Szklane oko

Czas już w pełni wykorzystać możliwości, jakie daje Internet, i porozmawiać ze znajomymi bez uciążliwego stukania w klawiaturę.

Czas już w pełni wykorzystać możliwości, jakie daje Internet, i porozmawiać ze znajomymi bez uciążliwego stukania w klawiaturę.

Za przełom w historii rozwoju Internetu uważa się rok 1990, w którym Tim Berners-Lee stworzył podstawy World Wide Web. Dzięki temu w Internecie mogą się pojawiać nie tylko teksty, ale również zdjęcia oraz dźwięk.

Jednak sieć internetowa to tylko możliwości. Dopiero w połączeniu z coraz bardziej zaawansowanymi technologicznie urządzeniami multimedialnymi, m.in. kamerami, stanowi prawdziwe okno na świat, dające możliwość nie tylko porozmawiania z przyjaciółmi, ale także ich zobaczenia.

Kamera internetowa od podszewki

W sprzedaży są obecnie dwa typy kamer internetowych. Pierwszy to rozwiązanie, które towarzyszy nam od początku ich powstania - kamera bez autonomicznego zasilania i wbudowanej pamięci, w której do zapisu danych wykorzystywana jest pamięć komputera. Drugie rozwiązanie to ostatnio coraz częściej spotykane połączenie kamery internetowej i prostego aparatu cyfrowego, wyposażone w autonomiczne zasilanie oraz własną pamięć do zapisu danych. Standardowa kamera internetowa to w dalszym ciągu niezbyt skomplikowana konstrukcja, składająca się z obiektywu, pierścienia regulującego ostrość generowanego obrazu, matrycy obrazu, płytki półprzewodnikowej, przycisku wyzwalacza, obudowy, podstawki oraz interfejsu łączącego urządzenie z komputerem.

W kamerach z funkcjami aparatu cyfrowego konstrukcję wzbogacono o autonomiczne zasilanie (przeważnie w postaci popularnych paluszków), własną pamięć (półprzewodnikową), lampę błyskową, a także mały ekran LCD, na którym można odczytać podstawowe informacje (liczba zrobionych zdjęć, poziom naładowania baterii itd.). Obecnie coraz częściej kamera ma wbudowany mikrofon lub jest on dostarczany jako autonomiczne urządzenie, podłączane do karty dźwiękowej.

Matryca obrazu

Sercem każdej kamery internetowej jest matryca obrazu. To ona w głównej mierze odpowiada za jakość generowanych zdjęć. Obecnie stosowane są dwa rodzaje matryc: CCD i CMOS.

Ocena końcowa

Ocena końcowa

Matryca CCD (Charge-Coupled Device) składa się z płytki, na której gęsto rozmieszczono minidetektory, odczytujące informacje o obrazie (diody światłoczułe wraz z filtrami). Każda z diod zamienia padające na nią światło (fotony) na impulsy elektryczne (elektrony). Im większe natężenie światła, tym więcej elektronów. Oczywiście nie pozwala to na określenie barwy padającego światła, a tylko jego natężenia, dlatego każdy detektor przykryty jest jednym z filtrów RGB (czerwonym, zielonym lub niebieskim). Dzięki temu reaguje na tę barwę światła, którą rejestruje.

System wylicza ostateczny kolor każdego punktu (piksela) z osobna, biorąc pod uwagę natężenie jego barwy (liczbę ładunków, które się zebrały na światłoczułej diodzie po filtrowaniu), natężenie barwy sąsiadujących z nim punktów oraz ogólne natężenie światła.

Gdy każdy punkt obrazu ma już wyliczony kolor, mikroprocesor układu uśrednia barwy sąsiadujących pikseli, aby uniknąć efektu szachownicy. Działa przy tym zgodnie z algorytmem demozaikującym (demosaicing algorithm). Technologia CCD, stosowana również w skanerach, powstała już w latach siedemdziesiątych w laboratoriach firmy Bell.

Matryce CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) pobierają nawet do kilkudziesięciu razy mniej prądu niż matryce CCD, ale jednocześnie generują obraz gorszej jakości. Wiążę się to z innym rozmieszczeniem elementów światłoczułych, które nie są tak gęsto rozmieszczone, jak w konkurencyjnym rozwiązaniu. Przy każdej diodzie umieszcza się kilka transformatorów, które służą do pomiaru zbierającego się na niej ładunku. Ponieważ zajmują trochę więcej miejsca, elementy światłoczułe nie wychwytują wszystkich fotonów (światło pada również na transformatory), co pogarsza rozdzielczość, a zatem i jakość generowanego obrazu. Natomiast płytka matrycy CCD ma o wiele więcej elementów światłoczułych, gdyż transformatory umieszczone są poza rejestratorem fotonów, co pozwala wyłapać ich znacznie więcej. Niewątpliwym plusem matryc CMOS jest niższa cena, związana z prostszym procesem produkcji.

Szklane oko dla każdego

Schemat budowy kamery: 1. Matryca 2. Obiektyw 3. Pierścień ustawienia ostrości  4. Obudowa 5. Złącze do komputera

Schemat budowy kamery: 1. Matryca 2. Obiektyw 3. Pierścień ustawienia ostrości 4. Obudowa 5. Złącze do komputera

Ważne parametry kamery to: maksymalny rozmiar (rozdzielczość) generowanego obrazu, jego jakość oraz możliwości przechwytywania ruchomego obrazu (wideo). Trzeba pamiętać, że istotny wpływ na jakość obrazu ma nie tylko rodzaj matrycy (CCD lub CMOS), ale i jej wielkość (rozdzielczość).

Rozdzielczość określa liczba punktów (pikseli), z których składa się obraz (w matrycy CCD liczba elementów światłoczułych). Wartość tę, podawaną w megapikselach, wylicza się, mnożąc szerokość i wysokość obrazu. Przykładowo kamery z matrycą 0,3 megapiksela umożliwiają robienie zdjęć w sprzętowej rozdzielczości 640x480; 0,8 megapiksela - 1024x768. Nawet lepsza konstrukcyjnie matryca CCD nie może konkurować jakością generowanego obrazu z matrycą CMOS o większej rozdzielczości (większych rozmiarach matrycy).

Producenci podają dwie maksymalne rozdzielczości: zdjęć i filmów wideo. Pierwsza określa maksymalne rozmiary przechwytywanego zdjęcia, druga to maksymalna rozdzielczość przechwytywanych sekwencji wideo.

Czasami podawany rozmiar zdjęć jest większy niż fizyczne możliwości matrycy. Mówimy wówczas o rozdzielczości interpolowanej. Jest to programowo powiększone (rozciągnięte) za pomocą prostych algorytmów zdjęcie wykonane w najwyższej rozdzielczości matrycy. Wiąże się to jednak ze znacznym pogorszeniem jakości obrazu.

Jeden z ważniejszych czynników określających wydajność kamery to jej zdolność do przechwytywania filmów wideo, mierzona liczbą klatek zapisywanych w ciągu jednej sekundy (fps). Podczas zakupu należy sprawdzić, czy producent podaje rozdzielczość, w jakiej ta wielkość została zmierzona, bo zdarza się, że określa wydajność kamery w niższych trybach, co może nas wprowadzić w błąd. Pamiętajmy, że ludzkie oko jest w stanie zarejestrować płynny obraz przy prędkości powyżej 25 klatek na sekundę.

Jeżeli dysponujesz łączem o prędkości 56 Kb/s, kamera powinna pracować co najmniej w standardzie Q CIV (Quarter Common Intermediate Format). Określa on prędkość (30 klatek na sekundę), z jaką powinna pracować kamera w rozdzielczości 176x144 pikseli. Jeśli łącze jest szybsze, warto kupić kamerę zgodną ze standardem CIF (Common Intermediate Format), określającym szybkość pracy - 30 klatek na sekundę - kamery w trybie 352x288.


Zobacz również