Передающая телевизионная камера, видеокамера. Телевизионные камеры


Передающая телевизионная камера, видеокамера — Мегаобучалка

Телевизионная передающая камера, телекамера – это устройство для преобразования информации о распределении светотеней в видеосигнал. Упрощенная структурная схема черно - белой видеокамеры включает объектив, передающую телевизионную трубку, генератор строчной развёртки, генератор кадровой развёртки и видеоусилитель. Цветные камеры содержат три передающие телевизионные трубки, которые формируют сигналы, соответствующие трем основным цветам – красному, зелёному и синему. Разделение света производится цветоделительной оптической системой, выполненной в виде многогранной призмы, покрытой дихроическими плёнками или дихроическими зеркалами.

Принцип работы этих зеркал основан на интерференции (сложении различных длин волн) света в тонких пленках. Свет, попадая на первую дихроическую поверхность, разделяется в соответствии со спектральной характеристикой покрытия: синяя составляющая отражается и попадает на вторую отражающую грань призмы и направляется на передающую трубку синего канала. Свет, прошедший дихроическую поверхность первой призмы, попадает на дихроическую поверхность второй призмы, отражающую вторую цветовую (зеленую) составляющую изображения. Эта составляющая после полного внутреннего отражения на второй поверхности призмы попадает на передающую трубку яркостного канала. Третья цветовая составляющая белого света проходит прямо на передающую трубку красного канала.

Цветоделительная система располагается между объективом и светочувствительным элементом трубки. Видеосигналы с трубки усиливаются и подаются по кабелю на так называемый камерный канал и кодирующее устройство, в которых завершается формирование телевизионного сигнала. В цветной камере имеются устройства для точного геометрического совмещения (вручную или автоматически) изображений, формируемых тремя телевизионными трубками.

Состав блоков в вещательных камерах существенно различается и зависит от функционального назначения камеры. Если камера работает в составе репортажной телевизионной установки, то в самой камере должно обеспечиваться только предварительное усиление сигналов, полученных от трубок, а в камерном канале должны быть предусмотрены средства обработки сигналов. Если же назначение камеры – полное формирование сигнала для ввода в стандартную вещательную систему (иногда с промежуточной записью), вся обработка сигналов должна входить в камеру.

Своим появлением современные видеокамеры обязаны развитию твердотельных светоприемников. Известно, что первыми приемниками такого класса были фотодиоды. Благодаря их появлению был сделать огромный скачок в области регистрации света и изображений. В качестве примера можно привести удачную регистрацию с помощью фотодиода явления солнечного затмения, наблюдавшегося берлинскими учеными в Египте еще в 1911 году. Однако основной недостаток фотодиодов – одноканальность – не позволил им найти широкого применения.

С конца 30 - х годов ХХ века появились электронно - лучевые трубки (ЭЛТ), завоевавшие к концу 70 - х годов ХХ века лидирующее положение в телевидении. Однако они имели ряд серьезных недостатков: большие габариты и массу, инерционность преобразования, высокие питающее напряжение и потребляемую мощность, невысокую долговечность и прочность, чувствительность к магнитным полям и многое другое.

Революционное изменение ситуации произошло в связи с применением приборов с зарядовой связью (ПЗС). Вначале ПЗС применялись как более эффективные многоканальные заменители фотодиодов в исследовательских сферах деятельности - ядерной физике, астрофизике, химической физике, но с 1975 года по мере развития технологии производства ПЗС и сопутствующих электронных средств началось их активное внедрение в качестве телевизионных светоприемников. В 1989 году ПЗС - светоприемники применялись уже в подавляющем большинстве телекамер.

В настоящее время в качестве светочувствительного устройства в большинстве систем ввода изображений используются ПЗС - матрицы. Принцип работы ПЗС - матрицы следующий: на основе кремния создается матрица светочувствительных элементов (секция накопления). Каждый светочувствительный элемент имеет свойство накапливать заряды пропорционально числу попавших на него фотонов. Таким образом, за некоторое время (время экспозиции) на секции накопления получается двумерная матрица зарядов, пропорциональных яркости исходного изображения. Накопленные заряды первоначально переносятся в секцию хранения, а далее строка за строкой и пиксель за пикселем на выход матрицы.

История создания таких устройств началась в 1970 году, когда американские исследователи В. Бойл и Д. Смит открыли эффект зарядовой связи. Они установили, что между близко расположенными МДП - конденсаторами (металл - диэлектрик - полупроводник) возможен обмен зарядами, возникающими при попадании фотонов на полупроводник, – зарядовая связь. Именно это открытие стало основой для создания приборов с зарядовой связью (ПЗС), преобразующих световое излучение в электрический сигнал.

Качество современных ПЗС - матриц таково, что в процессе переноса заряд практически не изменяется. Несмотря на видимое разнообразие телевизионных камер, ПЗС - матрицы, используемые в них, практически одни и те же, поскольку массовое и крупносерийное производство ПЗС - матриц осуществляется всего несколькими фирмами. Это «Sony», «Panasonic», «Samsung», «Philips», «Hitachi», «Kodak».

Поставив на конвейер производство изначально дорогих ПЗС - чипов, ведущие фирмы добились резкого снижения их себестоимости. Кроме того, к числу других преимуществ камер на основе ПЗС относится простота эксплуатационного обслуживания. Эти камеры относятся к приборам класса типа «включил и забыл», наработка ПЗС - матрицы отказ составляет десятки лет, т.е. практически превышает время физического и морального старения системы.

Дальнейшее развитие передающих видеокамер идет по пути улучшения их параметров и уменьшения числа фотоэлектрических преобразователей. В качестве примера можно привести создание двух - и однотрубочных камер и камер с твердотельными преобразователями на приборах с так называемой зарядовой связью.

Современные бытовые и профессиональные видеокамеры представляют собой компактные устройства, совмещающие в одном корпусе телекамеру и миниатюрный «пишущий видеоплеер», на который производится запись снимаемых изображений. Отсюда происходить англоязычное название camcorder (CAMera + reCORDER).

Видеокамеры могут функционировать в аналоговых и цифровых форматах. Аналоговые форматы, к которым относятся VHS - C, Video - 8, обеспечивают низкое качество изображения. Они несколько больше по размерам и массивнее цифровых камер. Их главное достоинство - доступная цена.

Улучшенные аналоговые форматы - это S - VHS - C, Hi - 8, которые за счет применения более совершенных лент и современных технологий обработки изображения, обеспечивают лучшие, чем у упомянутых аналоговых форматов, параметры изображения и звука.

Цифровые видеокамеры Digital - 8, MiniDV обеспечивают высокое качество изображения и звука. Они обладают такими преимуществами цифровых устройств, как копирование и длительное хранение записанных видеопрограмм без потери качества, а также возможностью непосредственного ввода записанных видеопрограмм в компьютер. Большинство цифровых видеокамер можно использовать в качестве цифрового фотоаппарата с записью изображений или на видеокассету, или на миниатюрную карту памяти типа MultiMediaCard, SD Memory Card («JVS», «Panasonic»), Memory Stick («Sony»).

В странах СНГ ассортимент видеокамер в основном представлен продукцией фирм «Canon», «JVC», «Panasonic», «Samsung», «Sony». Видеокамеры этих фирм могут работать в разных, различающихся качеством изображения и звука, форматах.

Формат VHS - С разработан специально для видеокамер. В нем используется уменьшенная по сравнению с «обычным» VHS видеокассета. Максимальное время записи или воспроизведения в стандартном режиме составляет 90 минут, в режиме замедленной записи - 180 минут. Основной недостаток этого формата – низкая четкость изображения (всего 240 линий по горизонтали), что особенно сказывается при перезаписи. Звук чаще всего монофонический. К недостаткам относятся также сравнительно большие габариты, вес и энергопотребление видеокамер. Достоинства – доступная их цена и кассет, а также возможность воспроизведения записанных видеокассет на обычном VHS или S - VHS видеомагнитофоне с помощью недорогого адаптера.

S - VHS - C (усовершенствованный вариант формата VHS) позволяет получить разрешение до 400 линий по горизонтали. Кассета аналогична кассете, применяемой в формате VHS - C, но оснащена более совершенной лентой. Применяемая в последних моделях технология S - VHS ET дает возможность использовать более дешевые кассеты VHS - C с небольшим ухудшением качества видеозаписи. Достоинства такие же, как у камер VHS - C, дополняются хорошим качеством изображения. Недостатки – энергопотребление выше, чем у аналогичных камер Hi - 8, монофонический звук в большинстве моделей.

Video - 8 – это формат, разработанный фирмой «Sony». Свое название он получил по ширине используемой магнитной ленты (8 мм). Используемая кассета по размеру несколько больше обычной аудиокассеты. Максимальное время записи в обычном режиме до 180 минут, в замедленном – до 360 минут. Звук Hi - Fi качества, записываемый вращающимися головками, чаще монофонический. Видеокамеры очень экономичны - позволяют вести запись в течение 100 - 140 минут без подзарядки. Достоинствами также являются небольшие габариты и вес камер, большая продолжительность записи. Основной недостаток, такой же, как у видеокамер VHS - C – недостаточно высокая по современным меркам четкость изображения (всего 240 линий по горизонтали). Технология Video - 8 XR (eхtended resolution – «увеличенное разрешение»), применяемая в новых моделях, позволяет теоретически получать разрешение до 280 линий. К недостаткам формата также можно отнести необходимость воспроизведения или с самой камеры, или с дорогого Video - 8 или Hi - 8 видеомагнитофона.

Hi - 8 – формат, разработанный фирмой «Sony», является усовершенствованием формата Video - 8. Применение более совершенных технологий обработки сигналов изображения, использование новых, с улучшенными характеристиками, лент позволило преодолеть основной недостаток формата Video - 8 - плохую четкость изображения, сохранив все его достоинства. Видеокамеры Hi - 8 обеспечивают четкость изображения на уровне 424 линий по горизонтали. В 1998 году «Sony» выпустила усовершенствованные видеокамеры H - 8XR, теоретически обеспечивающие разрешение до 440 линий, с меньшим уровнем помех цветности и яркости. Звук Hi - Fi в камерах Hi - 8 чаще стерео. Видеомагнитофоны Hi - 8 стоят дорого, поэтому в качестве воспроизводящего устройства чаще используют саму камеру.

Digital - 8 - цифровой формат, созданный фирмой «Sony». Формат позволяет воспроизводить аналоговое видео, записанное на кассетах Video - 8 и Hi - 8, а также производить цифровую запись на этих же кассетах. Правда, в последнем случае из - за большей скорости протягивания ленты время звучания кассет уменьшается на треть. Камеры обеспечивают четкость цифрового изображения до 500 линий по горизонтали (в зависимости от типа ленты). Звук – цифровой. Он может быть записан в двух режимах: 4 канала 12бит/32 кГц или 2 канала 16 бит/48 кГц (это соответствует качеству звука компакт - диска).

MiniDV – является полупрофессиональным цифровым форматом, использующим самые маленькие видеокассеты, имеющие размеры 66х48х12 мм. Отсюда малые габариты и вес самих камер. Время записи или воспроизведения в обычном режиме – до 80 мин, в замедленном – до 120 мин. Разрешение до 520 линий по горизонтали. Звук – цифровой. Основной недостаток – высокая цена камер и кассет. Видеомагнитофоны этого формата также стоят дорого, поэтому в качестве воспроизводящего устройства используют чаще всего саму видеокамеру.

Следующим шагом к повышению качества является переход к профессиональной аппаратуре класса Betacam, поддерживающей разрешение до 500 линий.

Сегодня в журналистской практике применяются два типа профессиональных видеокамер: студийно - внестудийные и портативные (мобильные). Мобильные камеры нередко используют для внестудийного видеопроизводства и для видеожурналистики. На отечественных телецентрах журналисты используют аббревиатуру ТЖК – тележурналистский комплект.

Студийно - внестудийная камера – (Studio Camera) – массивный аппарат (масса – от 20 до 30 кг). Портативные камеры – (Portable Camera) – легче (около или менее 3 кг, а при соединении с видеомагнитофоном, объективом, видоискателем 7 кг.)

На Западе различают понятия Broadcast Cameras – вещательные камеры и Professional Cameras – профессиональные камеры. Различие их состоит в качестве выходного видеосигнала. В вещательных камерах оно удовлетворяет высоким требованиям вещательных стандартов, в профессиональных – допускается некоторое ухудшение данных показателей. Преимуществом этих камер является возможность их использования при работе на натуре. Вещательные камеры совмещаются с видеомагнитофонами студийных форматов. Профессиональные камеры совмещаются как с магнитофонами названных форматов, так и с профессиональными и бытовыми: U - matic, S - VHS, VHS, Hi - 8 и т.д.

Эти отличия отражаются в системах маркировки. Ведущие фирмы разделяют вещательные и профессиональные камеры. Например, марка BVP используется фирмой «Sony» только для обозначения вещательных камер, «Panasonic» для этих целей использует марку AQ. Для профессиональных камер применяются марки DXC («Sony»), WV - F («Panasonic») и т.д.

megaobuchalka.ru

Телевизионная камера — Википедия РУ

  Советская студийная камера КТ-178 на штативе   Одна из первых портативных телекамер моноблочной конструкции RCA TK-76[5] с камерной головкой и камерным каналом в одном корпусе   Советская портативная телекамера КТ-190

Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов одновременно с изобретением механического телевидения и обладали механической развёрткой. Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные из-за опасности нарушения работы сканирующего диска Нипкова[6]. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении[7]. С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем. Например, советские камеры КТ-1 оснащённые в 1948 году иконоскопами «ЛИ-1» с большим размером кадра 75 × 100 мм, были весьма громоздким сооружением[8]. Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки[9]. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир[10]. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены. Такой способ телепередачи называется многокамерной съёмкой.

Эволюция передающих трубок

Одной из главных проблем первых телекамер была крайне низкая светочувствительность передающих трубок типа иконоскоп. Это делало невозможной передачу даже в солнечную погоду на улице, заставляя использовать вместо электронных камер кинотелевизионные системы с промежуточной киноплёнкой[11]. Другие недостатки первых трубок приводили к искажениям телевизионного растра и появлению «кометных хвостов» от ярких источников света. Большую проблему представляли вспышки фотографов, срабатывание которых нередко приводило к кратковременной «слепоте» камеры[12]. Совершенствование передающих трубок в первые два десятилетия развития передающих камер стало его главным направлением. Вслед за иконоскопом появился более чувствительный супериконоскоп. В конце 1940-х годов на смену ему пришли ортикон и суперортикон, быстро вытесненные видиконом, основанным на внутреннем фотоэффекте. Вплоть до конца истории трубочных камер использовались многочисленные разновидности видикона, носящие названия «сатикон», «плюмбикон»[13], «кремникон» и т. д. В СССР в конце 1970-х годов была разработана своя разновидность видикона — глетикон, которым оснащалось большинство отечественных ТВ-камер[14].

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками[15]. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов. Несмотря на отсутствие электронных блоков обработки сигнала, камерная головка «RCA TK-41» 1954 года выпуска весила более 140 килограммов, а со штативом, видоискателем и объективами — почти полтонны[16]. Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер[2]. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением, таких как «Триникон» (англ. MF Trinicon) японской корпорации «Сони», позволило создавать ещё более компактные камеры[17]. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал[18]. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов[19].

Первые переносные камеры

Вплоть до начала 1980-х годов все телевизионное производство было основано на стационарных передающих камерах, устанавливаемых на штативе. Вес передающих камер вместе со штативом и объективом мог достигать нескольких сот килограммов[20]. Натурные съёмки осуществлялись такими же камерами, вывозимыми специальным автотранспортом на съёмочную площадку в составе передвижной телевизионной станции, которая могла вести прямую трансляцию или записывать изображение и звук на видеомагнитофон. В СССР выпускались несколько десятков различных типов передающих камер, самыми массовыми из которых стали «КТ-116», «КТ-132» и «КТ-178»[21]. Первые портативные телекамеры появились за рубежом в начале 1970-х годов и обладали заведомо более низким качеством изображения, чем стационарные. Переносные телекамеры вещательного качества, предназначенные для студийной работы, могли так же использоваться для съёмки телерепортажей вне студии, однако чаще всего являлись облегчённой камерной головкой, непригодной для автономной работы без камерного канала, размещаемого в аппаратной телестудии или в автомобиле передвижной телевизионной станции.

Одной из первых действительно портативных камер в конце 1960-х годов стала «KCN-9P» фирмы Robert Bosch GmbH, камерный канал которой размещался за спиной оператора в ранце[22][23]. Дальнейшая миниатюризация элементной базы позволила размещать камерный канал в одном корпусе с камерной головкой, создавая камеры, получившие название моноблочных. Они использовались для тележурналистики в сочетании с видеомагнитофоном формата «Ц», а позднее «Ю-матик» (англ. U-matic), переносимым оператором или его ассистентом на плечевом ремне, и соединённым с камерой кабелем. В начале 1980-х, с изобретением формата видеозаписи «Бетакам» (англ. Betacam), появился новый класс устройств: камкордеры, совмещающие в одном корпусе передающую камеру и компактный видеомагнитофон[23]. В отличие от бытовых камкордеров (англ. Handycam), появившихся значительно раньше, «Бетакам» позволял получать видеозапись, почти не уступающую по качеству студийным телекамерам и стационарным видеомагнитофонам. Функционально такое устройство стало электронным аналогом киносъёмочного аппарата и позволило снимать телерепортажи и даже телефильмы вне студии, не связывая оператора кабелем, необходимым телекамере. Это позволило полностью отказаться от киноплёнки при производстве новостей и большинства телефильмов. Одной из первых советских камер такого типа стала «КТ-190», появившаяся в 1985 году и пригодная для стыковки с накамерным видеомагнитофоном «Sony BVV-3»[23]. Впоследствии камкордеры, как и компактные ТВ-камеры, стали называть видеокамерами, а понятие «моноблочная камера» изменило своё значение: теперь оно употребляется применительно к камерам, объединённым с устройством записи в неразъёмном корпусе. Однако, появление камкордеров не привело к исчезновению телекамер.

Современное использование

  Камерный канал современной телекамеры

Устройства, не оснащённые видеомагнитофоном или другим запоминающим блоком, используются до сегодняшнего дня в крупных телекомпаниях для многокамерных съёмок в студии или для съёмок телефильмов в декорациях. Студийные телекамеры часто оснащаются телесуфлёром для удобства работы дикторов — такие камеры называют «дикторскими». Передающие камеры вещательного уровня, оснащаемые вариообъективами большой кратности, используются для съёмок спортивных соревнований и других массовых мероприятий. Многокамерная съёмка не требует записи изображения каждой камеры: выбор нужного плана осуществляется режиссёром на видеомикшере, а записывается или выдаётся в эфир уже смонтированный сигнал. Поэтому для такой технологии удобнее телекамеры, не оснащённые индивидуальным устройством записи. Многие производители телевизионного оборудования выпускают телекамеры модульной конструкции, пригодные как для стыковки с накамерным записывающим устройством, так и для работы в составе студийного комплекса. В последнем случае камера соединяется через адаптер и кабель с камерным каналом, представляющим собой пульт дистанционного управления параметрами съёмки[24]. Он служит для обеспечения электропитания камеры, организации двухсторонней голосовой связи оператора с режиссёром, синхронизации от внешнего синхрогенератора и точных настроек характеристик изображения[25]. Современный камерный канал (англ. Camera Control Unit) не является неотъемлемой частью камеры, в отличие от первых камерных каналов. Для получения одинаковых параметров всех работающих камер централизованно в комплексах с большим их количеством иногда применяют главный мастер-пульт управления (англ. Master Control Unit)[26].

Модульные камеры являются более предпочтительными для студий с небольшим бюджетом, поскольку специализированные эфирные камеры, непригодные для новостной тележурналистики, стоят значительно дороже[27]. Они обеспечивают наивысшее качество изображения, и устанавливаются на тяжёлый штатив («пьедестал») с гидравлическими подъёмником и панорамной головкой. Передача видеосигнала и другой информации от камеры к аппаратной в наши дни осуществляется по триаксиальному или оптоволоконному кабелю вместо толстого многожильного, ушедшего в прошлое[27][25]. Ещё недавно некоторые камеры требовали 60-жильных кабелей для передачи всей информации от камеры и обратно[28][29]. Любая студийная камера обязательно предусматривает кроме прямой передачи изображения, его возврат из аппаратной на видоискатель для просмотра оператором эфирного сигнала, а кроме того, передачу сложного сигнала телеуправления и данных для телесуфлёра[30][24]. Современные технологии мультиплексирования позволяют обходиться единственным проводом двухсторонней связи, а в некоторых случаях вообще отказаться от него, передавая изображение по специально выделенному радиоканалу[31]. Последнее особенно удобно при работе с системой «Стэдикам» или другими технологиями съёмки с движения, но исключает обратную связь и дистанционное управление параметрами изображения. Для этого может быть использован дополнительный канал связи, в том числе через Интернет[32].

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Телевизионная передающая камера состоит из оптической головки, электронных блоков и видоискателя[9]. Оптическая головка содержит объектив, цветоделительную систему и преобразователи света в электрические сигналы: передающие трубки или полупроводниковые матрицы. В настоящее время передающие трубки не используются в связи с их неудобством, хрупкостью и нестабильными характеристиками, зависящими от внешних магнитных полей. Для формирования цветного телевизионного сигнала в телекамерах используются три (в некоторых случаях четыре[31]) матрицы, наклеенные на призменный цветоделительный блок.

Основная статья: 3CCD

В более дешёвых и компактных телекамерах может быть использована одна матрица со встроенным массивом цветоделительных светофильтров. Такая конструкция применяется, главным образом, в промышленных и бытовых камерах.

Независимо от способа цветоделения, изображение на матрицах строится при помощи объектива, аналогичного объективам киносъёмочного или фотографического аппарата. Для передающих камер специально разрабатываются объективы, в подавляющем большинстве панкратические. В телекамерах стандартной чёткости со сравнительно низким качеством изображения и небольшим размером светочувствительного элемента, использовались компактные светосильные объективы с большим диапазоном фокусных расстояний. Современные камеры высокой чёткости используют оптику, сопоставимую по качеству с кинематографической[33]. В профессиональных и вещательных камерах практически не используются системы автофокуса из-за сложности автофокусировки движущегося изображения. Фокусировка объектива производится оператором вручную по изображению электронного видоискателя. Следящий автофокус используется в редких случаях во время спортивных трансляций высокой чёткости, однако объективы, оснащённые такими системами имеют огромную стоимость[34][35]. Автофокус используется также в некоторых промышленных камерах, однако, в большинстве из них объектив фиксируется на гиперфокальном расстоянии, обеспечивающем резкое изображение всех объектов. Необходимость точного дозирования количества света, попадающего на светочувствительный элемент, заставляет использовать автоматическое управление экспозицией при помощи диафрагмы объектива и регулировки усиления получаемого сигнала. Современные студийные камеры предусматривают возможность как автоматической настройки диафрагмы, так и дистанционного управления большинством параметров с блока камерного канала видеоинженером[24].

Электрические сигналы, формируемые матрицами, усиливаются и кодируются в стандартный телевизионный видеосигнал, пригодный для записи или вещания. Этот сигнал может быть аналоговым или цифровым, в зависимости от типа камеры. Большинство современных телекамер формируют цифровой поток видеоданных. Кроме видеоусилителя, телевизионная камера оснащается синхрогенератором, позволяющим получать синхросигнал. Однако, при работе многокамерным методом, все камеры используют синхросигнал от внешнего студийного синхрогенератора (англ. Genlock)[36]. Это позволяет исключить сбои синхронизации при переключении камер. Генераторы кадровой и строчной развёрток согласуются с работой синхрогенератора и управляют считыванием заряда в матрицах.

Кроме перечисленных частей телекамера содержит электронный видоискатель, представляющий собой компактное видеоконтрольное устройство на основе монитора. Первые телекамеры оснащались чёрно-белыми видоискателями, состоящими из небольшого кинескопа. Вплоть до конца 1990-х годов такая конструкция сохранялась даже в компактных типах камер, использовавших миниатюрные кинескопы. С появлением жидкокристаллических дисплеев высокого качества, большинство компактных телекамер оснащаются цветными LCD или LED видоискателями.

В отличие от видеокамер, большинство студийных телекамер не оснащаются микрофоном и звуковым усилителем, поскольку рассчитаны на работу в составе комплекса, в котором звукозапись осуществляется отдельной системой. Новый класс роботизированных PTZ-камер, предназначенных для работы без оператора, дополнительно содержит специальную панорамную головку и электроприводы панорамирования, управляемые дистанционно[37]. Камеры, рассчитанные на работу вне студии обладают герметичным корпусом и даже стеклоочистителем.

Телевизионные камеры принято условно делить на вещательные, профессиональные, промышленные и бытовые[19]. В настоящее время бытовые телекамеры не выпускаются в связи с повсеместным распространением видеокамер и других бытовых устройств с аналогичными функциями. Вещательные и профессиональные можно разделить ещё на две категории в зависимости от используемого стандарта разложения: камеры, соответствующие телевидению высокой чёткости, и камеры стандартной чёткости. Подавляющее большинство современных камер вещательного или профессионального уровня выпускается для стандартов высокой чёткости с возможностью переключения в режим стандартной чёткости[19]. То же относится к соотношению сторон кадра, для переключения которого в объективах камер предусмотрена оптическая компенсация изменения угла поля зрения Vformat[38]. В последние годы появились передающие камеры, поддерживающие стандарты телевидения сверхвысокой чёткости[39].

Профессиональные телекамеры отличаются от вещательных более низкими требованиями к качеству видеосигнала. Если для вещательных камер глубина модуляции по яркостному каналу на частоте 5 МГц должна составлять 100 %, то для профессиональных этот параметр допускается на уровне 50 %[19]. Это отражается в виде более низкого контраста мелких деталей изображения и пониженной горизонтальной чёткости.

Все современные телекамеры формируют цветное изображение, за исключением некоторых разновидностей промышленных. С середины 2000-х годов исчезла ещё одна графа в таблицах классификации телекамер: в настоящее время производство аналоговых передающих камер полностью прекращено и выпускаются только цифровые. Для возможности работы в системах аналогового телевидения все цифровые камеры оснащаются аналоговыми видеовыходами. Совершенствование светочувствительных матриц и микроэлектроники во многом стёрло границы между отдельными классами телекамер и видеокамерами. Если в конце 1990-х годов разница в качестве изображения камкордера для тележурналистики и студийной телекамеры была весьма существенна, сегодня эти устройства зачастую отличаются только массой, кратностью вариообъектива и размером видоискателя. Поэтому, слова «телекамера» и «видеокамера» сегодня означают одно и то же даже в профессиональной среде. Видеокамерой называют не только компактные телекамеры, но и студийные стационарные камеры.

Отдельную категорию составляют телекамеры, предназначенные для съёмки с необычных точек на операторских кранах или других подвесных конструкциях. Такие камеры, как правило, оснащаются устройствами беспроводной передачи видеосигнала и отличаются облегчённой конструкцией без видоискателя и органов управления. Промышленные камеры обычно соответствуют телевидению стандартной чёткости или обладают ещё более низкой разрешающей способностью, рассчитанной на замкнутую телевизионную систему, часто не соответствующую ни одному из вещательных стандартов. К промышленным камерам относятся устройства, входящие в системы видеонаблюдения или предназначенные для других прикладных функций. Аналогичными устройством и характеристиками обладают веб-камеры, также представляющие собой миниатюрную цифровую телекамеру.

Кроме непосредственного производства телепрограмм, миниатюрные телекамеры используются в качестве основы телевизи́ра профессиональных киносъёмочных аппаратов. Как средство наблюдения на расстоянии, передающая камера незаменима в многочисленных отраслях современной человеческой деятельности. Одна из первых электронных телекамер, разработанных в СССР Львом Терменом, была немедленно засекречена и установлена перед входом в кабинет наркомвоенмора К. Ворошилова[40][41]. В дальнейшем телесистему предполагалось использовать в пограничных войсках, а во дворе наркомата она испытывалась на предмет идентификации проходящих людей. Несовершенство первой камеры заставило отказаться от её использования в военных целях, но с развитием технологий телевидения телекамеры стали использоваться для воздушной разведки и наведения на цель управляемых боеприпасов[42]. Впервые это было осуществлено во время Второй мировой войны на немецких крылатых ракетах «Фау-1»[11] и управляемых авиабомбах Hs-293D[43]. ВВС США также обладали авиабомбами, управлявшимися с помощью телекамеры конструкции Зворыкина[44]. Многие современные боевые системы оснащаются телекамерами для наведения на цель, наблюдения в ночное время и других задач. Обычные телевизионные камеры для этого непригодны из-за больших габаритов и веса, поэтому для военного применения разрабатываются специальные малогабаритные передающие камеры, как правило — чёрно-белые. Такие камеры относятся к категории промышленных.

С появлением космической техники и искусственных спутников Земли, телекамеры попали на борт разведывательных и метеорологических аппаратов, передавая изображение земной поверхности[45]. Однако, с дальнейшим развитием космонавтики, для этих целей использовались, главным образом, фототелевизионные системы. Мирное освоение космоса также не обошлось без телевизионных передатчиков. Во время первого в мире орбитального полёта изображение космонавта Юрия Гагарина транслировалось специально разработанной телекамерой с медленной развёрткой и низким разрешением в 100 строк[45]. В СССР для космической телесвязи была разработана специальная телевизионная система «Арктур», пригодная для устойчивой передачи цветного изображения по каналам со сниженными частотно-фазовыми и шумовыми характеристиками[45]. Телекамеры используются не только для публичных телетрансляций достижений космонавтики, но и в качестве технических средств, позволяющих контролировать запуск, осуществлять стыковки, орбитальные манёвры и космические исследования. Не менее важная область применения телевизионных камер — водолазные и другие подводные работы. Специальные дистанционно управляемые телекамеры применяются при работах по подъёму затонувших судов, спасательных работах и в научно-исследовательских целях. Современная медицина также немыслима без телевизионной камеры. Здесь при помощи специальных миниатюрных камер возможно коллективное дистанционное наблюдение за хирургическими операциями, осмотр внутренних органов и т. п. Телекамеры, область чувствительности которых лежит в невидимых участках спектра, позволяют наблюдать труднодоступные процессы в невидимых лучах.

http-wikipediya.ru

Телевизионная камера — WiKi

  Советская студийная камера КТ-178 на штативе   Одна из первых портативных телекамер моноблочной конструкции RCA TK-76[5] с камерной головкой и камерным каналом в одном корпусе   Советская портативная телекамера КТ-190

Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов одновременно с изобретением механического телевидения и обладали механической развёрткой. Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные из-за опасности нарушения работы сканирующего диска Нипкова[6]. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении[7]. С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем. Например, советские камеры КТ-1 оснащённые в 1948 году иконоскопами «ЛИ-1» с большим размером кадра 75 × 100 мм, были весьма громоздким сооружением[8]. Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки[9]. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир[10]. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены. Такой способ телепередачи называется многокамерной съёмкой.

Эволюция передающих трубок

Одной из главных проблем первых телекамер была крайне низкая светочувствительность передающих трубок типа иконоскоп. Это делало невозможной передачу даже в солнечную погоду на улице, заставляя использовать вместо электронных камер кинотелевизионные системы с промежуточной киноплёнкой[11]. Другие недостатки первых трубок приводили к искажениям телевизионного растра и появлению «кометных хвостов» от ярких источников света. Большую проблему представляли вспышки фотографов, срабатывание которых нередко приводило к кратковременной «слепоте» камеры[12]. Совершенствование передающих трубок в первые два десятилетия развития передающих камер стало его главным направлением. Вслед за иконоскопом появился более чувствительный супериконоскоп. В конце 1940-х годов на смену ему пришли ортикон и суперортикон, быстро вытесненные видиконом, основанным на внутреннем фотоэффекте. Вплоть до конца истории трубочных камер использовались многочисленные разновидности видикона, носящие названия «сатикон», «плюмбикон»[13], «кремникон» и т. д. В СССР в конце 1970-х годов была разработана своя разновидность видикона — глетикон, которым оснащалось большинство отечественных ТВ-камер[14].

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками[15]. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов. Несмотря на отсутствие электронных блоков обработки сигнала, камерная головка «RCA TK-41» 1954 года выпуска весила более 140 килограммов, а со штативом, видоискателем и объективами — почти полтонны[16]. Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер[2]. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением, таких как «Триникон» (англ. MF Trinicon) японской корпорации «Сони», позволило создавать ещё более компактные камеры[17]. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал[18]. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов[19].

Первые переносные камеры

Вплоть до начала 1980-х годов все телевизионное производство было основано на стационарных передающих камерах, устанавливаемых на штативе. Вес передающих камер вместе со штативом и объективом мог достигать нескольких сот килограммов[20]. Натурные съёмки осуществлялись такими же камерами, вывозимыми специальным автотранспортом на съёмочную площадку в составе передвижной телевизионной станции, которая могла вести прямую трансляцию или записывать изображение и звук на видеомагнитофон. В СССР выпускались несколько десятков различных типов передающих камер, самыми массовыми из которых стали «КТ-116», «КТ-132» и «КТ-178»[21]. Первые портативные телекамеры появились за рубежом в начале 1970-х годов и обладали заведомо более низким качеством изображения, чем стационарные. Переносные телекамеры вещательного качества, предназначенные для студийной работы, могли так же использоваться для съёмки телерепортажей вне студии, однако чаще всего являлись облегчённой камерной головкой, непригодной для автономной работы без камерного канала, размещаемого в аппаратной телестудии или в автомобиле передвижной телевизионной станции.

Одной из первых действительно портативных камер в конце 1960-х годов стала «KCN-9P» фирмы Robert Bosch GmbH, камерный канал которой размещался за спиной оператора в ранце[22][23]. Дальнейшая миниатюризация элементной базы позволила размещать камерный канал в одном корпусе с камерной головкой, создавая камеры, получившие название моноблочных. Они использовались для тележурналистики в сочетании с видеомагнитофоном формата «Ц», а позднее «Ю-матик» (англ. U-matic), переносимым оператором или его ассистентом на плечевом ремне, и соединённым с камерой кабелем. В начале 1980-х, с изобретением формата видеозаписи «Бетакам» (англ. Betacam), появился новый класс устройств: камкордеры, совмещающие в одном корпусе передающую камеру и компактный видеомагнитофон[23]. В отличие от бытовых камкордеров (англ. Handycam), появившихся значительно раньше, «Бетакам» позволял получать видеозапись, почти не уступающую по качеству студийным телекамерам и стационарным видеомагнитофонам. Функционально такое устройство стало электронным аналогом киносъёмочного аппарата и позволило снимать телерепортажи и даже телефильмы вне студии, не связывая оператора кабелем, необходимым телекамере. Это позволило полностью отказаться от киноплёнки при производстве новостей и большинства телефильмов. Одной из первых советских камер такого типа стала «КТ-190», появившаяся в 1985 году и пригодная для стыковки с накамерным видеомагнитофоном «Sony BVV-3»[23]. Впоследствии камкордеры, как и компактные ТВ-камеры, стали называть видеокамерами, а понятие «моноблочная камера» изменило своё значение: теперь оно употребляется применительно к камерам, объединённым с устройством записи в неразъёмном корпусе. Однако, появление камкордеров не привело к исчезновению телекамер.

Современное использование

  Камерный канал современной телекамеры

Устройства, не оснащённые видеомагнитофоном или другим запоминающим блоком, используются до сегодняшнего дня в крупных телекомпаниях для многокамерных съёмок в студии или для съёмок телефильмов в декорациях. Студийные телекамеры часто оснащаются телесуфлёром для удобства работы дикторов — такие камеры называют «дикторскими». Передающие камеры вещательного уровня, оснащаемые вариообъективами большой кратности, используются для съёмок спортивных соревнований и других массовых мероприятий. Многокамерная съёмка не требует записи изображения каждой камеры: выбор нужного плана осуществляется режиссёром на видеомикшере, а записывается или выдаётся в эфир уже смонтированный сигнал. Поэтому для такой технологии удобнее телекамеры, не оснащённые индивидуальным устройством записи. Многие производители телевизионного оборудования выпускают телекамеры модульной конструкции, пригодные как для стыковки с накамерным записывающим устройством, так и для работы в составе студийного комплекса. В последнем случае камера соединяется через адаптер и кабель с камерным каналом, представляющим собой пульт дистанционного управления параметрами съёмки[24]. Он служит для обеспечения электропитания камеры, организации двухсторонней голосовой связи оператора с режиссёром, синхронизации от внешнего синхрогенератора и точных настроек характеристик изображения[25]. Современный камерный канал (англ. Camera Control Unit) не является неотъемлемой частью камеры, в отличие от первых камерных каналов. Для получения одинаковых параметров всех работающих камер централизованно в комплексах с большим их количеством иногда применяют главный мастер-пульт управления (англ. Master Control Unit)[26].

Модульные камеры являются более предпочтительными для студий с небольшим бюджетом, поскольку специализированные эфирные камеры, непригодные для новостной тележурналистики, стоят значительно дороже[27]. Они обеспечивают наивысшее качество изображения, и устанавливаются на тяжёлый штатив («пьедестал») с гидравлическими подъёмником и панорамной головкой. Передача видеосигнала и другой информации от камеры к аппаратной в наши дни осуществляется по триаксиальному или оптоволоконному кабелю вместо толстого многожильного, ушедшего в прошлое[27][25]. Ещё недавно некоторые камеры требовали 60-жильных кабелей для передачи всей информации от камеры и обратно[28][29]. Любая студийная камера обязательно предусматривает кроме прямой передачи изображения, его возврат из аппаратной на видоискатель для просмотра оператором эфирного сигнала, а кроме того, передачу сложного сигнала телеуправления и данных для телесуфлёра[30][24]. Современные технологии мультиплексирования позволяют обходиться единственным проводом двухсторонней связи, а в некоторых случаях вообще отказаться от него, передавая изображение по специально выделенному радиоканалу[31]. Последнее особенно удобно при работе с системой «Стэдикам» или другими технологиями съёмки с движения, но исключает обратную связь и дистанционное управление параметрами изображения. Для этого может быть использован дополнительный канал связи, в том числе через Интернет[32].

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Телевизионная передающая камера состоит из оптической головки, электронных блоков и видоискателя[9]. Оптическая головка содержит объектив, цветоделительную систему и преобразователи света в электрические сигналы: передающие трубки или полупроводниковые матрицы. В настоящее время передающие трубки не используются в связи с их неудобством, хрупкостью и нестабильными характеристиками, зависящими от внешних магнитных полей. Для формирования цветного телевизионного сигнала в телекамерах используются три (в некоторых случаях четыре[31]) матрицы, наклеенные на призменный цветоделительный блок.

Основная статья: 3CCD

В более дешёвых и компактных телекамерах может быть использована одна матрица со встроенным массивом цветоделительных светофильтров. Такая конструкция применяется, главным образом, в промышленных и бытовых камерах.

Независимо от способа цветоделения, изображение на матрицах строится при помощи объектива, аналогичного объективам киносъёмочного или фотографического аппарата. Для передающих камер специально разрабатываются объективы, в подавляющем большинстве панкратические. В телекамерах стандартной чёткости со сравнительно низким качеством изображения и небольшим размером светочувствительного элемента, использовались компактные светосильные объективы с большим диапазоном фокусных расстояний. Современные камеры высокой чёткости используют оптику, сопоставимую по качеству с кинематографической[33]. В профессиональных и вещательных камерах практически не используются системы автофокуса из-за сложности автофокусировки движущегося изображения. Фокусировка объектива производится оператором вручную по изображению электронного видоискателя. Следящий автофокус используется в редких случаях во время спортивных трансляций высокой чёткости, однако объективы, оснащённые такими системами имеют огромную стоимость[34][35]. Автофокус используется также в некоторых промышленных камерах, однако, в большинстве из них объектив фиксируется на гиперфокальном расстоянии, обеспечивающем резкое изображение всех объектов. Необходимость точного дозирования количества света, попадающего на светочувствительный элемент, заставляет использовать автоматическое управление экспозицией при помощи диафрагмы объектива и регулировки усиления получаемого сигнала. Современные студийные камеры предусматривают возможность как автоматической настройки диафрагмы, так и дистанционного управления большинством параметров с блока камерного канала видеоинженером[24].

Электрические сигналы, формируемые матрицами, усиливаются и кодируются в стандартный телевизионный видеосигнал, пригодный для записи или вещания. Этот сигнал может быть аналоговым или цифровым, в зависимости от типа камеры. Большинство современных телекамер формируют цифровой поток видеоданных. Кроме видеоусилителя, телевизионная камера оснащается синхрогенератором, позволяющим получать синхросигнал. Однако, при работе многокамерным методом, все камеры используют синхросигнал от внешнего студийного синхрогенератора (англ. Genlock)[36]. Это позволяет исключить сбои синхронизации при переключении камер. Генераторы кадровой и строчной развёрток согласуются с работой синхрогенератора и управляют считыванием заряда в матрицах.

Кроме перечисленных частей телекамера содержит электронный видоискатель, представляющий собой компактное видеоконтрольное устройство на основе монитора. Первые телекамеры оснащались чёрно-белыми видоискателями, состоящими из небольшого кинескопа. Вплоть до конца 1990-х годов такая конструкция сохранялась даже в компактных типах камер, использовавших миниатюрные кинескопы. С появлением жидкокристаллических дисплеев высокого качества, большинство компактных телекамер оснащаются цветными LCD или LED видоискателями.

В отличие от видеокамер, большинство студийных телекамер не оснащаются микрофоном и звуковым усилителем, поскольку рассчитаны на работу в составе комплекса, в котором звукозапись осуществляется отдельной системой. Новый класс роботизированных PTZ-камер, предназначенных для работы без оператора, дополнительно содержит специальную панорамную головку и электроприводы панорамирования, управляемые дистанционно[37]. Камеры, рассчитанные на работу вне студии обладают герметичным корпусом и даже стеклоочистителем.

Телевизионные камеры принято условно делить на вещательные, профессиональные, промышленные и бытовые[19]. В настоящее время бытовые телекамеры не выпускаются в связи с повсеместным распространением видеокамер и других бытовых устройств с аналогичными функциями. Вещательные и профессиональные можно разделить ещё на две категории в зависимости от используемого стандарта разложения: камеры, соответствующие телевидению высокой чёткости, и камеры стандартной чёткости. Подавляющее большинство современных камер вещательного или профессионального уровня выпускается для стандартов высокой чёткости с возможностью переключения в режим стандартной чёткости[19]. То же относится к соотношению сторон кадра, для переключения которого в объективах камер предусмотрена оптическая компенсация изменения угла поля зрения Vformat[38]. В последние годы появились передающие камеры, поддерживающие стандарты телевидения сверхвысокой чёткости[39].

Профессиональные телекамеры отличаются от вещательных более низкими требованиями к качеству видеосигнала. Если для вещательных камер глубина модуляции по яркостному каналу на частоте 5 МГц должна составлять 100 %, то для профессиональных этот параметр допускается на уровне 50 %[19]. Это отражается в виде более низкого контраста мелких деталей изображения и пониженной горизонтальной чёткости.

Все современные телекамеры формируют цветное изображение, за исключением некоторых разновидностей промышленных. С середины 2000-х годов исчезла ещё одна графа в таблицах классификации телекамер: в настоящее время производство аналоговых передающих камер полностью прекращено и выпускаются только цифровые. Для возможности работы в системах аналогового телевидения все цифровые камеры оснащаются аналоговыми видеовыходами. Совершенствование светочувствительных матриц и микроэлектроники во многом стёрло границы между отдельными классами телекамер и видеокамерами. Если в конце 1990-х годов разница в качестве изображения камкордера для тележурналистики и студийной телекамеры была весьма существенна, сегодня эти устройства зачастую отличаются только массой, кратностью вариообъектива и размером видоискателя. Поэтому, слова «телекамера» и «видеокамера» сегодня означают одно и то же даже в профессиональной среде. Видеокамерой называют не только компактные телекамеры, но и студийные стационарные камеры.

Отдельную категорию составляют телекамеры, предназначенные для съёмки с необычных точек на операторских кранах или других подвесных конструкциях. Такие камеры, как правило, оснащаются устройствами беспроводной передачи видеосигнала и отличаются облегчённой конструкцией без видоискателя и органов управления. Промышленные камеры обычно соответствуют телевидению стандартной чёткости или обладают ещё более низкой разрешающей способностью, рассчитанной на замкнутую телевизионную систему, часто не соответствующую ни одному из вещательных стандартов. К промышленным камерам относятся устройства, входящие в системы видеонаблюдения или предназначенные для других прикладных функций. Аналогичными устройством и характеристиками обладают веб-камеры, также представляющие собой миниатюрную цифровую телекамеру.

Кроме непосредственного производства телепрограмм, миниатюрные телекамеры используются в качестве основы телевизи́ра профессиональных киносъёмочных аппаратов. Как средство наблюдения на расстоянии, передающая камера незаменима в многочисленных отраслях современной человеческой деятельности. Одна из первых электронных телекамер, разработанных в СССР Львом Терменом, была немедленно засекречена и установлена перед входом в кабинет наркомвоенмора К. Ворошилова[40][41]. В дальнейшем телесистему предполагалось использовать в пограничных войсках, а во дворе наркомата она испытывалась на предмет идентификации проходящих людей. Несовершенство первой камеры заставило отказаться от её использования в военных целях, но с развитием технологий телевидения телекамеры стали использоваться для воздушной разведки и наведения на цель управляемых боеприпасов[42]. Впервые это было осуществлено во время Второй мировой войны на немецких крылатых ракетах «Фау-1»[11] и управляемых авиабомбах Hs-293D[43]. ВВС США также обладали авиабомбами, управлявшимися с помощью телекамеры конструкции Зворыкина[44]. Многие современные боевые системы оснащаются телекамерами для наведения на цель, наблюдения в ночное время и других задач. Обычные телевизионные камеры для этого непригодны из-за больших габаритов и веса, поэтому для военного применения разрабатываются специальные малогабаритные передающие камеры, как правило — чёрно-белые. Такие камеры относятся к категории промышленных.

С появлением космической техники и искусственных спутников Земли, телекамеры попали на борт разведывательных и метеорологических аппаратов, передавая изображение земной поверхности[45]. Однако, с дальнейшим развитием космонавтики, для этих целей использовались, главным образом, фототелевизионные системы. Мирное освоение космоса также не обошлось без телевизионных передатчиков. Во время первого в мире орбитального полёта изображение космонавта Юрия Гагарина транслировалось специально разработанной телекамерой с медленной развёрткой и низким разрешением в 100 строк[45]. В СССР для космической телесвязи была разработана специальная телевизионная система «Арктур», пригодная для устойчивой передачи цветного изображения по каналам со сниженными частотно-фазовыми и шумовыми характеристиками[45]. Телекамеры используются не только для публичных телетрансляций достижений космонавтики, но и в качестве технических средств, позволяющих контролировать запуск, осуществлять стыковки, орбитальные манёвры и космические исследования. Не менее важная область применения телевизионных камер — водолазные и другие подводные работы. Специальные дистанционно управляемые телекамеры применяются при работах по подъёму затонувших судов, спасательных работах и в научно-исследовательских целях. Современная медицина также немыслима без телевизионной камеры. Здесь при помощи специальных миниатюрных камер возможно коллективное дистанционное наблюдение за хирургическими операциями, осмотр внутренних органов и т. п. Телекамеры, область чувствительности которых лежит в невидимых участках спектра, позволяют наблюдать труднодоступные процессы в невидимых лучах.

ru-wiki.org

Подключение камеры к телевизору обзор различных вариантов

Подключение аналоговой, веб или ip камеры к телевизору

Существует несколько причин, по которым может понадобиться подключение камеры видеонаблюдения к телевизору. Прежде всего, это вопрос удобства. Если система видеонаблюдения установлена дома, то не слишком удобно каждый раз включать компьютер, чтобы посмотреть кто пришел. Настроив передачу видео на телевизор, достаточно несколько кнопок. Вторая причина — это экономия денежных средств, в данном случае экономим на приобретении отдельного монитора, совместимого с интерфейсом видеорегистратора.

Существует множество частных случаев, когда экономически целесообразно. К примеру, разводка системы видеонаблюдения подъезда с одной камеры на несколько устройств приема.

Smart TV + IP видеокамера — самый простой способ

Smart TV + IP video camera

Технология Smart TV, которая обеспечивает телевизору выход в Интернет, уже давно не является новинкой на рынке. К тому же существует множество аксессуаров – клавиатуры и мыши для телевизора облегчающие работу в интернете и ввод данных. Главное преимущество использования TV для просмотра IP видеокамер — это большой экран, изображение на котором можно рассмотреть с другой части комнаты.

Как подключить к телевизору камеру видеонаблюдения? регистрируются на сервисе видеонаблюдения iDOM24.Ru или любом другом, который предоставляет аналогичные услуги. Нужно зарегистрировать учетную запись и добавить все IP видеокамеры используя их уникальные номера. Устройства можно сгруппировать в зависимости от их реального местоположения или тематики передачи данных. Интерфейс оболочки довольно прост. Среди представленного списка можно выбрать и активировать подачу изображения с одной видеокамеры.

Телевизор со Smart TV настраивается для получения доступа в сеть, согласно данным, которые предоставляются провайдером. Осуществляется вход в интернет с телевизора, затем набирается адрес сайта iDOM24.Ru и осуществляется вход на собственную учетную запись, где и выбирается камера к просмотру.

к оглавлению ↑

Подключение аналоговой камеры через RCA

Рассмотрим, как подключить аналоговую камеру к телевизору. Для этого не нужна новая продвинутая модель TV, будет вполне достаточно устройства с интерфейсом подключения композитного сигнала – RCA.

Подключение аналоговой камеры через RCA

Как правило, аналоговые камеры видеонаблюдения осуществляют передачу сигнала через BNC разъем, поэтому необходимо создать переходник с BNC на RCA. Для этого необходимо приобрести BNC коннектор папа и стандартный коннектор «тюльпан». Оба устройства соединяются коаксиальным кабелем на 75 Ом. Подключив переходник к соответствующим разъемам на камере и телевизоре, необходимо осуществить настройки принятия сигнала. У большинства моделей телевизоров режим Композит или AV.

к оглавлению ↑

Передача изображения с одной видеокамеры на несколько принимающих устройств

Ситуация довольно распространенная, если система . Сигнал от одной камеры необходимо распределить на все квартиры, учитывая, что не каждый захочет купить монитор с разъемом hdmi vga для просмотра. В этом случае придется приобрести дополнительное устройство из расчета одно на лестничную площадку – модулятор ТВ сигнала.

тв модулятор

Устройство осуществляет выведение изображения передаваемого видеорегистратором на все телевизоры, находящиеся в здании, при условии, что все они подключены к одному провайдеру кабельного телевидения. В противном случае понадобиться столько устройств, сколькими провайдерами пользуются жильцы дома. Принцип действия устройства довольно прост, прибор добавляет в коллективный канал передачи телесигнала еще один информационный поток, который будет вести вещание на свободной частоте. Настроить его на определенный канал можно самостоятельно стандартными средствами настройки телевизора. Перебить/заменить реально вещающий канал выходит очень редко. Как подключить уличную видеокамеру к телевизору при помощи модулятора? Довольно просто — устройство устанавливается в кабель передачи ТВ «на разрыв», наиболее удобно это сделать уже непосредственно в квартире. В это же устройство через обычный коннектор типа «тюльпан» или непосредственно от видеокамеры. На корпусе устройства задается частота (номер канала) которая по которой теперь будет осуществляться передача изображения с видеокамеры. На выходе установлен стандартный телевизионный делитель, при помощи которого можно подключить до 4 телевизоров. Учитывая, что модулятор является активным устройством и улучшает качество сигнала, его приобретение будет весьма полезным.

к оглавлению ↑

Передача изображения из нескольких видеокамер на несколько телевизоров

Задача, которую решает следующий прибор несколько шире. Он не только выводит изображения из нескольких видеокамер на произвольное количество телевизоров, но и позволяет транслировать его на мобильные устройства в зоне уверенного приема Wi-Fi связи. При этом неважно являются ли камеры аналоговыми или IP устройствами, главное, чтобы имел возможность доступа в интернет.

Медиасервер USB

Как настроить подключение камеры видеонаблюдения к телевизору через медиасервер?

  • Медиасервер подключается к телевизору через HDMI порт;
  • Создается учетная запись ресурса Google Play для медиасервера;
  • Скачивается программа от производителя камеры или регистратора, под соответствующую операционную систему и устанавливается на медиасервер;
  • В программе осуществляется подключение к регистратору или камере;
  • Непосредственно на телевизоре находим канал передачи данных и после входа получаем доступ к программной оболочке.

Основным недостатком данного метода является сложная установка и настройка устройства, которую осилит не каждый пользователь. В качестве дополнительных преимуществ можно отметить недокументированные функции устройства. В местах приема Wi-Fi сигнала медиасервер может транслировать видео из камер на мобильные устройства. Принимать сигнал и пользоваться сервисом могут смартфоны и планшеты с установленной программой IVMS-4500.

к оглавлению ↑

Подключение WEB камеры

Подключение WEB камеры

Существует несколько способов, как подключить веб-камеру к телевизору. Для начала оговоримся, что речь пойдет об обычных цифровых телевизорах, не предназначенных для работы со скайпом и веб-приложениями. Такие устройства имеют собственные веб камеры с более чувствительным микрофоном, в большинстве своем прошитые для работы с конкретной моделью, в лучшем случае отдельной линейкой телевизоров одного производителя. Попытки перенести веб-камеру на другой TV или обычный компьютер заранее обречены на провал. Точно так же практически несовместимы WEB камеры и регистраторы, несмотря на то, что у большинства современных моделей имеет USB выход для работы с мышью.

Для подключения WEB камеры необходимо, соблюсти ряд технических требований.

  1. Во-первых, должна иметь разъем VA/In/Out, некоторые современные модели имеют исключительно USB коннектор и, к сожалению, тенденция перехода именно на этот стандарт сохраняется.
  2. Во-вторых, необходимо иметь провод переходник. У некоторых камер он продается в комплекте с устройством. Провод имеет следующий вид: с одной стороны миниджек, с другой — тройник с коннекторами типа тюльпан, два из них отвечают за стереозвучание, а один за передачу видеосигнала. Разъемов может быть и два, если камера дает монофоническое звучание.

Разъемы вставляются в соответствующие гнезда в телевизоре с соблюдением цветной маркировки. Такой способ работает даже с самыми старыми телевизорами, у которых гнезда не маркированы. Угадывать какое гнездо, за что отвечает необходимо либо по надписям на задней панели, либо экспериментально. Метод проб абсолютно безопасен для обоих устройств, в случае ошибки пользователь просто не увидит изображения или не услышит звук.

ohranivdome.net

Телевизионная камера Вики

Телевизио́нная ка́мера, Телевизио́нная передаю́щая ка́мера, Передаю́щая ка́мера, Телека́мера, ТВ-ка́мера — устройство, предназначенное для преобразования оптического изображения, получаемого при помощи объектива на мишени вакуумной передающей трубки в телевизионный видеосигнал или цифровой поток видеоданных[1]. Комбинация телекамеры с устройством записи видеосигнала называется видеокамерой или камкордером (англ. Camcorder)[2][3][4].

История[ | код]

Советская студийная камера КТ-178 на штативе Одна из первых портативных телекамер моноблочной конструкции RCA TK-76[5] с камерной головкой и камерным каналом в одном корпусе Советская портативная телекамера КТ-190

Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов одновременно с изобретением механического телевидения и обладали механической развёрткой. Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные из-за опасности нарушения работы сканирующего диска Нипкова[6]. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении[7]. С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем. Например, советские камеры КТ-1 оснащённые в 1948 году иконоскопами «ЛИ-1» с большим размером кадра 75 × 100 мм, были весьма громоздким сооружением[8]. Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки[9]. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир[10]. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены. Такой способ телепередачи называется многокамерной съёмкой.

Эволюция передающих трубок[ | код]

Одной из главных проблем первых телекамер была крайне низкая светочувствительность передающих трубок типа иконоскоп. Это делало невозможной передачу даже в солнечную погоду на улице, заставляя использовать вместо электронных камер кинотелевизионные системы с промежуточной киноплёнкой[11]. Другие недостатки первых трубок приводили к искажениям телевизионного растра и появлению «кометных хвостов» от ярких источников света. Большую проблему представляли вспышки фотографов, срабатывание которых нередко приводило к кратковременной «слепоте» камеры[12]. Совершенствование передающих трубок в первые два десятилетия развития передающих камер стало его главным направлением. Вслед за иконоскопом появился более чувствительный супериконоскоп. В конце 1940-х годов на смену ему пришли ортикон и суперортикон, быстро вытесненные видиконом, основанным на внутреннем фотоэффекте. Вплоть до конца истории трубочных камер использовались многочисленные разновидности видикона, носящие названия «сатикон», «плюмбикон»[13], «кремникон» и т. д. В СССР в конце 1970-х годов была разработана своя разновидность видикона — глетикон, которым оснащалось большинство отечественных ТВ-камер[14].

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками[15]. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов. Несмотря на отсутствие электронных блоков обработки сигнала, камерная головка «RCA TK-41» 1954 года выпуска весила более 140 килограммов, а со штативом, видоискателем и объективами — почти полтонны[16]. Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер[2]. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением, таких как «Триникон» (англ. MF Trinicon) японской корпорации «Сони», позволило создавать ещё более компактные камеры[17]. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал[18]. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов[19].

Первые переносные камеры[ | код]

Вплоть до начала 1980-х годов все телевизионное производство было основано на стационарных передающих камерах, устанавливаемых на штативе. Вес передающих камер вместе со штативом и объективом мог достигать нескольких сот килограммов[20]. Натурные съёмки осуществлялись такими же камерами, вывозимыми специальным автотранспортом на съёмочную площадку в составе передвижной телевизионной станции, которая могла вести прямую трансляцию или записывать изображение и звук на видеомагнитофон. В СССР выпускались несколько десятков различных типов передающих камер, самыми массовыми из которых стали «КТ-116», «КТ-132» и «КТ-178»[21]. Первые портативные телекамеры появились за рубежом в начале 1970-х годов и обладали заведомо более низким качеством изображения, чем стационарные. Переносные телекамеры вещательного качества, предназначенные для студийной работы, могли так же использоваться для съёмки телерепортажей вне студии, однако чаще всего являлись облегчённой камерной головкой, непригодной для автономной работы без камерного канала, размещаемого в аппаратной телестудии или в автомобиле передвижной телевизионной станции.

Одной из первых действительно портативных камер в конце 1960-х годов стала «KCN-9P» фирмы Robert Bosch GmbH, камерный канал которой размещался за спиной оператора в ранце[22][23]. Дальнейшая миниатюризация элементной базы позволила размещать камерный канал в одном корпусе с камерной головкой, создавая камеры, получившие название моноблочных. Они использовались для тележурналистики в сочетании с видеомагнитофоном формата «Ц», а позднее «Ю-матик» (англ. U-matic), переносимым оператором или его ассистентом на плечевом ремне, и соединённым с камерой кабелем. В начале 1980-х, с изобретением формата видеозаписи «Бетакам» (англ. Betacam), появился новый класс устройств: камкордеры, совмещающие в одном корпусе передающую камеру и компактный видеомагнитофон[23]. В отличие от бытовых камкордеров (англ. Handycam), появившихся значительно раньше, «Бетакам» позволял получать видеозапись, почти не уступающую по качеству студийным телекамерам и стационарным видеомагнитофонам. Функционально такое устройство стало электронным аналогом киносъёмочного аппарата и позволило снимать телерепортажи и даже телефильмы вне студии, не связывая оператора кабелем, необходимым телекамере. Это позволило полностью отказаться от киноплёнки при производстве новостей и большинства телефильмов. Одной из первых советских камер такого типа стала «КТ-190», появившаяся в 1985 году и пригодная для стыковки с накамерным видеомагнитофоном «Sony BVV-3»[23]. Впоследствии камкордеры, как и компактные ТВ-камеры, стали называть видеокамерами, а понятие «моноблочная камера» изменило своё значение: теперь оно употребляется применительно к камерам, объединённым с устройством записи в неразъёмном корпусе. Однако, появление камкордеров не привело к исчезновению телекамер.

Современное использование[ | код]

Камерный канал современной телекамеры

Устройства, не оснащённые видеомагнитофоном или другим запоминающим блоком, используются до сегодняшнего дня в крупных телекомпаниях для многокамерных съёмок в студии или для съёмок телефильмов в декорациях. Студийные телекамеры часто оснащаются телесуфлёром для удобства работы дикторов — такие камеры называют «дикторскими». Передающие камеры вещательного уровня, оснащаемые вариообъективами большой кратности, используются для съёмок спортивных соревнований и других массовых мероприятий. Многокамерная съёмка не требует записи изображения каждой камеры: выбор нужного плана осуществляется режиссёром на видеомикшере, а записывается или выдаётся в эфир уже смонтированный сигнал. Поэтому для такой технологии удобнее телекамеры, не оснащённые индивидуальным устройством записи. Многие производители телевизионного оборудования выпускают телекамеры модульной конструкции, пригодные как для стыковки с накамерным записывающим устройством, так и для работы в составе студийного комплекса. В последнем случае камера соединяется через адаптер и кабель с камерным каналом, представляющим собой пульт дистанционного управления параметрами съёмки[24]. Он служит для обеспечения электропитания камеры, организации двухсторонней голосовой связи оператора с режиссёром, синхронизации от внешнего синхрогенератора и точных настроек характеристик изображения[25]. Современный камерный канал (англ. Camera Control Unit) не является неотъемлемой частью камеры, в отличие от первых камерных каналов. Для получения одинаковых параметров всех работающих камер централизованно в комплексах с большим их количеством иногда применяют главный мастер-пульт управления (англ. Master Control Unit)[26].

Модульные камеры являются более предпочтительными для студий с небольшим бюджетом, поскольку специализированные эфирные камеры, непригодные для новостной тележурналистики, стоят значительно дороже[27]. Они обеспечивают наивысшее качество изображения, и устанавливаются на тяжёлый штатив («пьедестал») с гидравлическими подъёмником и панорамной головкой. Передача видеосигнала и другой информации от камеры к аппаратной в наши дни осуществляется по триаксиальному или оптоволоконному кабелю вместо толстого многожильного, ушедшего в прошлое[27][25]. Ещё недавно некоторые камеры требовали 60-жильных кабелей для передачи всей информации от камеры и обратно[28][29]. Любая студийная камера обязательно предусматривает кроме прямой передачи изображения, его возврат из аппаратной на видоискатель для просмотра оператором эфирного сигнала, а кроме того, передачу сложного сигнала телеуправления и данных для телесуфлёра[30][24]. Современные технологии мультиплексирования позволяют обходиться единственным проводом двухсторонней связи, а в некоторых случаях вообще отказаться от него, передавая изображение по специально выделенному радиоканалу[31]. Последнее особенно удобно при работе с системой «Стэдикам» или другими технологиями съёмки с движения, но исключает обратную связь и дистанционное управление параметрами изображения. Для этого может быть использован дополнительный канал связи, в том числе через Интернет[32].

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Устройство[ | код]

Телевизионная передающая камера состоит из оптической головки, электронных блоков и видоискателя[9]. Оптическая головка содержит объектив, цветоделительную систему и преобразователи света в электрические сигналы: передающие трубки или полупроводниковые матрицы. В настоящее время передающие трубки не используются в связи с их неудобством, хрупкостью и нестабильными характеристиками, зависящими от внешних магнитных полей. Для формирования цветного телевизионного сигнала в телекамерах используются три (в некоторых случаях четыре[31]) матрицы, наклеенные на призменный цветоделительный блок.

Основная статья: 3CCD

В более дешёвых и компактных телекамерах может быть использована одна матрица со встроенным массивом цветоделительных светофильтров. Такая конструкция применяется, главным образом, в промышленных и бытовых камерах.

Независимо от способа цветоделения, изображение на матрицах строится при помощи объектива, аналогичного объективам киносъёмочного или фотографического аппарата. Для передающих камер специально разрабатываются объективы, в подавляющем большинстве панкратические. В телекамерах стандартной чёткости со сравнительно низким качеством изображения и небольшим размером светочувствительного элемента, использовались компактные светосильные объективы с большим диапазоном фокусных расстояний. Современные камеры высокой чёткости используют оптику, сопоставимую по качеству с кинематографической[33]. В профессиональных и вещательных камерах практически не используются системы автофокуса из-за сложности автофокусировки движущегося изображения. Фокусировка объектива производится оператором вручную по изображению электронного видоискателя. Следящий автофокус используется в редких случаях во время спортивных трансляций высокой чёткости, однако объективы, оснащённые такими системами имеют огромную стоимость[34][35]. Автофокус используется также в некоторых промышленных камерах, однако, в большинстве из них объектив фиксируется на гиперфокальном расстоянии, обеспечивающем резкое изображение всех объектов. Необходимость точного дозирования количества света, попадающего на светочувствительный элемент, заставляет использовать автоматическое управление экспозицией при помощи диафрагмы объектива и регулировки усиления получаемого сигнала. Современные студийные камеры предусматривают возможность как автоматической настройки диафрагмы, так и дистанционного управления большинством параметров с блока камерного канала видеоинженером[24].

Электрические сигналы, формируемые матрицами, усиливаются и кодируются в стандартный телевизионный видеосигнал, пригодный для записи или вещания. Этот сигнал может быть аналоговым или цифровым, в зависимости от типа камеры. Большинство современных телекамер формируют цифровой поток видеоданных. Кроме видеоусилителя, телевизионная камера оснащается синхрогенератором, позволяющим получать синхросигнал. Однако, при работе многокамерным методом, все камеры используют синхросигнал от внешнего студийного синхрогенератора (англ. Genlock)[36]. Это позволяет исключить сбои синхронизации при переключении камер. Генераторы кадровой и строчной развёрток согласуются с работой синхрогенератора и управляют считыванием заряда в матрицах.

Кроме перечисленных частей телекамера содержит электронный видоискатель, представляющий собой компактное видеоконтрольное устройство на основе монитора. Первые телекамеры оснащались чёрно-белыми видоискателями, состоящими из небольшого кинескопа. Вплоть до конца 1990-х годов такая конструкция сохранялась даже в компактных типах камер, использовавших миниатюрные кинескопы. С появлением жидкокристаллических дисплеев высокого качества, большинство компактных телекамер оснащаются цветными LCD или LED видоискателями.

В отличие от видеокамер, большинство студийных телекамер не оснащаются микрофоном и звуковым усилителем, поскольку рассчитаны на работу в составе комплекса, в котором звукозапись осуществляется отдельной системой. Новый класс роботизированных PTZ-камер, предназначенных для работы без оператора, дополнительно содержит специальную панорамную головку и электроприводы панорамирования, управляемые дистанционно[37]. Камеры, рассчитанные на работу вне студии обладают герметичным корпусом и даже стеклоочистителем.

Классификация[ | код]

Телевизионные камеры принято условно делить на вещательные, профессиональные, промышленные и бытовые[19]. В настоящее время бытовые телекамеры не выпускаются в связи с повсеместным распространением видеокамер и других бытовых устройств с аналогичными функциями. Вещательные и профессиональные можно разделить ещё на две категории в зависимости от используемого стандарта разложения: камеры, соответствующие телевидению высокой чёткости, и камеры стандартной чёткости. Подавляющее большинство современных камер вещательного или профессионального уровня выпускается для стандартов высокой чёткости с возможностью переключения в режим стандартной чёткости[19]. То же относится к соотношению сторон кадра, для переключения которого в объективах камер предусмотрена оптическая компенсация изменения угла поля зрения Vformat[38]. В последние годы появились передающие камеры, поддерживающие стандарты телевидения сверхвысокой чёткости[39].

Профессиональные телекамеры отличаются от вещательных более низкими требованиями к качеству видеосигнала. Если для вещательных камер глубина модуляции по яркостному каналу на частоте 5 МГц должна составлять 100 %, то для профессиональных этот параметр допускается на уровне 50 %[19]. Это отражается в виде более низкого контраста мелких деталей изображения и пониженной горизонтальной чёткости.

Все современные телекамеры формируют цветное изображение, за исключением некоторых разновидностей промышленных. С середины 2000-х годов исчезла ещё одна графа в таблицах классификации телекамер: в настоящее время производство аналоговых передающих камер полностью прекращено и выпускаются только цифровые. Для возможности работы в системах аналогового телевидения все цифровые камеры оснащаются аналоговыми видеовыходами. Совершенствование светочувствительных матриц и микроэлектроники во многом стёрло границы между отдельными классами телекамер и видеокамерами. Если в конце 1990-х годов разница в качестве изображения камкордера для тележурналистики и студийной телекамеры была весьма существенна, сегодня эти устройства зачастую отличаются только массой, кратностью вариообъектива и размером видоискателя. Поэтому, слова «телекамера» и «видеокамера» сегодня означают одно и то же даже в профессиональной среде. Видеокамерой называют не только компактные телекамеры, но и студийные стационарные камеры.

Отдельную категорию составляют телекамеры, предназначенные для съёмки с необычных точек на операторских кранах или других подвесных конструкциях. Такие камеры, как правило, оснащаются устройствами беспроводной передачи видеосигнала и отличаются облегчённой конструкцией без видоискателя и органов управления. Промышленные камеры обычно соответствуют телевидению стандартной чёткости или обладают ещё более низкой разрешающей способностью, рассчитанной на замкнутую телевизионную систему, часто не соответствующую ни одному из вещательных стандартов. К промышленным камерам относятся устройства, входящие в системы видеонаблюдения или предназначенные для других прикладных функций. Аналогичными устройством и характеристиками обладают веб-камеры, также представляющие собой миниатюрную цифровую телекамеру.

Другое использование телекамеры[ | код]

Кроме непосредственного производства телепрограмм, миниатюрные телекамеры используются в качестве основы телевизи́ра профессиональных киносъёмочных аппаратов. Как средство наблюдения на расстоянии, передающая камера незаменима в многочисленных отраслях современной человеческой деятельности. Одна из первых электронных телекамер, разработанных в СССР Львом Терменом, была немедленно засекречена и установлена перед входом в кабинет наркомвоенмора К. Ворошилова[40][41]. В дальнейшем телесистему предполагалось использовать в пограничных войсках, а во дворе наркомата она испытывалась на предмет идентификации проходящих людей. Несовершенство первой камеры заставило отказаться от её использования в военных целях, но с развитием технологий телевидения телекамеры стали использоваться для воздушной разведки и наведения на цель управляемых боеприпасов[42]. Впервые это было осуществлено во время Второй мировой войны на немецких крылатых ракетах «Фау-1»[11] и управляемых авиабомбах Hs-293D[43]. ВВС США также обладали авиабомбами, управлявшимися с помощью телекамеры конструкции Зворыкина[44]. Многие современные боевые системы оснащаются телекамерами для наведения на цель, наблюдения в ночное время и других задач. Обычные телевизионные камеры для этого непригодны из-за больших габаритов и веса, поэтому для военного применения разрабатываются специальные малогабаритные передающие камеры, как правило — чёрно-белые. Такие камеры относятся к категории промышленных.

С появлением космической техники и искусственных спутников Земли, телекамеры попали на борт разведывательных и метеорологических аппаратов, передавая изображение земной поверхности[45]. Однако, с дальнейшим развитием космонавтики, для этих целей использовались, главным образом, фототелевизионные системы. Мирное освоение космоса также не обошлось без телевизионных передатчиков. Во время первого в мире орбитального полёта изображение космонавта Юрия Гагарина транслировалось специально разработанной телекамерой с медленной развёрткой и низким разрешением в 100 строк[45]. В СССР для космической телесвязи была разработана специальная телевизионная система «Арктур», пригодная для устойчивой передачи цветного изображения по каналам со сниженными частотно-фазовыми и шумовыми характеристиками[45]. Телекамеры используются не только для публичных телетрансляций достижений космонавтики, но и в качестве технических средств, позволяющих контролировать запуск, осуществлять стыковки, орбитальные манёвры и космические исследования. Не менее важная область применения телевизионных камер — водолазные и другие подводные работы. Специальные дистанционно управляемые телекамеры применяются при работах по подъёму затонувших судов, спасательных работах и в научно-исследовательских целях. Современная медицина также немыслима без телевизионной камеры. Здесь при помощи специальных миниатюрных камер возможно коллективное дистанционное наблюдение за хирургическими операциями, осмотр внутренних органов и т. п. Телекамеры, область чувствительности которых лежит в невидимых участках спектра, позволяют наблюдать труднодоступные процессы в невидимых лучах.

См. также[ | код]

Источники[ | код]

  1. ↑ ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения.
  2. ↑ 1 2 Видеокамеры: от телевизионной камеры к видеокамере, 2000.
  3. ↑ Телевидение, 2002, с. 451.
  4. ↑ ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения (рус.). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2007). Проверено 15 августа 2013.
  5. ↑ RCA TK-76 (англ.). European and American Television Cameras. TV camera museum (10 September 2010). Проверено 17 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  6. ↑ А. Юровский. Через пространство и время (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 31 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  7. ↑ Лейтес Л. С. 2.3. Телевизионные камеры (студийные и телекино) отечественного производства // Развитие техники ТВ-вещания в России. — М.,: ФГУП ТТЦ «Останкино», 2005. — 224 с. — ISBN 5-94811-009-5.
  8. ↑ Журнал 625, 1998.
  9. ↑ 1 2 Телевидение, 2002, с. 311.
  10. ↑ Леонид Чирков. Первенец — двухдюймовый формат Q (рус.) // «625» : журнал. — 1998. — № 1. — ISSN 0869-7914.
  11. ↑ 1 2 Владимир Маковеев. Олимпийскому телевидению — 70 лет! Берлинская Олимпиада 1936 года (рус.) // «Broadcasting» : журнал. — 2006. — № 5.
  12. ↑ EMI 1947 CPS Emitron tube type 5954 (англ.). CPS Emitron 3 lens Television Camera. The Museum of the Broadcast Television Camera. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  13. ↑ Большой энциклопедический политехнический словарь. Плюмбикон (рус.). «Академик». Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  14. ↑ В. Маковеев. Технические аспекты развития телевидения в России. Взгляд из-под палубы (рус.). От чёрно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  15. ↑ 4.6 Оптические системы телекамер (рус.). Тема 4. Преобразование изображений в электрические сигналы. Банк лекций. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  16. ↑ Ed Retain. Color Television Camera Development (англ.). History of early color television. Проверено 20 февраля 2014.
  17. ↑ Н. А. Ерганжиев. Разработка и исследование кодирующего цветоделительного узла телевизионного передающего прибора типа «Триникон». — Л.,: ЛЭИС, 1984. — 73 с.
  18. ↑ Sony DXC-1600 Trinicon Tube Hand Held Color Camera (англ.). Museum of Extinct Video Cameras and Accessories. LabGuy's World (22 June 2003). Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  19. ↑ 1 2 3 4 Леонид Чирков, 1997.
  20. ↑ Анна Орехова. 7 шедевров, которые не видят кировчане (рус.) // Pro ГОРОД : газета. — 2010.
  21. ↑ Внешторгиздат. Трёхтрубочная камера цветного телевидения КТ-132 (рус.) : рекламный проспект. — 1975.
  22. ↑ MediaVision, 2014, с. 73.
  23. ↑ 1 2 3 Родион Варшавский. Камкордер. История современности (рус.) // «625» : журнал. — 2010. — № 1. — С. 3. — ISSN 0869-7914.
  24. ↑ 1 2 3 Камеры и камерные каналы, 2011, с. 69.
  25. ↑ 1 2 Камеры и камерные каналы, 2011, с. 70.
  26. ↑ Студийная камера, 2010, с. 56.
  27. ↑ 1 2 Студийная камера, 2010, с. 57.
  28. ↑ Кабель камерный для аппаратуры телевизионных центров и передвижных станций цветного ТВ (рус.). ТКЦ-60. ОКБ Кабельной промышленности. Проверено 21 февраля 2013. Архивировано 27 февраля 2013 года.
  29. ↑ Поперечный разрез кабеля марки ТКЦ-60 (англ.). KT-116M Television Camera. Museum of the Broadcast Television Camera. Проверено 21 февраля 2013. Архивировано 27 февраля 2013 года.
  30. ↑ Телевидение, 2002, с. 313.
  31. ↑ 1 2 Ikegami: 4 лучше 3 (рус.) // «625» : журнал. — 1995. — № 2. — ISSN 0869-7914.
  32. ↑ Ронни Ван Гил. Подключение камеры и управление ею (рус.) // «MediaVision» : журнал. — 2011. — № 7. — С. 71.
  33. ↑ Михаил Львов. Вариообъективы для кино и ТВ (рус.) // MediaVision : журнал. — 2012. — № 9. — С. 84,85.
  34. ↑ Игорь Лишин, Борис Саксонов. Архитектурные особенности ТВЧ (рус.) // «625» : журнал. — 2008. — № 1. — ISSN 0869-7914.
  35. ↑ Телевизионные объективы Fujinon, 2008, с. 6.
  36. ↑ Телевидение, 2002, с. 325.
  37. ↑ Роботизированные камеры, 2014, с. 80.
  38. ↑ Телевизионные объективы Fujinon, 2008, с. 12.
  39. ↑ Андрей Федосеев. «НТВ-Плюс» показал сверхчеткую Олимпиаду (рус.). Новости. Comnews (17 февраля 2014). Проверено 17 февраля 2014.
  40. ↑ А. Юровский. От первых опытов — к регулярному телевещанию (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 27 июня 2017. Архивировано 23 октября 2012 года.
  41. ↑ Глеб Давыдов. Лев Термен против смерти (рус.). Частный корреспондент (28 августа 2014). Проверено 27 июня 2017.
  42. ↑ Владимир Кремень. Великая Отечественная война и телевидение (рус.) // «625» : журнал. — 2005. — № 4. — ISSN 0869-7914.
  43. ↑ Асы Люфтваффе, 2002, с. 62.
  44. ↑ Юлия Горячева. Зворыкин — муромский отец телевидения (рус.). Частный корреспондент (29 июля 2014). Проверено 27 июня 2017.
  45. ↑ 1 2 3 Владимир Иванов. Этапные работы ВНИИТа (рус.) // «625» : журнал. — 2007. — № 7. — ISSN 0869-7914.

Литература[ | код]

  • В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 311—316. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.
  • В.А. Петропавловский, Л.Н. Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг. Телевизионные передающие камеры. — М.,: «Радио и связь», 1998. — 304 с.
  • Юрий Михайловский. Студийная камера (рус.) // «MediaVision» : журнал. — 2010. — № 4. — С. 56—71.
  • Зефиров М. В. Асы Люфтваффе: бомбардировочная авиация. — М.,: «Издательство АСТ», 2002. — С. 62. — 478 с. — ISBN 5-17-009972-X.

Ссылки[ | код]

ru.wikibedia.ru

Телевизионная камера - Википедия

Телевизио́нная ка́мера, Телевизио́нная передаю́щая ка́мера, Передаю́щая ка́мера, Телека́мера, ТВ-ка́мера — устройство, предназначенное для преобразования оптического изображения, получаемого при помощи объектива на мишени вакуумной передающей трубки в телевизионный видеосигнал или цифровой поток видеоданных[1]. Комбинация телекамеры с устройством записи видеосигнала называется видеокамерой или камкордером (англ. Camcorder)[2][3][4].

История[ | ]

Советская студийная камера КТ-178 на штативе Одна из первых портативных телекамер моноблочной конструкции RCA TK-76[5] с камерной головкой и камерным каналом в одном корпусе Отечественная портативная телекамера КТ-190

Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов одновременно с изобретением механического телевидения и обладали механической развёрткой. Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные из-за опасности нарушения работы сканирующего диска Нипкова[6]. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении[7]. С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем. Например, советские камеры КТ-1 оснащённые в 1948 году иконоскопами «ЛИ-1» с большим размером кадра 75 × 100 мм, были весьма громоздким сооружением[8]. Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки[9]. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир[10]. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены. Такой способ телепередачи называется многокамерной съёмкой.

Эволюция передающих трубок[ | ]

Одной из главных проблем первых телекамер была крайне низкая светочувствительность передающих трубок типа иконоскоп. Это делало невозможной передачу даже в солнечную погоду на улице, заставляя использовать вместо электронных камер кинотелевизионные системы с промежуточной киноплёнкой[11]. Другие недостатки первых трубок приводили к искажениям телевизионного растра и появлению «кометных хвостов» от ярких источников света. Большую проблему представляли вспышки фотографов, срабатывание которых нередко приводило к кратковременной «слепоте» камеры[12]. Совершенствование передающих трубок в первые два десятилетия развития передающих камер стало его главным направлением. Вслед за иконоскопом появился более чувствительный супериконоскоп. В конце 1940-х на смену ему пришли ортикон и суперортикон, быстро вытесненные видиконом, основанным на внутреннем фотоэффекте. Вплоть до конца истории трубочных камер использовались многочисленные разновидности видикона, носящие названия «сатикон», «плюмбикон»[13], «кремникон» и т. д. В СССР в конце 1970-х годов была разработана своя разновидность видикона — глетикон, которым оснащалось большинство отечественных ТВ-камер[14].

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками[15]. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов. Несмотря на отсутствие электронных блоков обработки сигнала, камерная головка «RCA TK-41» 1954 года выпуска весила более 140 килограммов, а со штативом, видоискателем и объективами — почти полтонны[16]. Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер[2]. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением, таких как «Триникон» (англ. MF Trinicon) японской корпорации «Сони», позволило создавать ещё более компактные камеры[17]. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал[18]. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов[19].

Первые переносные камеры[ | ]

Вплоть до начала 1980-х годов все телевизионное производство было основано на стационарных передающих камерах, устанавливаемых на штативе. Вес передающих камер вместе со штативом и объективом мог достигать нескольких сот килограммов[20]. Натурные съёмки осуществлялись такими же камерами, вывозимыми специальным автотранспортом на съёмочную площадку в составе передвижной телевизионной станции, которая могла вести прямую трансляцию или записывать изображение и звук на видеомагнитофон. В СССР выпускались несколько десятков различных типов передающих камер, самыми массовыми из которых стали «КТ-116», «КТ-132» и «КТ-178»[21]. Первые портативные телекамеры появились за рубежом в начале 1970-х годов и обладали заведомо более низким качеством изображения, чем стационарные. Переносные телекамеры вещательного качества, предназначенные для студийной работы, могли так же использоваться для съёмки телерепортажей вне студии, однако чаще всего являлись облегчённой камерной головкой, непригодной для автономной работы без камерного канала, размещаемого в аппаратной телестудии или в автомобиле передвижной телевизионной станции.

Одной из первых действительно портативных камер в конце 1960-х годов стала «KCN-9P» фирмы Robert Bosch GmbH, камерный канал которой размещался за спиной оператора в ранце[22][23]. Дальнейшая миниатюризация элементной базы позволила размещать камерный канал в одном корпусе с камерной головкой, создавая камеры, получившие название моноблочных. Они использовались для тележурналистики в сочетании с видеомагнитофоном формата «Ц», а позднее «Ю-матик» (англ. U-matic), переносимым оператором или его ассистентом на плечевом ремне, и соединённым с камерой кабелем. В начале 1980-х, с изобретением формата видеозаписи «Бетакам» (англ. Betacam), появился новый класс устройств: камкордеры, совмещающие в одном корпусе передающую камеру и компактный видеомагнитофон[23]. В отличие от бытовых камкордеров (англ. Handycam), появившихся значительно раньше, «Бетакам» позволял получать видеозапись, почти не уступающую по качеству студийным телекамерам и стационарным видеомагнитофонам. Функционально такое устройство стало электронным аналогом киносъёмочного аппарата и позволило снимать телерепортажи и даже телефильмы вне студии, не связывая оператора кабелем, необходимым телекамере. Это позволило полностью отказаться от киноплёнки при производстве новостей и большинства телефильмов. Одной из первых советских камер такого типа стала «КТ-190», появившаяся в 1985 году и пригодная для стыковки с накамерным видеомагнитофоном «Sony BVV-3»[23]. Впоследствии камкордеры, как и компактные ТВ-камеры, стали называть видеокамерами, а понятие «моноблочная камера» изменило своё значение: теперь оно употребляется применительно к камерам, объединённым с устройством записи в неразъёмном корпусе. Однако, появление камкордеров не привело к исчезновению телекамер.

Современное использование[ | ]

Камерный канал современной телекамеры

Устройства, не оснащённые видеомагнитофоном или другим запоминающим блоком, используются до сегодняшнего дня в крупных телекомпаниях для многокамерных съёмок в студии или для съёмок телефильмов в декорациях. Студийные телекамеры часто оснащаются телесуфлёром для удобства работы дикторов — такие камеры называют «дикторскими». Передающие камеры вещательного уровня, оснащаемые вариообъективами большой кратности, используются для съёмок спортивных соревнований и других массовых мероприятий. Многокамерная съёмка не требует записи изображения каждой камеры: выбор нужного плана осуществляется режиссёром на видеомикшере, а записывается или выдаётся в эфир уже смонтированный сигнал. Поэтому для такой технологии удобнее телекамеры, не оснащённые индивидуальным устройством записи. Многие производители телевизионного оборудования выпускают телекамеры модульной конструкции, пригодные как для стыковки с накамерным записывающим устройством, так и для работы в составе студийного комплекса. В последнем случае камера соединяется через адаптер и кабель с камерным каналом, представляющим собой пульт дистанционного управления параметрами съёмки[24]. Он служит для обеспечения электропитания камеры, организации двухсторонней голосовой связи оператора с режиссёром, синхронизации от внешнего синхрогенератора и точных настроек характеристик изображения[25]. Современный камерный канал (англ. Camera Control Unit) не является неотъемлемой частью камеры, в отличие от первых камерных каналов. Для получения одинаковых параметров всех работающих камер централизованно в комплексах с большим их количеством иногда применяют главный мастер-пульт управления (англ. Master Control Unit)[26].

Модульные камеры являются более предпочтительными для студий с небольшим бюджетом, поскольку специализированные эфирные камеры, непригодные для новостной тележурналистики, стоят значительно дороже[27]. Они обеспечивают наивысшее качество изображения, и устанавливаются на тяжёлый штатив («пьедестал») с гидравлическими подъёмником и панорамной головкой. Передача видеосигнала и другой информации от камеры к аппаратной в наши дни осуществляется по триаксиальному или оптоволоконному кабелю вместо толстого многожильного, ушедшего в прошлое[27][25]. Ещё недавно некоторые камеры требовали 60-жильных кабелей для передачи всей информации от камеры и обратно[28][29]. Любая студийная камера обязательно предусматривает кроме прямой передачи изображения, его возврат из аппаратной на видоискатель для просмотра оператором эфирного сигнала, а кроме того, передачу сложного сигнала телеуправления и данных для телесуфлёра[30][24]. Современные технологии мультиплексирования позволяют обходиться единственным проводом двухсторонней связи, а в некоторых случаях вообще отказаться от него, передавая изображение по специально выделенному радиоканалу[31]. Последнее особенно удобно при работе с системой «Стэдикам» или другими технологиями съёмки с движения, но исключает обратную связь и дистанционное управление параметрами изображения. Для этого может быть использован дополнительный канал связи, в том числе через Интернет[32].

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Устройство[ | ]

Телевизионная передающая камера состоит из оптической головки, электронных блоков и видоискателя[9]. Оптическая головка содержит объектив, цветоделительную систему и преобразователи света в электрические сигналы: передающие трубки или полупроводниковые матрицы. В настоящее время передающие трубки не используются в связи с их неудобством, хрупкостью и нестабильными характеристиками, зависящими от внешних магнитных полей. Для формирования цветного телевизионного сигнала в телекамерах используются три (в некоторых случаях четыре[31]) матрицы, наклеенные на призменный цветоделительный блок.

Основная статья: 3CCD

В более дешёвых и компактных телекамерах может быть использована одна матрица со встроенным массивом цветоделительных светофильтров. Такая конструкция применяется, главным образом, в промышленных и бытовых камерах.

Независимо от способа цветоделения, изображение на матрицах строится при помощи объектива, аналогичного объективам киносъёмочного или фотографического аппарата. Для передающих камер специально разрабатываются объективы, в подавляющем большинстве панкратические. В телекамерах стандартной чёткости со сравнительно низким качеством изображения и небольшим размером светочувствительного элемента, использовались компактные светосильные объективы с большим диапазоном фокусных расстояний. Современные камеры высокой чёткости используют оптику, сопоставимую по качеству с кинематографической[33]. В профессиональных и вещательных камерах практически не используются системы автофокуса из-за сложности автофокусировки движущегося изображения. Фокусировка объектива производится оператором вручную по изображению электронного видоискателя. Следящий автофокус используется в редких случаях во время спортивных трансляций высокой чёткости, однако объективы, оснащённые такими системами имеют огромную стоимость[34][35]. Автофокус используется также в некоторых промышленных камерах, однако, в большинстве из них объектив фиксируется на гиперфокальном расстоянии, обеспечивающем резкое изображение всех объектов. Необходимость точного дозирования количества света, попадающего на светочувствительный элемент, заставляет использовать автоматическое управление экспозицией при помощи диафрагмы объектива и регулировки усиления получаемого сигнала. Современные студийные камеры предусматривают возможность как автоматической настройки диафрагмы, так и дистанционного управления большинством параметров с блока камерного канала видеоинженером[24].

Электрические сигналы, формируемые матрицами, усиливаются и кодируются в стандартный телевизионный видеосигнал, пригодный для записи или вещания. Этот сигнал может быть аналоговым или цифровым, в зависимости от типа камеры. Большинство современных телекамер формируют цифровой поток видеоданных. Кроме видеоусилителя, телевизионная камера оснащается синхрогенератором, позволяющим получать синхросигнал. Однако, при работе многокамерным методом, все камеры используют синхросигнал от внешнего студийного синхрогенератора (англ. Genlock)[36]. Это позволяет исключить сбои синхронизации при переключении камер. Генераторы кадровой и строчной развёрток согласуются с работой синхрогенератора и управляют считыванием заряда в матрицах.

Кроме перечисленных частей телекамера содержит электронный видоискатель, представляющий собой компактное видеоконтрольное устройство на основе монитора. Первые телекамеры оснащались чёрно-белыми видоискателями, состоящими из небольшого кинескопа. Вплоть до конца 1990-х годов такая конструкция сохранялась даже в компактных типах камер, использовавших миниатюрные кинескопы. С появлением жидкокристаллических дисплеев высокого качества, большинство компактных телекамер оснащаются цветными LCD или LED видоискателями.

В отличие от видеокамер, большинство студийных телекамер не оснащаются микрофоном и звуковым усилителем, поскольку рассчитаны на работу в составе комплекса, в котором звукозапись осуществляется отдельной системой. Новый класс роботизированных PTZ-камер, предназначенных для работы без оператора, дополнительно содержит специальную панорамную головку и электроприводы панорамирования, управляемые дистанционно[37]. Камеры, рассчитанные на работу вне студии обладают герметичным корпусом и даже стеклоочистителем.

Классификация[ | ]

Телевизионные камеры принято условно делить на вещательные, профессиональные, промышленные и бытовые[19]. В настоящее время бытовые телекамеры не выпускаются в связи с повсеместным распространением видеокамер и других бытовых устройств с аналогичными функциями. Вещательные и профессиональные можно разделить ещё на две категории в зависимости от используемого стандарта разложения: камеры, соответствующие телевидению высокой чёткости, и камеры стандартной чёткости. Подавляющее большинство современных камер вещательного или профессионального уровня выпускается для стандартов высокой чёткости с возможностью переключения в режим стандартной чёткости[19]. То же относится к соотношению сторон кадра, для переключения которого в объективах камер предусмотрена оптическая компенсация изменения угла поля зрения Vformat[38]. В последние годы появились передающие камеры, поддерживающие стандарты телевидения сверхвысокой чёткости[39].

Профессиональные телекамеры отличаются от вещательных более низкими требованиями к качеству видеосигнала. Если для вещательных камер глубина модуляции по яркостному каналу на частоте 5 МГц должна составлять 100 %, то для профессиональных этот параметр допускается на уровне 50 %[19]. Это отражается в виде более низкого контраста мелких деталей изображения и пониженной горизонтальной чёткости.

Все современные телекамеры формируют цветное изображение, за исключением некоторых разновидностей промышленных. С середины 2000-х годов исчезла ещё одна графа в таблицах классификации телекамер: в настоящее время производство аналоговых передающих камер полностью прекращено и выпускаются только цифровые. Для возможности работы в системах аналогового телевидения все цифровые камеры оснащаются аналоговыми видеовыходами. Совершенствование светочувствительных матриц и микроэлектроники во многом стёрло границы между отдельными классами телекамер и видеокамерами. Если в конце 1990-х годов разница в качестве изображения камкордера для тележурналистики и студийной телекамеры была весьма существенна, сегодня эти устройства зачастую отличаются только массой, кратностью вариообъектива и размером видоискателя. Поэтому, слова «телекамера» и «видеокамера» сегодня означают одно и то же даже в профессиональной среде. Видеокамерой называют не только компактные телекамеры, но и студийные стационарные камеры.

Отдельную категорию составляют телекамеры, предназначенные для съёмки с необычных точек на операторских кранах или других подвесных конструкциях. Такие камеры, как правило, оснащаются устройствами беспроводной передачи видеосигнала и отличаются облегчённой конструкцией без видоискателя и органов управления. Промышленные камеры обычно соответствуют телевидению стандартной чёткости или обладают ещё более низкой разрешающей способностью, рассчитанной на замкнутую телевизионную систему, часто не соответствующую ни одному из вещательных стандартов. К промышленным камерам относятся устройства, входящие в системы видеонаблюдения или предназначенные для других прикладных функций. Аналогичными устройством и характеристиками обладают веб-камеры, также представляющие собой миниатюрную цифровую телекамеру.

Другое использование телекамеры[ | ]

Кроме непосредственного производства телепрограмм, миниатюрные телекамеры используются в качестве основы телевизи́ра профессиональных киносъёмочных аппаратов. Как средство наблюдения на расстоянии, передающая камера незаменима в многочисленных отраслях современной человеческой деятельности. Одна из первых электронных телекамер, разработанных в СССР Львом Терменом, была немедленно засекречена и установлена перед входом в кабинет наркомвоенмора К. Ворошилова[40][41]. В дальнейшем телесистему предполагалось использовать в пограничных войсках, а во дворе наркомата она испытывалась на предмет идентификации проходящих людей. Несовершенство первой камеры заставило отказаться от её использования в военных целях, но с развитием технологий телевидения телекамеры стали использоваться для воздушной разведки и наведения на цель управляемых боеприпасов[42]. Впервые это было осуществлено во время Второй мировой войны на немецких крылатых ракетах «Фау-1»[11] и управляемых авиабомбах Hs-293D[43]. ВВС США также обладали авиабомбами, управлявшимися с помощью телекамеры конструкции Зворыкина[44]. Многие современные боевые системы оснащаются телекамерами для наведения на цель, наблюдения в ночное время и других задач. Обычные телевизионные камеры для этого непригодны из-за больших габаритов и веса, поэтому для военного применения разрабатываются специальные малогабаритные передающие камеры, как правило — чёрно-белые. Такие камеры относятся к категории промышленных.

С появлением космической техники и искусственных спутников Земли, телекамеры попали на борт разведывательных и метеорологических аппаратов, передавая изображение земной поверхности[45]. Однако, с дальнейшим развитием космонавтики, для этих целей использовались, главным образом, фототелевизионные системы. Мирное освоение космоса также не обошлось без телевизионных передатчиков. Во время первого в мире орбитального полёта изображение космонавта Юрия Гагарина транслировалось специально разработанной телекамерой с медленной развёрткой и низким разрешением в 100 строк[45]. В СССР для космической телесвязи была разработана специальная телевизионная система «Арктур», пригодная для устойчивой передачи цветного изображения по каналам со сниженными частотно-фазовыми и шумовыми характеристиками[45]. Телекамеры используются не только для публичных телетрансляций достижений космонавтики, но и в качестве технических средств, позволяющих контролировать запуск, осуществлять стыковки, орбитальные манёвры и космические исследования. Не менее важная область применения телевизионных камер — водолазные и другие подводные работы. Специальные дистанционно управляемые телекамеры применяются при работах по подъёму затонувших судов, спасательных работах и в научно-исследовательских целях. Современная медицина также немыслима без телевизионной камеры. Здесь при помощи специальных миниатюрных камер возможно коллективное дистанционное наблюдение за хирургическими операциями, осмотр внутренних органов и т. п. Телекамеры, область чувствительности которых лежит в невидимых участках спектра, позволяют наблюдать труднодоступные процессы в невидимых лучах.

См. также[ | ]

Источники[ | ]

  1. ↑ ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения.
  2. ↑ 1 2 Видеокамеры: от телевизионной камеры к видеокамере, 2000.
  3. ↑ Телевидение, 2002, с. 451.
  4. ↑ ГОСТ 21879—88 Телевидение вещательное. Термины и определения (рус.). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2007). Проверено 15 августа 2013.
  5. ↑ RCA TK-76 (англ.). European and American Television Cameras. TV camera museum (10 September 2010). Проверено 17 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  6. ↑ А. Юровский. Через пространство и время (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 31 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  7. ↑ Лейтес Л. С. 2.3. Телевизионные камеры (студийные и телекино) отечественного производства // Развитие техники ТВ-вещания в России. — М.,: ФГУП ТТЦ «Останкино», 2005. — 224 с. — ISBN 5-94811-009-5.
  8. ↑ Журнал 625, 1998.
  9. ↑ 1 2 Телевидение, 2002, с. 311.
  10. ↑ Леонид Чирков Первенец — двухдюймовый формат Q (рус.) // «625» : журнал. — 1998. — № 1. — ISSN 0869-7914.
  11. ↑ 1 2 Владимир Маковеев Олимпийскому телевидению — 70 лет! Берлинская Олимпиада 1936 года (рус.) // «Broadcasting» : журнал. — 2006. — № 5.
  12. ↑ EMI 1947 CPS Emitron tube type 5954 (англ.). CPS Emitron 3 lens Television Camera. The Museum of the Broadcast Television Camera. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  13. ↑ Большой энциклопедический политехнический словарь. Плюмбикон (рус.). «Академик». Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  14. ↑ В. Маковеев. Технические аспекты развития телевидения в России. Взгляд из-под палубы (рус.). От чёрно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  15. ↑ 4.6 Оптические системы телекамер (рус.). Тема 4. Преобразование изображений в электрические сигналы. Банк лекций. Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  16. ↑ Ed Retain. Color Television Camera Development (англ.). History of early color television. Проверено 20 февраля 2014.
  17. ↑ Н. А. Ерганжиев. Разработка и исследование кодирующего цветоделительного узла телевизионного передающего прибора типа «Триникон». — Л.,: ЛЭИС, 1984. — 73 с.
  18. ↑ Sony DXC-1600 Trinicon Tube Hand Held Color Camera (англ.). Museum of Extinct Video Cameras and Accessories. LabGuy's World (22 June 2003). Проверено 21 октября 2012. Архивировано 23 октября 2012 года.
  19. ↑ 1 2 3 4 Леонид Чирков, 1997.
  20. ↑ Анна Орехова 7 шедевров, которые не видят кировчане (рус.) //  : газета. — 2010.
  21. ↑ Внешторгиздат Трёхтрубочная камера цветного телевидения КТ-132 (рус.) : рекламный проспект. — 1975.
  22. ↑ MediaVision, 2014, с. 73.
  23. ↑ 1 2 3 Родион Варшавский Камкордер. История современности (рус.) // «625» : журнал. — 2010. — № 1. — С. 3. — ISSN 0869-7914.
  24. ↑ 1 2 3 Камеры и камерные каналы, 2011, с. 69.
  25. ↑ 1 2 Камеры и камерные каналы, 2011, с. 70.
  26. ↑ Студийная камера, 2010, с. 56.
  27. ↑ 1 2 Студийная камера, 2010, с. 57.
  28. ↑ Кабель камерный для аппаратуры телевизионных центров и передвижных станций цветного ТВ (рус.). ТКЦ-60. ОКБ Кабельной промышленности. Проверено 21 февраля 2013. Архивировано 27 февраля 2013 года.
  29. ↑ Поперечный разрез кабеля марки ТКЦ-60 (англ.). KT-116M Television Camera. Museum of the Broadcast Television Camera. Проверено 21 февраля 2013. Архивировано 27 февраля 2013 года.
  30. ↑ Телевидение, 2002, с. 313.
  31. ↑ 1 2 Ikegami: 4 лучше 3 (рус.) // «625» : журнал. — 1995. — № 2. — ISSN 0869-7914.
  32. ↑ Ронни Ван Гил Подключение камеры и управление ею (рус.) // «MediaVision» : журнал. — 2011. — № 7. — С. 71.
  33. ↑ Михаил Львов Вариообъективы для кино и ТВ (рус.) // MediaVision : журнал. — 2012. — № 9. — С. 84,85.
  34. ↑ Игорь Лишин, Борис Саксонов Архитектурные особенности ТВЧ (рус.) // «625» : журнал. — 2008. — № 1. — ISSN 0869-7914.
  35. ↑ Телевизионные объективы Fujinon, 2008, с. 6.
  36. ↑ Телевидение, 2002, с. 325.
  37. ↑ Роботизированные камеры, 2014, с. 80.
  38. ↑ Телевизионные объективы Fujinon, 2008, с. 12.
  39. ↑ Андрей Федосеев. «НТВ-Плюс» показал сверхчеткую Олимпиаду (рус.). Новости. Comnews (17 февраля 2014). Проверено 17 февраля 2014.
  40. ↑ А. Юровский. От первых опытов — к регулярному телевещанию (рус.). Музей телевидения и радио в Интернете. Проверено 27 июня 2017. Архивировано 23 октября 2012 года.
  41. ↑ Глеб Давыдов. Лев Термен против смерти (рус.). Частный корреспондент (28 августа 2014). Проверено 27 июня 2017.
  42. ↑ Владимир Кремень Великая Отечественная война и телевидение (рус.) // «625» : журнал. — 2005. — № 4. — ISSN 0869-7914.
  43. ↑ Асы Люфтваффе, 2002, с. 62.
  44. ↑ Юлия Горячева. Зворыкин — муромский отец телевидения (рус.). Частный корреспондент (29 июля 2014). Проверено 27 июня 2017.
  45. ↑ 1 2 3 Владимир Иванов Этапные работы ВНИИТа (рус.) // «625» : журнал. — 2007. — № 7. — ISSN 0869-7914.

Литература[ | ]

  • В. Е. Джакония. Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 311—316. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.
  • В.А. Петропавловский, Л.Н. Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг. Телевизионные передающие камеры. — М.,: «Радио и связь», 1998. — 304 с.
  • Юрий Михайловский Студийная камера (рус.) // «MediaVision» : журнал. — 2010. — № 4. — С. 56—71.
  • Зефиров М. В. Асы Люфтваффе: бомбардировочная авиация. — М.,: «Издательство АСТ», 2002. — С. 62. — 478 с. — ISBN 5-17-009972-X.

Ссылки[ | ]

encyclopaedia.bid

Телевизионная камера — википедия фото

  Советская студийная камера КТ-178 на штативе   Одна из первых портативных телекамер моноблочной конструкции RCA TK-76[5] с камерной головкой и камерным каналом в одном корпусе   Советская портативная телекамера КТ-190

Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов одновременно с изобретением механического телевидения и обладали механической развёрткой. Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные из-за опасности нарушения работы сканирующего диска Нипкова[6]. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении[7]. С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем. Например, советские камеры КТ-1 оснащённые в 1948 году иконоскопами «ЛИ-1» с большим размером кадра 75 × 100 мм, были весьма громоздким сооружением[8]. Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки[9]. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир[10]. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены. Такой способ телепередачи называется многокамерной съёмкой.

Эволюция передающих трубок

Одной из главных проблем первых телекамер была крайне низкая светочувствительность передающих трубок типа иконоскоп. Это делало невозможной передачу даже в солнечную погоду на улице, заставляя использовать вместо электронных камер кинотелевизионные системы с промежуточной киноплёнкой[11]. Другие недостатки первых трубок приводили к искажениям телевизионного растра и появлению «кометных хвостов» от ярких источников света. Большую проблему представляли вспышки фотографов, срабатывание которых нередко приводило к кратковременной «слепоте» камеры[12]. Совершенствование передающих трубок в первые два десятилетия развития передающих камер стало его главным направлением. Вслед за иконоскопом появился более чувствительный супериконоскоп. В конце 1940-х годов на смену ему пришли ортикон и суперортикон, быстро вытесненные видиконом, основанным на внутреннем фотоэффекте. Вплоть до конца истории трубочных камер использовались многочисленные разновидности видикона, носящие названия «сатикон», «плюмбикон»[13], «кремникон» и т. д. В СССР в конце 1970-х годов была разработана своя разновидность видикона — глетикон, которым оснащалось большинство отечественных ТВ-камер[14].

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками[15]. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов. Несмотря на отсутствие электронных блоков обработки сигнала, камерная головка «RCA TK-41» 1954 года выпуска весила более 140 килограммов, а со штативом, видоискателем и объективами — почти полтонны[16]. Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер[2]. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением, таких как «Триникон» (англ. MF Trinicon) японской корпорации «Сони», позволило создавать ещё более компактные камеры[17]. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал[18]. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов[19].

Первые переносные камеры

Вплоть до начала 1980-х годов все телевизионное производство было основано на стационарных передающих камерах, устанавливаемых на штативе. Вес передающих камер вместе со штативом и объективом мог достигать нескольких сот килограммов[20]. Натурные съёмки осуществлялись такими же камерами, вывозимыми специальным автотранспортом на съёмочную площадку в составе передвижной телевизионной станции, которая могла вести прямую трансляцию или записывать изображение и звук на видеомагнитофон. В СССР выпускались несколько десятков различных типов передающих камер, самыми массовыми из которых стали «КТ-116», «КТ-132» и «КТ-178»[21]. Первые портативные телекамеры появились за рубежом в начале 1970-х годов и обладали заведомо более низким качеством изображения, чем стационарные. Переносные телекамеры вещательного качества, предназначенные для студийной работы, могли так же использоваться для съёмки телерепортажей вне студии, однако чаще всего являлись облегчённой камерной головкой, непригодной для автономной работы без камерного канала, размещаемого в аппаратной телестудии или в автомобиле передвижной телевизионной станции.

Одной из первых действительно портативных камер в конце 1960-х годов стала «KCN-9P» фирмы Robert Bosch GmbH, камерный канал которой размещался за спиной оператора в ранце[22][23]. Дальнейшая миниатюризация элементной базы позволила размещать камерный канал в одном корпусе с камерной головкой, создавая камеры, получившие название моноблочных. Они использовались для тележурналистики в сочетании с видеомагнитофоном формата «Ц», а позднее «Ю-матик» (англ. U-matic), переносимым оператором или его ассистентом на плечевом ремне, и соединённым с камерой кабелем. В начале 1980-х, с изобретением формата видеозаписи «Бетакам» (англ. Betacam), появился новый класс устройств: камкордеры, совмещающие в одном корпусе передающую камеру и компактный видеомагнитофон[23]. В отличие от бытовых камкордеров (англ. Handycam), появившихся значительно раньше, «Бетакам» позволял получать видеозапись, почти не уступающую по качеству студийным телекамерам и стационарным видеомагнитофонам. Функционально такое устройство стало электронным аналогом киносъёмочного аппарата и позволило снимать телерепортажи и даже телефильмы вне студии, не связывая оператора кабелем, необходимым телекамере. Это позволило полностью отказаться от киноплёнки при производстве новостей и большинства телефильмов. Одной из первых советских камер такого типа стала «КТ-190», появившаяся в 1985 году и пригодная для стыковки с накамерным видеомагнитофоном «Sony BVV-3»[23]. Впоследствии камкордеры, как и компактные ТВ-камеры, стали называть видеокамерами, а понятие «моноблочная камера» изменило своё значение: теперь оно употребляется применительно к камерам, объединённым с устройством записи в неразъёмном корпусе. Однако, появление камкордеров не привело к исчезновению телекамер.

Современное использование

  Камерный канал современной телекамеры

Устройства, не оснащённые видеомагнитофоном или другим запоминающим блоком, используются до сегодняшнего дня в крупных телекомпаниях для многокамерных съёмок в студии или для съёмок телефильмов в декорациях. Студийные телекамеры часто оснащаются телесуфлёром для удобства работы дикторов — такие камеры называют «дикторскими». Передающие камеры вещательного уровня, оснащаемые вариообъективами большой кратности, используются для съёмок спортивных соревнований и других массовых мероприятий. Многокамерная съёмка не требует записи изображения каждой камеры: выбор нужного плана осуществляется режиссёром на видеомикшере, а записывается или выдаётся в эфир уже смонтированный сигнал. Поэтому для такой технологии удобнее телекамеры, не оснащённые индивидуальным устройством записи. Многие производители телевизионного оборудования выпускают телекамеры модульной конструкции, пригодные как для стыковки с накамерным записывающим устройством, так и для работы в составе студийного комплекса. В последнем случае камера соединяется через адаптер и кабель с камерным каналом, представляющим собой пульт дистанционного управления параметрами съёмки[24]. Он служит для обеспечения электропитания камеры, организации двухсторонней голосовой связи оператора с режиссёром, синхронизации от внешнего синхрогенератора и точных настроек характеристик изображения[25]. Современный камерный канал (англ. Camera Control Unit) не является неотъемлемой частью камеры, в отличие от первых камерных каналов. Для получения одинаковых параметров всех работающих камер централизованно в комплексах с большим их количеством иногда применяют главный мастер-пульт управления (англ. Master Control Unit)[26].

Модульные камеры являются более предпочтительными для студий с небольшим бюджетом, поскольку специализированные эфирные камеры, непригодные для новостной тележурналистики, стоят значительно дороже[27]. Они обеспечивают наивысшее качество изображения, и устанавливаются на тяжёлый штатив («пьедестал») с гидравлическими подъёмником и панорамной головкой. Передача видеосигнала и другой информации от камеры к аппаратной в наши дни осуществляется по триаксиальному или оптоволоконному кабелю вместо толстого многожильного, ушедшего в прошлое[27][25]. Ещё недавно некоторые камеры требовали 60-жильных кабелей для передачи всей информации от камеры и обратно[28][29]. Любая студийная камера обязательно предусматривает кроме прямой передачи изображения, его возврат из аппаратной на видоискатель для просмотра оператором эфирного сигнала, а кроме того, передачу сложного сигнала телеуправления и данных для телесуфлёра[30][24]. Современные технологии мультиплексирования позволяют обходиться единственным проводом двухсторонней связи, а в некоторых случаях вообще отказаться от него, передавая изображение по специально выделенному радиоканалу[31]. Последнее особенно удобно при работе с системой «Стэдикам» или другими технологиями съёмки с движения, но исключает обратную связь и дистанционное управление параметрами изображения. Для этого может быть использован дополнительный канал связи, в том числе через Интернет[32].

Простейшие цифровые телекамеры используются в современных системах видеонаблюдения и для видеоконференций по сети Интернет. В последнем случае эти устройства называются Web-камерами и применяются также для непрерывной передачи видео из труднодоступных мест.

Телевизионная передающая камера состоит из оптической головки, электронных блоков и видоискателя[9]. Оптическая головка содержит объектив, цветоделительную систему и преобразователи света в электрические сигналы: передающие трубки или полупроводниковые матрицы. В настоящее время передающие трубки не используются в связи с их неудобством, хрупкостью и нестабильными характеристиками, зависящими от внешних магнитных полей. Для формирования цветного телевизионного сигнала в телекамерах используются три (в некоторых случаях четыре[31]) матрицы, наклеенные на призменный цветоделительный блок.

Основная статья: 3CCD

В более дешёвых и компактных телекамерах может быть использована одна матрица со встроенным массивом цветоделительных светофильтров. Такая конструкция применяется, главным образом, в промышленных и бытовых камерах.

Независимо от способа цветоделения, изображение на матрицах строится при помощи объектива, аналогичного объективам киносъёмочного или фотографического аппарата. Для передающих камер специально разрабатываются объективы, в подавляющем большинстве панкратические. В телекамерах стандартной чёткости со сравнительно низким качеством изображения и небольшим размером светочувствительного элемента, использовались компактные светосильные объективы с большим диапазоном фокусных расстояний. Современные камеры высокой чёткости используют оптику, сопоставимую по качеству с кинематографической[33]. В профессиональных и вещательных камерах практически не используются системы автофокуса из-за сложности автофокусировки движущегося изображения. Фокусировка объектива производится оператором вручную по изображению электронного видоискателя. Следящий автофокус используется в редких случаях во время спортивных трансляций высокой чёткости, однако объективы, оснащённые такими системами имеют огромную стоимость[34][35]. Автофокус используется также в некоторых промышленных камерах, однако, в большинстве из них объектив фиксируется на гиперфокальном расстоянии, обеспечивающем резкое изображение всех объектов. Необходимость точного дозирования количества света, попадающего на светочувствительный элемент, заставляет использовать автоматическое управление экспозицией при помощи диафрагмы объектива и регулировки усиления получаемого сигнала. Современные студийные камеры предусматривают возможность как автоматической настройки диафрагмы, так и дистанционного управления большинством параметров с блока камерного канала видеоинженером[24].

Электрические сигналы, формируемые матрицами, усиливаются и кодируются в стандартный телевизионный видеосигнал, пригодный для записи или вещания. Этот сигнал может быть аналоговым или цифровым, в зависимости от типа камеры. Большинство современных телекамер формируют цифровой поток видеоданных. Кроме видеоусилителя, телевизионная камера оснащается синхрогенератором, позволяющим получать синхросигнал. Однако, при работе многокамерным методом, все камеры используют синхросигнал от внешнего студийного синхрогенератора (англ. Genlock)[36]. Это позволяет исключить сбои синхронизации при переключении камер. Генераторы кадровой и строчной развёрток согласуются с работой синхрогенератора и управляют считыванием заряда в матрицах.

Кроме перечисленных частей телекамера содержит электронный видоискатель, представляющий собой компактное видеоконтрольное устройство на основе монитора. Первые телекамеры оснащались чёрно-белыми видоискателями, состоящими из небольшого кинескопа. Вплоть до конца 1990-х годов такая конструкция сохранялась даже в компактных типах камер, использовавших миниатюрные кинескопы. С появлением жидкокристаллических дисплеев высокого качества, большинство компактных телекамер оснащаются цветными LCD или LED видоискателями.

В отличие от видеокамер, большинство студийных телекамер не оснащаются микрофоном и звуковым усилителем, поскольку рассчитаны на работу в составе комплекса, в котором звукозапись осуществляется отдельной системой. Новый класс роботизированных PTZ-камер, предназначенных для работы без оператора, дополнительно содержит специальную панорамную головку и электроприводы панорамирования, управляемые дистанционно[37]. Камеры, рассчитанные на работу вне студии обладают герметичным корпусом и даже стеклоочистителем.

Телевизионные камеры принято условно делить на вещательные, профессиональные, промышленные и бытовые[19]. В настоящее время бытовые телекамеры не выпускаются в связи с повсеместным распространением видеокамер и других бытовых устройств с аналогичными функциями. Вещательные и профессиональные можно разделить ещё на две категории в зависимости от используемого стандарта разложения: камеры, соответствующие телевидению высокой чёткости, и камеры стандартной чёткости. Подавляющее большинство современных камер вещательного или профессионального уровня выпускается для стандартов высокой чёткости с возможностью переключения в режим стандартной чёткости[19]. То же относится к соотношению сторон кадра, для переключения которого в объективах камер предусмотрена оптическая компенсация изменения угла поля зрения Vformat[38]. В последние годы появились передающие камеры, поддерживающие стандарты телевидения сверхвысокой чёткости[39].

Профессиональные телекамеры отличаются от вещательных более низкими требованиями к качеству видеосигнала. Если для вещательных камер глубина модуляции по яркостному каналу на частоте 5 МГц должна составлять 100 %, то для профессиональных этот параметр допускается на уровне 50 %[19]. Это отражается в виде более низкого контраста мелких деталей изображения и пониженной горизонтальной чёткости.

Все современные телекамеры формируют цветное изображение, за исключением некоторых разновидностей промышленных. С середины 2000-х годов исчезла ещё одна графа в таблицах классификации телекамер: в настоящее время производство аналоговых передающих камер полностью прекращено и выпускаются только цифровые. Для возможности работы в системах аналогового телевидения все цифровые камеры оснащаются аналоговыми видеовыходами. Совершенствование светочувствительных матриц и микроэлектроники во многом стёрло границы между отдельными классами телекамер и видеокамерами. Если в конце 1990-х годов разница в качестве изображения камкордера для тележурналистики и студийной телекамеры была весьма существенна, сегодня эти устройства зачастую отличаются только массой, кратностью вариообъектива и размером видоискателя. Поэтому, слова «телекамера» и «видеокамера» сегодня означают одно и то же даже в профессиональной среде. Видеокамерой называют не только компактные телекамеры, но и студийные стационарные камеры.

Отдельную категорию составляют телекамеры, предназначенные для съёмки с необычных точек на операторских кранах или других подвесных конструкциях. Такие камеры, как правило, оснащаются устройствами беспроводной передачи видеосигнала и отличаются облегчённой конструкцией без видоискателя и органов управления. Промышленные камеры обычно соответствуют телевидению стандартной чёткости или обладают ещё более низкой разрешающей способностью, рассчитанной на замкнутую телевизионную систему, часто не соответствующую ни одному из вещательных стандартов. К промышленным камерам относятся устройства, входящие в системы видеонаблюдения или предназначенные для других прикладных функций. Аналогичными устройством и характеристиками обладают веб-камеры, также представляющие собой миниатюрную цифровую телекамеру.

Кроме непосредственного производства телепрограмм, миниатюрные телекамеры используются в качестве основы телевизи́ра профессиональных киносъёмочных аппаратов. Как средство наблюдения на расстоянии, передающая камера незаменима в многочисленных отраслях современной человеческой деятельности. Одна из первых электронных телекамер, разработанных в СССР Львом Терменом, была немедленно засекречена и установлена перед входом в кабинет наркомвоенмора К. Ворошилова[40][41]. В дальнейшем телесистему предполагалось использовать в пограничных войсках, а во дворе наркомата она испытывалась на предмет идентификации проходящих людей. Несовершенство первой камеры заставило отказаться от её использования в военных целях, но с развитием технологий телевидения телекамеры стали использоваться для воздушной разведки и наведения на цель управляемых боеприпасов[42]. Впервые это было осуществлено во время Второй мировой войны на немецких крылатых ракетах «Фау-1»[11] и управляемых авиабомбах Hs-293D[43]. ВВС США также обладали авиабомбами, управлявшимися с помощью телекамеры конструкции Зворыкина[44]. Многие современные боевые системы оснащаются телекамерами для наведения на цель, наблюдения в ночное время и других задач. Обычные телевизионные камеры для этого непригодны из-за больших габаритов и веса, поэтому для военного применения разрабатываются специальные малогабаритные передающие камеры, как правило — чёрно-белые. Такие камеры относятся к категории промышленных.

С появлением космической техники и искусственных спутников Земли, телекамеры попали на борт разведывательных и метеорологических аппаратов, передавая изображение земной поверхности[45]. Однако, с дальнейшим развитием космонавтики, для этих целей использовались, главным образом, фототелевизионные системы. Мирное освоение космоса также не обошлось без телевизионных передатчиков. Во время первого в мире орбитального полёта изображение космонавта Юрия Гагарина транслировалось специально разработанной телекамерой с медленной развёрткой и низким разрешением в 100 строк[45]. В СССР для космической телесвязи была разработана специальная телевизионная система «Арктур», пригодная для устойчивой передачи цветного изображения по каналам со сниженными частотно-фазовыми и шумовыми характеристиками[45]. Телекамеры используются не только для публичных телетрансляций достижений космонавтики, но и в качестве технических средств, позволяющих контролировать запуск, осуществлять стыковки, орбитальные манёвры и космические исследования. Не менее важная область применения телевизионных камер — водолазные и другие подводные работы. Специальные дистанционно управляемые телекамеры применяются при работах по подъёму затонувших судов, спасательных работах и в научно-исследовательских целях. Современная медицина также немыслима без телевизионной камеры. Здесь при помощи специальных миниатюрных камер возможно коллективное дистанционное наблюдение за хирургическими операциями, осмотр внутренних органов и т. п. Телекамеры, область чувствительности которых лежит в невидимых участках спектра, позволяют наблюдать труднодоступные процессы в невидимых лучах.

org-wikipediya.ru