TZI/Лекции/ПМ3.2/2.3.110_История_создания_видеокамер/001.md

# 2.3.110 История создания видеокамер

Содержание

1. Телевидение и появление видео
2. Переход к цифровому изображению
3. Цифровое видео в технологии видеонаблюдения
4. Современные цифровые видеокамеры
5. Вопросы
6. Литература

Телевидение и появление видео

Телекамера – достаточно сложное устройство. Ее составляющие создавали и совершенствовали разные люди. Принцип преобразования какого-либо изображения в видеосигнал придумал немецкий изобретатель и техник Пауль Нипков.

Телекамера изначально была разработана для использования в вещательных СМИ. В начале 1900-х годов первые эксперименты по передаче изображений были завершены. Шотландский инженер по имени Джон Логи Бэйрд внес свой вклад в эту работу с помощью варианта более старого устройства, известного как «диск Нипкова», - механического устройства, которое разбивает изображение на «линии сканирования», используя вращающийся диск с вырезанными в нем отверстиями. Первые портативные видеоаппараты состояли из двух отдельных устройств – видеомагнитофона и камеры, которые соединялись при помощи кабеля.

Первые телевизоры производили механические видеоизображения, но к 1930-м годам новые полностью электронные конструкции, основанные на электронно-лучевой трубке, включая две выдающиеся версии инженеров Фило Фарнсворта и Владимира Цворыкина, заменили механические вариации технологией электронного сканирования. Эта система, созданная для вещания, стала стандартом в телевизионной индустрии и оставалась широко используемой до 1980-х годов. Катодно-лучевые трубки были пригодны для целей вещания, но вопрос носителя для записи был сложной задачей. Очевидным выбором была магнитная лента, технология, которая уже использовалась для записи звука. Тем не менее, выяснение того, как вместить ленту, оставалось труднодостижимым в течение середины 20-го века, потому что она содержала больший объем информации.

Первая же в истории видеокамера, которая записывала и звук, и видеоизображение появилась в 1956 году. Ее создателями являются Долби Луча, Чарльз Андерс и Чарльз Гинсберг. Такой аппарат могли себе позволить приобрести только крупные киностудии, поскольку стоил он 75000 долларов!

Две компании, JVC и Panasonic, представили большой прогресс в записи видео, когда они разработали первые автономные широкоформатные видеокассеты в 1970-х годах. Позже это изобретение стало популярным среди потребителей в 1980-х годах благодаря видеокамере, устройству, обеспечивающему широкую популярность видеозаписи.

В основе работы большинства бытовых видеомагнитофонов (ВМ) лежит принцип наклонно-строчной записи - воспроизведения информации двумя диа¬метрально расположенными вращающимися головками. Частота вращения видеоголовок (ВГ) равна частоте смены кадров телевизионного сигнала, что при современных сравнительно небольших диаметрах блоков видеоголовок (БВГ) со¬ответствует линейной скорости движения видеоголовок (V) порядка 5 м/с.

Видеоголовки изготавливают из монокристаллического феррита с рабочим зазором несколько десятых микрометра, что наряду с использованием высокока¬чественной магнитной ленты, позволяет уменьшить минимально возможную длину волны записи до 1 мкм.

Качество изображения первых аналоговых видеокамер было заметно хуже, чем привычное нам на экранах телевизоров. Англия, Новая Зеландия, Австралия, а также некоторые государства Западной Европы в своем телевидении приняли стандарт — PAL для цветного телевидения, способный из 625 горизонтальных строк формировать телевизионное изображение. Во Франции стандарт – SECAM (где горизонтальных строк также 625), в Японии и США стандарт – NTSC (525 строчек). Правда, для формирования изображения используются не все строки, функция некоторых – нести служебную информацию.

О качестве изображения, поступающего от аналоговых видеокамер, говорит сам факт расширения в 240 строк, которое имеют формат VHS-C и формат Video 8. Даже, несмотря на то, что качество изображений было неважным, видеокамеры в 80-х и 90-х годах обрели немалую популярность. Их покупали все большее и большее количество людей, желающих видеть на видео своих близких, друзей и себя.

I этап - аналоговый сигнал с аналоговой телекамеры записывается на аналоговый носитель: видеомагнитофон

Переход к цифровому изображению

Переход от аналогового к цифровому захвату видео начался в 1981 году с разработки однообъективной камеры Sony Mavica. В этой камере использовался вращающийся магнитный диск диаметром 2 дюйма, и он мог записывать до 50 неподвижных кадров для воспроизведения или печати. Несмотря на то, что это объясняется началом революции цифровых камер, Mavica не была «настоящей» цифровой камерой, как мы ее понимаем сегодня, поскольку изображения все еще сохранялись магнитным способом.

Компания Kodak принесла следующие инновации в технологии цифровых камер, представив ряд продуктов для цифровых камер в 1987 году и создав «Photo CD» в 1990 году. В 1991 году Kodak выпустила первую цифровую камеру, предназначенную для профессионального использования фотожурналистами, затем следует Nikon F-3, который включает 1,3-мегапиксельный сенсор. Благодаря технологии QuickTake Apple в 1994 году цифровому захвату изображений можно было бы перейти с профессиональной фотографии на потребительский уровень. Этот продукт был первым в своем роде, за ним последовали аналогичные продукты для цифровых камер от Kodak, Casio, Sony и других.

II этап - цифровой сигнал с цифровой видеокамеры преобразуется в аналоговый и записывается на аналоговый носитель: видеомагнитофон

Цифровое видео в технологии видеонаблюдения

Первая цифровая видеокамера с функцией сжатия видео была выпущена в 1993 году и получила название Ampex DCT. Вскоре это нововведение привело к потоку цифровых видеокамер от известных компаний, включая Sony, JVC и Panasonic. Как преемник видеокамеры, эти камеры сначала записывались на оптические диски, а затем со временем на флэш-память.

Структура объектива и оптические законы, ее определяющие, тут те же самые, что и у самых ранних фотоаппаратов, появившихся в 1830-е годы. Отличие появляется только в узле приема изображения. Когда световой поток пройдет через объектив, он попадет на матрицу. Там формируется отпечаток, который переносится в постоянную память камеры.

Если в аналоговом варианте на пленку или другой носитель световые сигналы записываются в виде кривой, и при копировании возможны искажения, то цифровой вариант кодировки предполагает запись двоичного кода. При копировании цифровой записи исключены ошибки, поэтому качество копий видеозаписи не страдает при многократном переписывании.

Переход на цифру повлиял на разработку новых, более компактных носителей: карт памяти, флешек, компакт-дисков и т.д. С появлением новых носителей кассетные устройства уступили место более продвинутым и компактным аппаратам. Также цифровые сенсоры нашли свое применение в фотоаппаратах, видеорегистраторах, смартфонах, ноутбуках и планшетах.

III этап - цифровой сигнал с цифровой видеокамеры записывается на цифровой носитель: HDD, flash, CD-ROM, DVD

Цифровое видео в технологии видеонаблюдения

Первые цифровые системы видеонаблюдения использовались военными для безопасности и разведки. В 1980 году та же самая технология камер, которая выводила сериалы на телевидение по всей стране, также помогла защитить предприятия от мошенничества и кражи.

Эти камеры обычно использовали замкнутую телевизионную систему, чтобы позволить компаниям контролировать свое окружение. В то время как сами камеры безопасности были предназначены исключительно для обработки изображений, запись была возможна в точке отображения через видеокассеты различных форматов. Видеонаблюдение расширилось с 1980-х годов, когда технология расширилась до правительственного использования и для домашнего использования в целях безопасности. Переход от аналогового к цифровому в сфере видеонаблюдения означал повышение качества систем видеонаблюдения с разрешением до 4K и таких инноваций, как инфракрасные камеры с «ночным видением» и технологии тепловидения.

В конце 1990-х годов также появились устройства DVR, цифровые видеорегистраторы, которые использовали жесткие диски и аналогичные устройства хранения данных для хранения больших объемов цифровой видеоинформации в одной домашней системе.

Современные цифровые видеокамеры

Профессиональные видеокамеры прошли очень долгий путь с момента появления 1,4-мегапиксельной цифровой камеры. В начале 2000-х Sony разработала первые цифровые видеокамеры высокого разрешения. Сегодня цифровое видео высокого разрешения больше не ограничивается областью телевизионной студии.

Профессиональные цифровые видеокамеры высокого класса используются для независимых фильмов, веб-сериалов и для любителей.

В портативном мире знакомая видеокамера 1980-х годов прошла плавную эволюцию в цифровую. Только в 2003 году Sony представила первую цифровую видеокамеру, которая полностью избавила от необходимости использования ленты.

Эти портативные цифровые видеокамеры нашли применение в проектах от домашних фильмов до профессиональных фильмов.

Вопросы

Как в аналоговом варианте записываются световые сигналы?
Какие были созданы стандарты на телевидении для аналоговых видеокамер?
В каком году начался переход от аналогового к цифровому захвату видео?

Источники

http://xn----dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai/byitovaya-tehnika/istoriya-videokameryi.html
https://safetyarea.ru/articles/istoriya-videokamer/
https://tehnika.expert/cifrovaya/videokamera/istoriya-razvitiya.html