Geum.ru

В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003

Вид материалаДокументы

Содержание


5.6. Технические средства подготовки дидактического материала
5.6.2. Цифровые фотоаппараты
5.6.3. Цифровые видеокамеры-фотокамеры
Подобный материал:
1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

5.6. Технические средства подготовки дидактического материала



Видео- и фотосъемка представляют собой сплав науки и искусства, и при этом их реализация зависит от правильного выбора и использования соответствующих технических средств. Из материала, приведенного ниже, читатель узнает о принципе действия, устройстве и возможностях этой аппаратуры. Приемы же работы ему придется осваивать самому на практике, прибегая к помощи специальной литературы.

5.6.1. Видеокамеры



Использование в учебном процессе видеотехники предусматривает применение видеоматериалов на видеокассетах. Это могут быть как учебные видеофильмы, изготавливаемые профессионально и распространяемые централизованно, так и видеосъемки, выполненные учениками, студентами, преподавателями и используемые ими. В последнем случае трудно достигнуть высокого уровня профессионализма, но это зачастую окупается насущностью и актуальностью видеоматериала. Так, зафиксированный на видеопленке фрагмент урока, проведенного студентом на школьной практике, дает ценный и незаменимый материал для обсуждения.

Видеокамера, отличаясь малыми габаритами и весом, объединяет функции видеомагнитофона, телевизора, телевизионной передающей камеры и аудиомагнитофона. Современные видеокамеры, представляющие собой сложнейшие устройства, достаточно просты в использовании и вполне могут быть освоены и использованы любым преподавателем и студентом.

Одной из первоочередных задач разработчиков видеокамер является уменьшение их габаритов и веса (уже есть камеры, весящие менее 1 кг).

Применяются следующие форматы кассет для аналоговой видеозаписи:
  • VHS - стандартная большая кассета с временем записи на ленту 12,6 мм до 240 мин. с малой четкостью изображения - 240 линий по горизонтали;
  • VHS-C - компактная кассета с лентой 12,6 мм.
  • S-VHS (Super-VHS) - кассета с улучшенным форматом записи, четкость до 400-420 линий по горизонтали.
  • S-VHS-C - малогабаритный вариант кассеты S-VHS.
  • Video8 - кассеты с лентой шириной 8 мм, время записи до 120 мин.
  • Hi8 - кассеты с более качественной лентой, дающей четкость до 380-420 линий по горизонтали.

Аналоговые видеокамеры хотя и распространены в учебных заведениях, в настоящее время неперспективны и заменяются цифровыми камерами.

Модели mini-DV (Digital Video) – это семейство малогабаритных цифровых камер, использующих очень маленькие кассеты (664812 мм) с узкой лентой (всего 6,35 мм) и четкостью до 500 линий по горизонтали. У них отсутствуют шумы цветности, нет потерь качества изображения при копировании. Возможна прямая передача сигнала на компьютер. Для этого, помимо аналоговых разъемов (S-Video и RCA), mini-DV камера имеет специальное гнездо DV-выхода (часто допускающее и ввод сигнала). Продолжительность записи на одну кассету - 60 минут в режиме стандартной скорости (SP) и до 90 минут в режиме уменьшенной вдвое скорости (LP).

Модели Digital8 характерны следующими возможностями:
  • цифровая запись качественного изображения (до 500 линий по горизонтали) и звука (PCM: 16 бит-48 кГц/12 бит-32 кГц);
  • использование кассет Hi8 (допустимо - Video8);
  • воспроизведение аналоговых записей Hi8 и Video8;
  • DV-интерфейс (с возможностью копирования записей на DV-камеры, магнитофоны и ввода в ПК через DV-плату);
  • возможность оцифровки аналоговых записей через аналоговые входы.

Время записи у европейских моделей - 2/3 от номинала кассеты (т.е. максимум 80 мин. в SP (или 120 мин. с новейшей кассетой SONY), режим LP не предусмотрен.

Перейдем к описанию конструкции видеокамеры - рис. 5.41. Объектив формирует изображение на светорегистрирующем устройстве - видиконе или приборе с зарядовой связью ПЗС. Именно этот прибор и обеспечивает получение изображения. Матрица ПЗС состоит из большого количества ячеек, называемых пиксели. Чем больше пикселей содержит матрица ПЗС, тем более качественное изображение может быть получено.


Рис.5.41. Упрощенное устройство видеокамеры


Обычно видеокамера снабжается высококачественным объективом с переменным фокусным расстоянием, которое может быть изменено как вручную, так и посредством электропривода. Изменение фокусного расстояния позволяет установить план съемки, а также реализовать приемы «наезд» и «откат». Кратность фокусного расстояния (отношение максимального фокусного расстояния к минимальному), достигаемая оптическими средствами, составляет 10-20, однако применяется и цифровое повышение кратности, измеряемое сотнями.

Матрица ПЗС характеризуется и светочувствительностью, поэтому объектив видеокамеры снабжается диафрагмой, позволяющей регулировать величину светового потока, попадающего на матрицу, в зависимости от освещенности объекта съемки. Затвор позволяет выбрать величину экспозиции (обычно и то и другое происходит автоматически). Обычно при съемке обеспечивается частота смены кадров 25 кадров в сек. Величина экспозиции и частота смены кадров взаимосвязаны, что следует учитывать при ручном выборе экспозиции (при выборе экспозиции больше 1\25 сек. указанная частота смены кадров не может быть обеспечена).

Видеокамеры кроме возможности выбора экспозиции автоматически могут быть снабжены следующими программами установки экспозиции (перечислены далеко не все):
  • Auto – эта функция задает полную автоматизацию процесса съемки. Автоматически устанавливается фокусировка, диафрагма, скорость срабатывания затвора (время выдержки), баланс белого и иные функции. Этот режим очень удобен для съемки, но не всегда позволяет добиться наивысшего качества.
  • Portrait – портретная съемка (резко «прорисованный» объект на размытом фоне).
  • Sport – спортивная съемка при малой выдержке и естественном освещении.
  • Sportlight –зрелищная съемка при искусственном освещении.
  • Sand&Snow – съемка при ярком фоне.
  • High Speed Shutter – сверхскоростная спортивная съемка.
  • Twilight – съемка при слабом естественном освещении.
  • White Balance – съемка с коррекцией светового баланса.

Звуковой тракт видеокамеры (моно- или стереофонический) принципиально не отличается от звукового тракта аудио - или видеомагнитофона. Видеокамеры имеют встроенный микрофон, некоторые допускают подключение внешних микрофонов. Многие видеокамеры снабжены монохромным или цветным дисплеем, позволяющим выбирать план объекта съемки, а также в режиме видеомагнитофона просматривать отснятый материал. На дисплее отображаются и параметры видеосъемки, такие, как дата и время, степень разряда батареи, выбранные параметры съемки.

Вид видеокамер довольно разнообразен. На рис. 5.42 показана полупрофессиональная цифровая видеокамера стандартного вида - Sony DCR-TRV940E. Она использует формат MiniDV. ПЗС камеры имеет 31,07 млн. пикселей. Имеется 150-кратный цифровой и 12-кратный оптический вариообъектив. Возможна запись на карту Memory Stick. Камера имеет 3,5-дюймовый ЖК-экран и сенсорную панель управления. Есть встроенная выдвижная вспышка и оптическая система стабилизации изображения Super SteadyShot. Функция USB streaming обеспечивает передачу видео в ПК.


Рис. 5.42. Полупрофессиональная цифровая видеокамера стандартного вида DCR-TRV940E


DCR-IP45E - еще одна оригинальная видеокамера Sony (рис. 5.43). Это очень компактная цифровая видеокамера. Она обеспечивает запись 60 минут великолепного цифрового изображения на кассету размером с почтовую марку microMV. Запись идет в формате MPEG2, что предельно упрощает видеомонтаж. Камера имеет откидывающуюся рукоятку, под которую остроумно приспособлен аккумулятор камеры.


Рис. 5.43. Миниатюрная видеокамера Sony DCR-IP45E


Качество отснятого материала определяется наличием объектива Carl Zeiss и мегапиксельной матрицы преобразователя изображения CCD (1 070 000 элементов). Камера имеет 2,5-дюймовый ЖК-экран, цветной видоискатель, режим ночной съемки Super Night Shot, лазерный автофокус и запись фотографий в карту памяти Memory Stick. Камера может быть подсоединена к компьютеру по шине USB, передавая видеоизображение непосредственно на диск ПК или даже в Интернет.

5.6.2. Цифровые фотоаппараты



Переход от аналоговых форм записи и хранения информации к цифровым распространился на все области деятельности. Этот процесс затронул и такую сферу любительской и профессиональной деятельности, как фотография, - от простых черно-белых и цветных пленок переходят к цифровой фотографии.

Электронный цифровой фотоаппарат во многом похож на своего предшественника - обычный фотоаппарат. Он также имеет камеру, объектив с диафрагмой и шторкой, управляемой затвором, а также все электронные устройства для автоматического определения выдержки, диафрагмы и автоматической фокусировки изображения. Более того, в некоторых электронных фотоаппаратах (рис. 5.44, например) используются корпуса и оптика хорошо зарекомендовавших себя типов 35-миллиметровых фотокамер известных фирм (Canon, Nikon, Minolta и др.). Многие электронные фотоаппараты, как и обычные, имеют и встроенную фотовспышку - при ней съемки в затемненных помещениях получаются более живыми.




Рис. 5.44. Электронный цифровой фотоаппарат Sony DSCF-717


Вместо фотопленки в камере установлена такая же светочувствительная матрица, как и в видеокамере - чаще всего ПЗС. Она создает цифровой сигнал, который запоминается в памяти камеры - обычно это флэш-память, хотя есть и камеры с жесткими и гибкими дисками. Файлы изображения (обычного графического формата) можно переносить в компьютер и передавать по сети Интернета.

Цифровой фотоаппарат обычно снабжен оптическим видоискателем и ЖК-панелью, на которой видно, какое изображение помещается в кадр при выбранных автоматических или ручных настройках. В некоторых моделях зеркальных цифровых фотоаппаратов оптический видоискатель получает световой поток непосредственно от светорегистрирующей матрицы, т.е. оператор видит картину, полностью соответствующую будущему отпечатку.

Органы управления мало чем отличаются от органов управления обычных фотоаппаратов, кроме возможности работы с отснятыми кадрами. Имеются кнопки настройки параметров съемки, работы с меню. К основным кнопкам относятся переключатель режима работы, спуска затвора, вход в меню. Изображение записывается в графическом формате в сжатом виде, чаще всего в формате JPEG c использованием трех степеней сжатия (высокое, среднее, низкое) в зависимости от требований к качеству снимка. Обычно есть возможность записи и в формате TIF без компрессии, но такие файлы велики по размеру.

Цифровой фотоаппарат Sony DSCF-717 (рис. 5.44) относится к числу полупрофессиональных и довольно дорогих моделей. Он имеет 5-мегапиксельную фотоматрицу, обеспечивающую высочайшее качество цифровых фотографий. Камера дает возможность вывода в реальном времени гистограммы кадра: график, показывающий количество света, попадающего на матрицу, позволит сделать правильную экспокоррекцию. Другая удобная функция – возможность создания директорий на карте памяти MS. Заметим, что емкость входящей в комплект камеры карточки увеличилась; теперь она составляет 32 Мб. На подготовку к работе после включения требуется всего 1,5 сек.
Поворачивающийся объектив Carl Zeiss Vario Sonnar обеспечивает функции ночной съемки и ночного кадрирования. Выдержка: от 1/2000 секунд.

Но и легкие малогабаритные цифровые фотокамеры ныне могут иметь высокое разрешение. Например, фотокамера Sony DSCP-9 (рис. 5.45) имеет разрешение 4 Мегапикселя. Такие камеры часто называют «мыльницами» за их простоватый вид и близкие к мыльнице размеры. Тем не менее и такие камеры могут обеспечивать высокое качество изображения.


Рис. 5.45. Малогабаритная цифровая камера Sony DSCP-9


Разумеется, выбранные для примера фотокамеры компании Sony далеко не единственные на рынке таких устройств. Ныне на рынке можно найти десятки цифровых фотокамер самых различных фирм.

5.6.3. Цифровые видеокамеры-фотокамеры



Знакомство с цифровыми видеокамерами и цифровыми фотокамерами показывает, что между ними очень много общего. Поэтому вполне естественной является постепенная интеграция таких устройств. Многие цифровые видеокамеры научились «стрелять одиночными выстрелами», а цифровые фотоаппараты «короткими очередями». В последнее время появились устройства, которые одновременно являются вполне полноценными цифровыми как видеокамерами, так и фотокамерами.

Для фотокамеры Sony Cybershot DSCF-77 (рис. 5.46) число пикселей составляет 4 млн. Эта камера имеет универсальный адаптер, самый современный вариообъектив Carl Zeiss. Отснятые изображения записываются на карту памяти MemoryStick Card (в комплекте MS 16 МБайт). Входящий в комплект камеры универсальный адаптер позволяет просматривать фотографии на экране телевизора, передавать их в компьютер и заряжать аккумулятор камеры.


Рис.5.46. Видеокамера-фотокамера Sony Cybershot DSCF-77


Поворачивающийся объектив Carl Zeiss обеспечивает удобство съемки, позволяя делять снимки практически под любым углом. Можно снимать даже самого себя! Вы можете сразу просматривать отснятые материалы на удобном ЖК-дисплее, расположенном на задней стенке корпуса. Она может использоваться для киносъемки в формате MPEG Movie HQX. Технология энергосбережения Stamina обеспечивает время работы с аккумулятором NP-FC10 - 1 час 30 мин.

Еще одна видеокамера Sony формата MICROMV класса MegaPixel с разрешением на 2,1 млн. пикселей показана на рис. 5.47. Камера обеспечивает возможность записи на карту Memory Stick. Эта новинка позволяет не только снимать видеофильмы в формате MPEG2 (этот же формат используется в DVD) с разрешением 520 линий по горизонтали, но и делать фотографии с разрешением 16001200 пикселей. Камера позволяет снимать в темноте, вести спортивную съемку. Точную цветопередачу и проработку мельчайших деталей изображения обеспечивает традиционный для камер Sony объектив Carl Zeiss T.


Рис. 5.47. Видеокамера Sony MegaPixel DCRIP-210E


Камера имеет режим burs - съемка 4 кадров с интервалом 0,5 сек или 32 кадров с интервалом 0,07 сек. Сфокусироваться на объекте съемки можно просто дотронувшись до его изображения на дисплее; активный дисплей также поможет отрегулировать экспозицию. Участок, на который наведен фокус, выводится на дисплей с двойным увеличением. С помощью кольца фокусировки можно также управлять зумом 8 предустановок резкости для разных сюжетов; вес видеокамеры – 520 г, размеры – 98х76х136 мм.