MPEG2. Con la scadenza del brevetto per la codifica aritmetica, WaveLet guadagna popolarità. Infine, la telecamera di rete include un controller di rete 10/100 Mbps.

Il dispositivo e il principio di funzionamento della web-camera:
Una moderna webcam è un dispositivo digitale che effettua la registrazione video, la digitalizzazione, la compressione e la trasmissione di immagini video su una rete di computer. Pertanto, i seguenti componenti sono inclusi nella web-camera:
- matrice CCD
- lente
- filtro ottico
- scheda di acquisizione video
- blocco di compressione (compressione) dell'immagine video
- processore centrale e server web integrato
- RAM
- memoria flash
- interfaccia di rete
- porte seriali
- ingressi/uscite di allarme
Come fotorilevatore nella maggior parte delle web cam, viene utilizzata una matrice CCD (CCD, CCD è un dispositivo ad accoppiamento di carica): una piastra semiconduttrice rettangolare sensibile alla luce con un rapporto di aspetto di 3: 4, che converte la luce incidente su di essa in un segnale elettrico. Il CCD è costituito da un gran numero di cellule sensibili alla luce. Per aumentare la sensibilità alla luce del CCD, spesso si forma una struttura che crea una microlente davanti a ciascuna delle celle. Nei parametri tecnici webcam solitamente indicano il formato della matrice CCD (la lunghezza della diagonale della matrice in pollici), il numero di pixel effettivi, il tipo di scansione (progressiva o interlacciata) e la sensibilità. Una tipica webcam contiene un obiettivo, un filtro ottico, un CCD, un circuito di elaborazione delle immagini digitali, un circuito di compressione delle immagini e un server Web per la connessione alla rete. Ogni telecamera di rete ha il proprio indirizzo IP, funzioni di elaborazione e firmware, che le consentono di funzionare come server Web, server FTP, client FTP e client di posta elettronica. La maggior parte delle moderne telecamere di rete include molte altre interessanti funzionalità come il rilevamento del movimento, l'ingresso/uscita allarme e il supporto e-mail.

È inoltre possibile visualizzare informazioni sull'argomento:

Webcam. Scopo, principio di funzionamento e caratteristiche di base.

sulla disciplina (specializzazione) "Hardware informatico"

Controllato

Nikolskaya K.Yu.

studente del gruppo PS-170

Badalova A.A.

L'estratto è protetto

con un preventivo

Chelyabinsk 2014

Badalova A.A. Webcam. Scopo, principio di funzionamento e caratteristiche di base. - Chelyabinsk: SUSU, PS-170, 20 p., 4 ill., Bibliogr. lista - 5 elementi.

Lo scopo del saggio è quello di conoscere lo scopo, i principi di funzionamento e le principali caratteristiche delle webcam.

Gli obiettivi dell'abstract sono studiare il dispositivo e il principio di funzionamento delle webcam, imparare come installare le webcam e collegarle alla rete, conoscere l'importanza delle webcam nel mondo moderno.

Vengono considerate le caratteristiche principali delle webcam, i metodi di connessione alla rete. Informazioni sui programmi per webcam e su come collegare una webcam alla rete.

1. Introduzione (pag. 4)

2. Definizione (pag. 5)

3. Cronologia creazione webcam (pag. 6)

4. Progettazione e funzionamento della webcam (p. 7-11)

5. Caratteristiche e funzioni aggiuntive delle webcam (pag. 12)

6. Collegamento della webcam alla rete (pag. 13-15)

7. Modalità di utilizzo delle webcam (pag. 16-17)

8. Programmi per webcam (pag. 18)

9. Conclusione (pag. 19)

10. Elenco bibliografico (p. 20).

Introduzione.

Le webcam stanno diventando sempre più parte della nostra vita. Sono usati per costruire sistemi video sia per oggetti geograficamente grandi che piccoli. Sono particolarmente indispensabili nel controllo e monitoraggio di punti remoti dove è necessario utilizzare apparecchiature non presidiate. Quando c'è un'urgente necessità di installare telecamere "temporanee", le webcam sono indispensabili, perché la loro installazione non richiede di tirare fili separati, e quindi l'installazione sarà facile e veloce.

Lo scopo del mio lavoro è conoscere lo scopo, i principi di funzionamento e le caratteristiche di base delle webcam.

Per fare ciò, studierò la storia di origine, il dispositivo e le caratteristiche principali, nonché l'ambito di applicazione delle webcam, imparerò come installare e connettermi alla rete.

Concetto di webcam.

Una webcam digitale è un dispositivo di rete costituito da una videocamera (CCD), un processore di compressione e un server Web incorporato. In genere, una webcam viene utilizzata come dispositivo per organizzare riprese video, videoconferenze o videosorveglianza e trasmettere video su una rete LAN / WAN / Internet. Affinché la webcam funzioni in rete, non sono necessari dispositivi speciali e un personal computer. A seconda delle impostazioni, l'accesso all'immagine video ricevuta dalla webcam può essere aperto a tutti gli utenti della rete o solo agli utenti autorizzati.

La storia della creazione di una webcam.

Tutto è iniziato in uno dei laboratori informatici di Cambridge nei primi anni '90 del secolo scorso, quando il Web globale stava appena iniziando la sua marcia trionfante in tutto il pianeta. Un gruppo di scienziati, 15-20 persone, ha lavorato a un progetto nel campo delle tecnologie di rete. Le condizioni di lavoro erano spartane: c'era una sola macchina da caffè per l'intera squadra, che non poteva soddisfare le esigenze dell'intera squadra. Il lavoro principale veniva svolto in laboratorio, il personale abitava nello stesso edificio, ma in una parte diversa di esso. Per stimolare il processo di pensiero con una tazza di bevanda corroborante, i partecipanti al progetto scientifico sono stati costretti a frequentare il corridoio, che si trovava un piano sopra, dove si trovava la caffettiera. Spesso, tali viaggi fallivano, poiché alcuni colleghi erano già riusciti a svuotare l'ambito contenitore. La situazione richiedeva una soluzione non standard, ed è stata trovata.
Uno dei computer del laboratorio aveva un dispositivo di videosorveglianza (frame grabber). Ad esso era collegata una telecamera, che era puntata sull'oggetto di osservazione. Lo stesso computer svolgeva il ruolo di server web utilizzando un software appositamente scritto. Chi voleva sapere se c'era caffè doveva eseguire il software client sul proprio computer che si collegava al server. Di conseguenza, sul computer remoto veniva visualizzata un'immagine in bianco e nero in una piccola finestra, che veniva aggiornata tre volte al minuto. Una nota su questo interessante complesso è stata pubblicata in Comm-Week il 27 gennaio 1992. Non è passato molto tempo da quando sono comparsi i primi prototipi di telecamere IP, ma sono già diventati una classe separata di dispositivi completamente formata che rende la vita di tutti i giorni più facile, più comoda e più divertente.

Figura 1. Istantanea dalla prima webcam

Il dispositivo e il principio di funzionamento della webcam.

Una webcam moderna è un dispositivo digitale che cattura video, converte un segnale video analogico in digitale, comprime un segnale video digitale e trasferisce video su una rete di computer. Pertanto, nella webcam sono inclusi i seguenti componenti:

matrice CCD,

lente,

filtro ottico,

scheda di acquisizione video,

unità di compressione video (compressione),

unità di elaborazione centrale e server web integrato,

memoria flash,

interfaccia di rete,

porte seriali,

ingressi/uscite di allarme.

·
Come fotorilevatore, la maggior parte delle webcam usa CCD ( CCD, CCD - Charge Coupled Device) è una piastra semiconduttrice fotosensibile rettangolare con un rapporto di aspetto di 3: 4, che converte la luce incidente in un segnale elettrico. Il CCD è costituito da un gran numero di cellule sensibili alla luce. Per aumentare la sensibilità alla luce del CCD, spesso si forma una struttura che crea una microlente davanti a ciascuna delle celle. I parametri tecnici di una webcam solitamente indicano il formato della matrice CCD (la lunghezza della diagonale della matrice in pollici), il numero di pixel effettivi, il tipo di scansione (progressiva o interlacciata) e la sensibilità.

· lente è un sistema di lenti progettato per proiettare l'immagine di un oggetto di osservazione sull'elemento fotosensibile di una webcam. L'obiettivo è parte integrante della webcam, pertanto la qualità dell'immagine video ricevuta dalla webcam dipende dalla corretta scelta e installazione. Molto spesso, una webcam viene fornita con un obiettivo. Gli obiettivi sono caratterizzati da una serie di parametri importanti, come la lunghezza focale, l'apertura relativa (F), la profondità di campo, il tipo di innesto (C, CS), il formato.

· Filtri tagliati infrarossi ottici installate nelle webcam sono piastre parallele piano otticamente accurate montate sulla parte superiore del CCD. Funzionano come filtri ottici passa-basso con una frequenza di taglio di circa 700 nm, vicino al rosso. Tagliano la componente infrarossa delle onde luminose, garantendo la corretta riproduzione dei colori della webcam. Tuttavia, molte webcam in bianco e nero non dispongono di tali filtri, il che rende le webcam monocromatiche più sensibili.

· Scheda di acquisizione video le webcam (unità di digitalizzazione) convertono il segnale elettrico analogico generato dalla matrice CCD in formato digitale. Il processo di conversione del segnale si compone di tre fasi:

Campionamento, quantizzazione, codifica.

Campionamento- lettura dell'ampiezza del segnale elettrico ad intervalli regolari (periodo). Questa fase di conversione del segnale è caratterizzata dalla frequenza di campionamento.

Quantizzazioneè il processo di digitalizzazione dei risultati del campionamento. La variazione di livello del segnale elettrico durante il periodo di campionamento è rappresentata sotto forma di codeword di 8, 10 o 12 bit, che danno rispettivamente 256, 1024 e 4096 livelli di quantizzazione. Il numero di livelli di quantizzazione influisce sull'accuratezza della rappresentazione del segnale digitale.

codifica. Oltre alle informazioni sulla variazione del livello del segnale ottenute nella fase precedente, durante il processo di codifica vengono generati bit che indicano la fine dell'impulso di sincronizzazione e l'inizio di un nuovo frame, nonché ulteriori bit di protezione dagli errori.

· Unità di compressione le webcam comprimono il segnale video digitalizzato in uno dei formati di compressione (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Grazie alla compressione, la dimensione del fotogramma video è ridotta. Ciò è necessario per l'archiviazione e la trasmissione di immagini video in rete. Se la rete locale a cui è collegata la webcam ha una larghezza di banda limitata, per evitare l'overflow del traffico di rete, è consigliabile ridurre la quantità di informazioni trasmesse riducendo il frame rate sulla rete o la risoluzione dei frame. La maggior parte dei formati di compressione utilizzati dalle webcam fornisce un ragionevole compromesso tra le due soluzioni al problema della trasmissione di video in rete.

I formati di compressione attualmente noti consentono di ottenere un flusso digitalizzato con una larghezza di banda di 64 Kb - 2 Mb (con tale larghezza di banda, i flussi di dati video possono funzionare in parallelo con altri flussi di dati nelle reti).

· processore è il nucleo informatico della webcam. Esegue operazioni per l'output di video digitalizzati e compressi ed è anche responsabile delle funzioni del server Web incorporato e del programma di controllo per le webcam.

· Interfaccia Ethernet serve per collegare la webcam ad una rete Ethernet 10/100 Mbps.

Per il networking, la webcam potrebbe avere porta seriale per collegare un modem e lavorare in modalità dial-up in assenza di rete locale. La porta seriale può anche collegare periferiche alla webcam.

· Scheda di memoria flash consente di aggiornare i programmi di controllo della webcam e memorizzare pagine HTML personalizzate.

· RAM serve per memorizzare dati temporanei che vengono generati durante l'esecuzione di programmi di controllo e script utente. Molte videocamere Internet dispongono di un cosiddetto buffer video. Questa è la porzione di RAM riservata alla registrazione e all'archiviazione temporanea delle riprese video catturate dalla webcam. Le informazioni nel buffer video vengono aggiornate ciclicamente, ad es. il nuovo frame viene scritto su quello più vecchio. Questa funzione è necessaria se la webcam effettua la videosorveglianza, in quanto permette di ripristinare gli eventi precedenti e successivi all'allarme dai sensori di sicurezza collegati alla webcam.

· Ingressi/uscite di allarme servono per collegare i sensori di allarme alla webcam. Quando uno dei sensori viene attivato, viene generato un allarme, a seguito del quale il processore della webcam assembla una serie di frame registrati nel buffer video prima, dopo e al momento dell'allarme. Questo set di frame può essere inviato a un indirizzo e-mail specificato o tramite FTP.

Figura 2. Dispositivo webcam.

5. Caratteristiche e funzioni aggiuntive della webcam

· Sensore di movimento è un modulo software, il cui compito principale è quello di rilevare le webcam che si muovono nel campo visivo di un oggetto di videosorveglianza. Il rilevatore di movimento non solo rileva il movimento nel campo dell'immagine, ma determina anche le dimensioni dell'oggetto e la velocità del suo movimento. A seconda delle attività di videosorveglianza, il rilevatore di movimento della webcam è configurato per rilevare il movimento di oggetti con la massima riduzione al minimo dei falsi allarmi (filtro del rumore) e viene impostata una logica di elaborazione degli allarmi flessibile (registrazione degli allarmi, integrazione con altri dispositivi di sicurezza).

· Trasmissione audio in rete, nella maggior parte dei casi, si effettua collegando alla webcam un modulo audio aggiuntivo. Ad esempio, AXIS Communications sta rilasciando uno speciale modulo audio AXIS 2191 per espandere la funzionalità delle webcam, compatibile con la maggior parte delle webcam AXIS.

· Protezione della password serve a limitare l'accesso alla webcam a persone che non hanno diritti di accesso.

Per impostazione predefinita, il video della webcam può essere visualizzato da qualsiasi computer in rete su cui è installato un browser Web standard come Internet Explorer o Netscape Navigator. Tuttavia, è possibile limitare il numero di persone con diritti di accesso alla webcam inserendo una password a livello di utente. Molte webcam supportano la protezione con password multilivello per differenziare i diritti di accesso e amministrazione.

Le tecnologie si stanno sviluppando così rapidamente che ora puoi facilmente sederti a migliaia di chilometri l'uno dall'altro e non solo comunicare a voce, ma guardare negli occhi l'interlocutore. Tutto quello che devi fare è avere una webcam, che è diventata un mezzo di comunicazione familiare per milioni di persone in tutto il mondo. Oggi parleremo di cosa sono e come non sbagliare con la scelta.

Come è nata la prima webcam?

La prima webcam è stata lanciata nel 1991 e mostrava una macchina da caffè nella Trojan Room dell'Università di Cambridge. Il gruppo di scienziati che vi lavorava ha dovuto sopportare condizioni veramente spartane. Ad esempio, per fare il caffè bisognava salire di un piano, dove si trovava l'unica macchina del caffè. Come in ogni grande squadra, il caffè finiva rapidamente e i viaggi per una bevanda corroborante non avevano sempre successo. Era necessario trovare una via d'uscita dalla situazione. Di conseguenza, una telecamera puntata sulla caffettiera è stata collegata a uno dei computer del laboratorio, che disponeva di un dispositivo di acquisizione video. La funzione del server web è stata svolta dallo stesso computer a spese di un software scritto appositamente per esso. È diventato facile scoprire il livello di caffè in una caffettiera: è stato sufficiente eseguire il software client sul computer che fornisce una connessione al server. Successivamente, in una piccola finestra sullo schermo, è apparsa un'immagine in bianco e nero, che è stata aggiornata tre volte al minuto.

All'inizio del 1992, sulle pagine della rivista Comm-Week è apparsa una nota su un complesso interessante, che ha spinto molti produttori a sviluppare e rilasciare webcam. A proposito, la stessa telecamera della Trojan Room è stata spenta il 22 agosto 2001. Ora le webcam vengono utilizzate per le teleconferenze su Internet, nonché per:

riprese;
fotografare;
video sorveglianza.

Le webcam funzionano solo con applicazioni di rete multimediali, in cui viene prestata particolare attenzione non alla qualità dei dati trasmessi (immagine e suono), ma alla velocità di trasmissione. Ecco perché, prima di acquistare una fotocamera, dovresti prestare particolare attenzione alla compatibilità del dispositivo con il sistema operativo installato sul tuo computer. alcuni modelli sono progettati esclusivamente per funzionare con il sistema operativo Windows.

Strutturalmente, le webcam sono costituite dai seguenti componenti:

lente;
matrici CCD;
filtro ottico;
unità di compressione video;
schede di acquisizione video;
processore centrale;
server web integrato;
interfaccia di rete;
porte seriali;
memoria flash;
ingressi/uscite di allarme.

Alcuni modelli sono dotati di dispositivi rotanti, il che significa che possono eseguire una videosorveglianza circolare.

Matrice webcam

La matrice è il cuore della webcam. Differiscono nella tecnologia di produzione e al momento le matrici vengono utilizzate attivamente:

CMOS;

Il vantaggio del CCD è che produce un'immagine migliore, mentre crea meno "rumore" (interferenza). Ciò si confronta favorevolmente con la matrice sui sensori CMOS. Inoltre, sono un po' più costosi.

Oltre alla tecnologia dei sensori, è importante considerare la risoluzione. La qualità dell'immagine dipende da questo. La risoluzione della webcam può variare da 0,3 a 3 megapixel. La più popolare è la risoluzione VGA - 0,3 Mpix. con una dimensione del fotogramma di 640x480 pixel. Questo è sufficiente per la videoconferenza e la registrazione di brevi video.

Molto spesso, ci sono webcam in vendita con le seguenti risoluzioni:

640x480 e 800x600. Questo è sufficiente per la trasmissione video e la videoconferenza, ma per una buona foto non è sufficiente.
Risoluzione 1280x720 o HD. Queste fotocamere ti consentono di ottenere video di buona qualità e foto decenti. In generale, le webcam HD sono il miglior rapporto qualità-prezzo.
1280x960 e oltre (1280x1024, 1600x1200 e 1920x1080). Tali fotocamere ti consentono di ottenere video di qualità eccellente (fino al Full HD) e le foto saranno buone, ma hanno difficoltà a "competere" con le schede delle fotocamere.

Vale la pena notare che le webcam ad alta risoluzione richiedono una connessione Internet ad alta velocità per funzionare correttamente.

Un parametro importante è la sensibilità della matrice, che determina il livello minimo di illuminazione al quale è possibile scattare. La sensibilità è misurata in Lux. Dovrebbe essere chiaro che indipendentemente dal prezzo, quasi tutte le fotocamere, anche con sensori CCD, creano interferenze e "fanno rumore" se non abbastanza luce colpisce la matrice.

Tipo di connessione webcam

Quando scegli una webcam, dovresti prestare attenzione a come si connette al tuo computer. La maggior parte dei modelli è dotata di un connettore USB e dispone di una cosiddetta connessione cablata. Esistono due versioni di questa interfaccia, che differiscono per la velocità. Versione USB 1.1, mentre la qualità video lascerà molto a desiderare: 640x480 pixel a 15 frame al secondo (frame rate 15 fps). Ciò influisce negativamente sulla qualità dell'immagine: "rallenta". In questo caso è meglio scegliere modelli in cui il frame rate fosse superiore a 30 fps (ormai quasi tutte le webcam hanno questa frequenza). USB 1.1 non può passare un flusso di dati più grande, quindi è meglio dare la preferenza alle fotocamere che funzionano con USB 2.0 e USB 3.0.

Più convenienti sono le webcam wireless. Sono composti da due parti:

trasmettitore (montato nel corpo macchina);
ricevitore che si collega al connettore USB.

Molto spesso, in questo caso viene utilizzata la tecnologia Wi-Fi per trasmettere un segnale. Il vantaggio di tali webcam è l'assenza di fili, che sono già troppo saturi nella nostra vita.

Funzionalità aggiuntive della webcam

La maggior parte delle webcam, oltre alle funzioni di base, dispone di una serie di opzioni aggiuntive. Ad esempio, possono essere utilizzati per la fotografia. In questo caso, è meglio dare la preferenza a fotocamere con una risoluzione sufficientemente alta.

Vale la pena notare che la maggior parte delle webcam ha un microfono integrato. La cosa principale è che è conveniente. Non è necessario collegare dispositivi aggiuntivi, il che consente di risparmiare tempo ed eliminare i cavi non necessari. Naturalmente, un tale microfono integrato non può essere paragonato a un buon microfono professionale, ma affronta pienamente i compiti ad esso assegnati. Per i blogger impegnati nelle riprese video, vale la pena scegliere modelli con un microfono più sensibile. Ciò consente una buona qualità del suono, che è così importante nel loro funzionamento.

Le webcam senza microfono sono meno costose, ma lavorare con esse non è così comodo.

Le più popolari sono le webcam con funzione di retroilluminazione. Consente di migliorare l'illuminazione dell'area vicino alla telecamera. Allo stesso tempo, è abbastanza comodo per gli occhi umani e non abbaglia con la luce intensa. Puoi controllare la retroilluminazione utilizzando un tasto speciale sulla custodia, ma i modelli più avanzati dispongono di pulsanti per la regolazione della luminosità e del colore.

La maggior parte delle webcam odierne dispone dell'autofocus, il che è comodo perché non è necessario regolare manualmente la nitidezza ogni volta. La fotocamera si adatta automaticamente all'immagine più nitida possibile. Di norma, non ci sono praticamente fotocamere con messa a fuoco manuale. I modelli di fotocamera più "sofisticati" hanno una funzione di rilevamento del viso. Questa opzione consente di mantenere automaticamente a fuoco il viso dell'utente, che si trova nel campo visivo della telecamera. Ciò semplifica notevolmente la scelta del luogo in cui installare la telecamera e rende la videoconferenza il più confortevole e conveniente possibile.

Fissare la fotocamera

A seconda del metodo di installazione della webcam, possono essere suddivisi in:

clip-on (montaggio sul monitor);

Le videocamere a clip possono essere facilmente fissate a cover per laptop o monitor LCD.

Il piano del tavolo ha una piattaforma e una gamba speciali. Nonostante occupino spazio sul tavolo, ti permettono di sparare da punti diversi.

Il supporto universale è l'opzione migliore. Sono installati su qualsiasi superficie da un laptop piatto a uno scaffale su una scrivania del computer, perché hanno uno speciale supporto a clip.

Colore della fotocamera per adattarsi al tuo umore

Oggi i produttori producono webcam eleganti e luminose con diversi colori del corpo.

Il dispositivo e il principio di funzionamento della webcam

matrice CCD,

lente,

filtro ottico,

scheda di acquisizione video,

unità di compressione video (compressione),

unità di elaborazione centrale e server web integrato,

memoria flash,

interfaccia di rete,

porte seriali,

ingressi/uscite di allarme.

Come fotorilevatore, la maggior parte delle webcam usa CCD(CCD, CCD - Charge Coupled Device) - una piastra semiconduttrice fotosensibile rettangolare con un rapporto di aspetto di 3: 4, che converte la luce incidente in un segnale elettrico. Il CCD è costituito da un gran numero di cellule sensibili alla luce. Per aumentare la sensibilità alla luce del CCD, spesso si forma una struttura che crea una microlente davanti a ciascuna delle celle. I parametri tecnici di una webcam solitamente indicano il formato della matrice CCD (la lunghezza della diagonale della matrice in pollici), il numero di pixel effettivi, il tipo di scansione (progressiva o interlacciata) e la sensibilità.

lenteè un sistema di lenti progettato per proiettare l'immagine di un oggetto di osservazione sull'elemento fotosensibile di una webcam. L'obiettivo è parte integrante della webcam, pertanto la qualità dell'immagine video ricevuta dalla webcam dipende dalla corretta scelta e installazione. Molto spesso, una webcam viene fornita con un obiettivo. Gli obiettivi sono caratterizzati da una serie di parametri importanti, come la lunghezza focale, l'apertura relativa (F), la profondità di campo, il tipo di innesto (C, CS), il formato.

Filtri tagliati infrarossi ottici installate nelle webcam sono piastre parallele piano otticamente accurate montate sulla parte superiore del CCD. Funzionano come filtri ottici passa-basso con una frequenza di taglio di circa 700 nm, vicino al rosso. Tagliano la componente infrarossa delle onde luminose, garantendo la corretta riproduzione dei colori della webcam. Tuttavia, molte webcam in bianco e nero non dispongono di tali filtri, il che rende le webcam monocromatiche più sensibili.

Scheda di acquisizione video le webcam (unità di digitalizzazione) convertono il segnale elettrico analogico generato dalla matrice CCD in formato digitale. Il processo di conversione del segnale si compone di tre fasi:

Campionamento,

Quantizzazione,

codifica.

Campionamento- lettura dell'ampiezza del segnale elettrico ad intervalli regolari (periodo). Questa fase di conversione del segnale è caratterizzata dalla frequenza di campionamento.

Unità di compressione le webcam comprimono il segnale video digitalizzato in uno dei formati di compressione (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Grazie alla compressione, la dimensione del fotogramma video è ridotta. Ciò è necessario per l'archiviazione e la trasmissione di immagini video in rete. Se la rete locale a cui è collegata la webcam ha una larghezza di banda limitata, per evitare l'overflow del traffico di rete, è consigliabile ridurre la quantità di informazioni trasmesse riducendo il frame rate sulla rete o la risoluzione dei frame. La maggior parte dei formati di compressione utilizzati dalle webcam fornisce un ragionevole compromesso tra le due soluzioni al problema della trasmissione di video in rete. I formati di compressione attualmente noti consentono di ottenere un flusso digitalizzato con una larghezza di banda di 64 Kb - 2 Mb (con tale larghezza di banda, i flussi di dati video possono funzionare in parallelo con altri flussi di dati nelle reti).

La compressione delle immagini video in una webcam può essere rappresentata sia dall'hardware che dal software. L'implementazione software della compressione è più economica, tuttavia, a causa dell'elevata capacità di calcolo degli algoritmi di compressione, risulta inefficace, soprattutto quando è necessario visualizzare video da una webcam online. Pertanto, la maggior parte dei principali produttori produce webcam con compressione hardware. Ad esempio, ogni telecamera di rete di AXIS Communications è dotata di un processore di compressione ARTPEC che comprime le immagini video ad alta velocità in formato JPEG/MJPEG.

processore è il nucleo informatico della webcam. Esegue operazioni per l'output di video digitalizzati e compressi ed è anche responsabile delle funzioni del server Web incorporato e del programma di controllo per le webcam.

Interfaccia Ethernet serve per collegare la webcam ad una rete Ethernet 10/100 Mbps.

Scheda di memoria flash consente di aggiornare i programmi di controllo della webcam e memorizzare pagine HTML personalizzate.

RAM serve per memorizzare dati temporanei che vengono generati durante l'esecuzione di programmi di controllo e script utente. Molte videocamere Internet dispongono di un cosiddetto buffer video. Questa è la porzione di RAM riservata alla registrazione e all'archiviazione temporanea delle riprese video catturate dalla webcam. Le informazioni nel buffer video vengono aggiornate ciclicamente, ad es. il nuovo frame viene scritto su quello più vecchio. Questa funzione è necessaria se la webcam effettua la videosorveglianza, in quanto permette di ripristinare gli eventi precedenti e successivi all'allarme dai sensori di sicurezza collegati alla webcam.

Ingressi/uscite di allarme servono per collegare i sensori di allarme alla webcam. Quando uno dei sensori viene attivato, viene generato un allarme, a seguito del quale il processore della webcam assembla una serie di frame registrati nel buffer video prima, dopo e al momento dell'allarme. Questo set di frame può essere inviato a un indirizzo e-mail specificato o tramite FTP.

Collegamento e installazione di una webcam

In genere, una webcam è connessa a Internet tramite la porta Ethernet 10BaseT / 100BaseTX / 1000BaseTX o utilizzando un modem tramite una porta seriale. Dopo che la webcam è fisicamente connessa alla rete, le viene assegnato un indirizzo IP. Il più delle volte, una webcam non ha un indirizzo IP predefinito; si installa o utilizzando l'apposita funzione di un normale browser web, oppure tramite un comando DOS che utilizza per l'identificazione il numero di serie della webcam assegnatogli dal produttore. Inoltre, i produttori sviluppano programmi speciali per webcam che semplificano notevolmente la procedura per l'assegnazione di un indirizzo IP a una webcam (ad esempio, IP Installer di AXIS Communications). Con il software integrato per server web, server FTP, client FTP, client di posta elettronica, ecc., la webcam si connette direttamente alla rete LAN / WAN / Internet e funziona come un dispositivo di rete autonomo al suo interno. Questo distingue le webcam dalle altre fotocamere digitali, che richiedono una connessione obbligatoria a un personal computer tramite porta USB o LPT. Inoltre, le webcam possono supportare script personalizzati e applet JAVA.

Per installare una webcam all'aperto o al chiuso, molti produttori forniscono elementi di fissaggio speciali nel design del corpo della telecamera, progettati per l'installazione su pareti, soffitti, staffe e dispositivi rotanti. Alcune webcam dispongono di dispositivi PTZ incorporati per il montaggio su una superficie orizzontale o verticale.

Caratteristiche e funzioni aggiuntive della webcam

Sensore di movimentoè un modulo software, il cui compito principale è quello di rilevare le webcam che si muovono nel campo visivo di un oggetto di videosorveglianza. Il rilevatore di movimento non solo rileva il movimento nel campo dell'immagine, ma determina anche le dimensioni dell'oggetto e la velocità del suo movimento. A seconda delle attività di videosorveglianza, il rilevatore di movimento della webcam è configurato per rilevare il movimento di oggetti con la massima riduzione al minimo dei falsi allarmi (filtro del rumore) e viene impostata una logica di elaborazione degli allarmi flessibile (registrazione degli allarmi, integrazione con altri dispositivi di sicurezza).

Trasmissione audio in rete, nella maggior parte dei casi, si effettua collegando alla webcam un modulo audio aggiuntivo. Ad esempio, AXIS Communications sta rilasciando uno speciale modulo audio AXIS 2191 per espandere la funzionalità delle webcam, compatibile con la maggior parte delle webcam AXIS.

Una webcam è un dispositivo che avvicina le persone, il che ti consente di non sentire quanto sia lontana la persona amata.

Molti ormai non immaginano nemmeno come facevano a vivere senza questa invenzione, come comunicavano con amici e parenti che abitano a migliaia di chilometri di distanza. Ma grazie alla webcam, tutti i confini sono stati cancellati e ora in qualsiasi momento della giornata puoi vedere una persona e comunicare con lei.

Oltre al fatto che la webcam permette di comunicare con parenti che vivono all'estero o con amici che vivono in altre città, è diventata parte integrante del flusso di lavoro nelle istituzioni e negli uffici. La presenza di una webcam sul desktop consente di monitorare il lavoro dei dipendenti, condurre conferenze o riunioni online con i dipendenti che lavorano fuori dall'ufficio centrale.

Tutti sanno come comunicare su Skype, ma, sfortunatamente, non molti utenti possono scegliere una buona webcam. Ma è la fotocamera che determina la qualità dell'immagine e altri punti importanti che rendono confortevole la comunicazione tra le persone.

Pertanto, non esiste una classificazione o tipi di webcam. Tutte le telecamere possono essere suddivise approssimativamente in computer, tablet, telecamere IP, wireless e giochi. Ma in realtà, si distinguono per tali parametri: la risoluzione della matrice, la qualità dell'ottica, il tipo di attacco, il metodo di trasferimento delle informazioni. Gli stessi parametri vengono utilizzati per selezionare la webcam richiesta.

Va notato che le telecamere IP vengono utilizzate principalmente per monitorare un oggetto o un territorio. Tali telecamere trasmettono un'immagine di alta qualità in qualsiasi momento della giornata, a differenza delle loro controparti, che non hanno alcun criterio per la qualità dell'immagine. Pertanto, quando si sceglie una webcam, non è necessario fare affidamento sulle caratteristiche descritte. Devi solo accendere la fotocamera e vedere come funziona. Allo stesso tempo, non temere che il programma non funzioni. I produttori creano webcam che funzionano con qualsiasi applicazione.

Caratteristiche principali

La scelta di una webcam vale la pena iniziare con la ricerca tipo di matrice... Esistono due tipi principali di CMOS e CCD. Le webcam, progettate per la comunicazione su Internet, sono dotate di una matrice di tipo CMOS. Il CCD ha una qualità dell'immagine migliore rispetto al primo tipo. Pertanto, è installato nelle webcam progettate per motivi di sicurezza. È meglio confrontare la qualità dell'immagine con CMOS e CCD quando si sceglie una telecamera. Quindi effettuare un acquisto.

Capacità di risoluzione Resolutionè un altro punto importante che influisce sulla qualità dell'immagine. La risoluzione minima della webcam è di 0,3 megapixel, ad es. 320x240 pixel, sufficienti per le videoconferenze. La risoluzione massima della webcam è di 2592x1944 pixel. La migliore risoluzione per le webcam è 640x480 e 1280x960 pixel, che ti consente di vedere chiaramente l'interlocutore, scattare foto e video. Allo stesso tempo, non si dovrebbe sperare che il video o la fotografia siano chiari, come su una fotocamera o una videocamera. Tuttavia, le immagini sono leggermente sfocate. Una webcam è prima di tutto uno strumento per comunicare con le persone. Pertanto, la bassa risoluzione è compensata da altri buoni parametri.

Ottico a, installato sulle webcam influisce sulla qualità dell'immagine. I produttori stanno cercando di installare ottiche di alta qualità. Può andare in modelli sia costosi che economici. Le ottiche in vetro di alta qualità, ad esempio, includono Carl Zeiss. Il tipo di ottica è indicato nelle caratteristiche del dispositivo in negozio o sulla confezione.

Frequenza fotogrammiè un parametro a cui prestare attenzione. Il frame rate varia da 9 a 90Hz. Una bassa frequenza trasmetterà l'immagine come una presentazione. Frame rate più elevati potrebbero non essere compatibili con le velocità di Internet e, di conseguenza, la comunicazione non sarà possibile. L'opzione migliore è 40 - 70Hz. Tuttavia, dovresti prendere in considerazione la velocità di Internet, ad esempio, per il Wi-Fi, dovresti scegliere una frequenza fotogrammi media.

Il prossimo parametro che influenza la qualità dell'immagine è sensibilità della matrice... La qualità dell'immagine in una particolare illuminazione dipende dal livello di sensibilità della matrice. Se la sensibilità della matrice non è elevata, una scarsa illuminazione interferirà con la trasmissione dell'immagine.

La comunicazione è difficile da immaginare senza un microfono. Pertanto, se viene scelta una webcam per un personal computer, è necessario fornire un microfono nel suo modello. Se per un laptop, netbook o tablet, il microfono è già integrato in essi.

Tipo di montaggio... Per questo parametro, tutto è abbastanza semplice. Se è necessario montarlo sul monitor, scegliere un modello con il supporto appropriato. La webcam può semplicemente stare sul tavolo se c'è molto spazio. Per eseguire funzioni di sicurezza, vengono scelte telecamere montate su una parete o su un palo (se la sorveglianza viene effettuata per strada). Pertanto, ognuno sceglie ciò che è più conveniente per lui.

Esistono due modi per collegare una webcam: tramite un cavo USB o un modem. Usano principalmente il primo metodo di connessione, perché la velocità sarà sempre alta. Se utilizzi un modem, la velocità dipenderà direttamente dal provider. Il terzo metodo di connessione è meno comune, perché viene utilizzato in costosi modelli di webcam: wireless. Può essere utilizzato solo se il Wi-Fi è disponibile.

L'ultimo punto a cui prestare attenzione quando si sceglie una webcam è la compatibilità del sistema operativo. Una cosa va detta qui, quasi tutti i modelli di webcam funzionano con il sistema operativo Windows e non sono adatti ad altri sistemi.

Funzionalità aggiuntive delle webcam

Zoom e retroilluminazione. Per una fotocamera o una videocamera, queste funzioni sarebbero molto più importanti che per una webcam. Non miglioreranno comunque la qualità dell'immagine allo stesso stato di una fotocamera. Allo stesso tempo, la presenza di zoom e illuminazione testimonia il buon assemblaggio del dispositivo.

La messa a fuoco automatica è una buona cosa, soprattutto se prevedi di spostare frequentemente la webcam o di scattare foto e video. La distanza dal soggetto sarà sempre regolata.

Molti produttori aggiungono una modifica alla modalità di scatto alle funzionalità aggiuntive della webcam (ad esempio seppia, foto in bianco e nero, bilanciamento del bianco, ecc.). In linea di principio, saranno utili per le riprese, ma non per la comunicazione Skype. Anche se vale la pena elaborare le foto in un programma appositamente progettato per questo.

Produttori di webcam

Rispondendo a questa domanda, la prima cosa che viene in mente sono le note aziende impegnate nella produzione di elettronica, ad es. Samsung, LG e Philips. Inoltre, sono disponibili webcam di HP, Bravis e Microsoft. Naturalmente, ci sono altri produttori meno popolari di quelli elencati. Le più popolari sono le webcam di Genius, Logitech e Creative. Garantiscono l'alta qualità dei loro prodotti.

Puoi acquistare prodotti da queste aziende non solo nei negozi specializzati, ma anche nei negozi online, dove anche la qualità è garantita.

La politica dei prezzi è diversa. Dipende non solo dal marchio, ma anche da funzionalità aggiuntive. Quando si sceglie una webcam, vale la pena ricordare una cosa: il più costoso non significa il migliore. Puoi acquistare una webcam economica e ottenere un'immagine di alta qualità quando comunichi con i parenti. Il costo delle webcam varia da 300 a 6100 rubli.

Usare una webcam è abbastanza facile. Programmi speciali ti consentono di configurare Skype e la fotocamera dovrà solo essere collegata ad esso

Quando si utilizza una webcam, è importante non toccare l'ottica e fissarla saldamente in modo che non cada.

Pertanto, la migliore opzione per l'uso domestico e la comunicazione su Skype sarà una webcam con una risoluzione di 640x480 pixel, un cavo USB per il collegamento, con un microfono incorporato e con la funzione di regolare automaticamente l'immagine in base all'illuminazione nel Camera.

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