Веб камеры типы характеристики. Веб-камера: это что такое, и для чего она нужна? Подключение и установка веб-камеры

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.

Веб-камера - устройство, которое сближает людей, которое позволяет не чувствовать насколько далеко находится твой близкий и родной человек.

Многие сейчас даже не представляют, как жили раньше без этого изобретения, как общались с друзьями и родственниками, которые живут за тысячи километров. Но благодаря веб-камере были стерты все границы и теперь в любое время суток можно увидеть человека и пообщаться с ним.

Кроме того, что веб-камера дает возможность общаться с родственниками, которые живут за границей или с друзьями, которые проживают в других городах, она стала неотъемлемой частью рабочего процесса в учреждениях и офисах. Наличие веб-камеры за рабочим столом дает возможность следить за работой сотрудников, проводить онлайн-конференции или собрания с работниками, которые работают за пределами центрального офиса.

Общаться по скайпу умеют все, но выбрать хорошую веб-камеру могут, к сожалению, не многие пользователи. А ведь именно от камеры зависит качество изображения и другие немаловажные моменты, которые делают общение между людьми комфортным.

Как таковой классификации или видов веб-камер нет. Все камеры можно условно поделить на компьютерные, планшетные, IP-камеры, беспроводные и игровые. Но в действительности их различают по таким параметрам - разрешение матрицы, качество оптики, тип крепления, способ передачи информации. По этим же параметрам происходит выбор необходимой веб-камеры.

Стоит отметить, что IP-камеры в основном используют для наблюдения за объектом или территорией. Такие камеры передают качественное изображение в любое время суток в отличие от своих собратьев, которые не имеют каких-либо критериев относительно качества изображения. Поэтому при выборе веб-камеры стоит опираться не на описанные характеристики. Необходимо просто включить камеру и посмотреть, как она работает. При этом не стоит бояться, что не подойдет программа. Производители создают веб-камеры, которые сочетаются с любыми приложениями.

Основные характеристики

Выбор веб-камеры стоит начать с изучения типа матрицы . Различают два основных типа CMOS и CCD. Веб-камеры, которые предназначены для общения в интернете, оснащаются матрицей типа CMOS. Матрица CCD имеет лучшее качество передачи изображения, нежели первый тип. Поэтому ее устанавливают в веб-камерах, которые предназначены для охранных целей. Лучше всего при выборе камеры сравнить качество изображения с матрицей CMOS и CCD. После этого сделать покупку.

Разрешающие способности - еще один важный момент, который влияет на качество изображения. Минимальное разрешение веб-камеры 0,3 мпик, т.е. 320х240 пикселей, которого будет достаточно для проведения видеоконференций. Максимальное разрешение веб-камеры составляет 2592х1944 пикселей. Оптимальным вариантом разрешения для веб-камер является 640х480 и 1280х960 пикселей, что позволяет четко видеть собеседника, делать снимки и видеоролики. При этом не стоит надеяться, что видеоролик или фотография будет четкой, как на фотоаппарате или видеокамере. Все равно снимки получаются слегка размытыми. Веб-камера это, прежде всего, инструмент для общения с людьми. Поэтому низкое разрешение компенсируется другими хорошими параметрами.

Оптик а, установленная на веб-камерах влияет на качество картинки. Производители стараются устанавливать качественную оптику. Она может идти как в дорогих, так и в бюджетных моделях. К высококачественной стеклянной оптике, например, относят Carl Zeiss. Тип оптики указывается в характеристиках прибора в магазине или на упаковке.

Частота кадров - параметр, к которому стоит проявлять осторожность. Частота кадров колеблется от 9 до 90Гц. Маленькая частота будет передавать изображение в виде слайд-шоу. Большая частота кадров может быть не совместима со скоростью интернета и в результате общение станет не возможным. Оптимальным вариантом является 40 - 70Гц. Но все-таки стоит учитывать скорость интернета, например, для Wi-Fi стоит выбирать среднюю частоту кадров.

Следующий параметр, который влияет на качество изображения - чувствительность матрицы . От уровня чувствительности матрицы зависит качество изображения в той или иной освещенности. Если чувствительность матрицы будет не высокая, то плохая освещенность создаст помехи при передаче картинки.

Без микрофона общение трудно представить. Поэтому, если веб-камера выбирается для персонального компьютера, то в ее модели должен быть предусмотрен микрофон. Если для ноутбука, нетбука или планшета, то микрофон в них уже встроены.

Тип крепления . По данному параметру все достаточно просто. Если необходимо крепить к монитору, то выбираем модель с соответствующим крепежом. Веб-камера может просто стоять на столе, если много места. Для выполнения охранных функций выбирают камеры, которые крепятся на стену или столб (если наблюдение ведется на улице). Поэтому каждый выбирает то, что для него удобней.

Подключить веб-камеру можно двумя способами - через USB провод или модем. В основном используют первый способ подключения, потому что скорость всегда будет высокой. Если использовать модем, то скорость будет зависеть напрямую от провайдера. Третий способ подключения менее распространенный, потому что используется в дорогих моделях веб-камеры - беспроводной. Применять его можно только в том случае, если имеется Wi-Fi.

Последний момент, на который следует обратить внимание при выборе веб-камеры, совместимость с операционной системой. Здесь стоит сказать одно, практически все модели веб-камер работают с операционной системой Windows и для других систем не подходят.

Дополнительные возможности веб-камер

Zoom и подсветка. Для фотоаппарата или видеокамеры эти функции были бы куда более важней, нежели для веб-камеры. Они все равно не улучшат качество изображения до такого состояния как в фотоаппарате. При этом наличие zoom и подсветки свидетельствует о хорошей сборке аппарата.

Автофокус вещь хорошая, особенно, если планируется частый перенос веб-камеры или осуществление фото- и видеосъемок. При этом расстояние до объекта съемок всегда будет настроено.

Многие производители добавляют в дополнительные возможности веб-камеры изменение режима съемок (например, сепия, черно-белое фото, баланс белого и т. д.). В принципе для съемок они будут полезны, но для общения по скайпу - нет. Хотя обрабатывать фотографии стоит в специально разработанной для этого программе.

Производители веб-камер

Отвечая на данный вопрос первое, что приходит на ум это известные компании, которые занимаются выпуском электроники, т.е. Samsung, LG и Philips. Кроме того, веб-камеры выпускают HP, Bravis и Microsoft. Конечно, существуют другие производители менее популярные, нежели перечисленные. Наибольшей популярностью пользуются веб-камеры компаний Genius, Logitech и Creative. Они обеспечивают высокое качество своего товара.

Приобрести товары данных фирм можно не только в специализированных магазинах, но и в интернет-магазинах, где также гарантируют качество.

Ценовая политика разная. Она зависит не только от бренда, но и от дополнительных функций. Выбирая веб-камеру, стоит помнить одно - самое дорогое не значит лучшее. Можно приобрести недорогую веб-камеру и получать качественное изображение при общении с родственниками. Стоимость веб-камер варьируется от 300 до 6100 рублей.

Пользоваться веб-камерой достаточно просто. Специальные программы позволяют настроить скайп, а камеру останется только подключить к нему

При использовании веб-камеры важно не трогать оптику и надежно ее закрепить, чтобы она не падала.

Таким образом, оптимальным вариантом для домашнего пользования и общения в скайпе станет веб-камера с разрешением 640х480 пикселей, USB проводом для подключения, со встроенным микрофоном и с функцией автоматической настройки изображения исходя из освещения в комнате.

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

Зачем нужна веб-камера

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

Основные характеристики веб-камеры

Тип матрицы

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

Разрешение

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

Как правильно выбрать веб-камеру. Чувствительность матрицы

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

Число кадров в секунду (fps)

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

Тип подключения

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

Подсветка

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

Крепление

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

Платформа

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

Встроенный микрофон

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

Навороты

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

Производители

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

Вконтакте

Веб-камера - цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

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

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, - это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.

Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.)

История

Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года.

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

Устройство веб-камеры

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

Камеры с доступом через Интернет

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

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

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

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

Видеотелефония, видеоконференции

По мере того, как возможности работы с вебкамерами появлялись в приложениях, изначально предназначенных для текстового чата (в программах типа Instant Messenger) - в том числе в Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger - миллионы обычных пользователей по всему миру получили возможность общения друг с другом по видеофону.

Улучшение качества видеоданных позволило вебкамерам конкурировать с существовавшими до этого системами видеоконференцсвязи. Некоторые вебкамеры снабжаются новыми функциями, направленными специально на увеличение популярности и удобства видеосвязи (в том числе функциями, обеспечивающими автоматическое ретуширование снимка, сглаживание морщин, и т. п.)

Охранные системы

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

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

Сетевая веб-камера (IP-камера)

Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.

Программы для веб-камер

Программное обеспечение для работы с веб-камерами:

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

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.