Уеб камерата е устройство, което обединява хората, което ви позволява да не усещате колко далеч е вашият любим човек.

Мнозина сега дори не могат да си представят как са живели преди без това изобретение, как са общували с приятели и роднини, които живеят на хиляди километри. Но благодарение на уеб камерата всички граници са изтрити и сега можете да видите човек и да разговаряте с него по всяко време на деня.

Освен факта, че уеб камерата дава възможност за комуникация с роднини, които живеят в чужбина или с приятели, които живеят в други градове, тя се превърна в неразделна част от работния процес в институции и офиси. Наличието на уеб камера на бюрото ви дава възможност да наблюдавате работата на служителите, да провеждате онлайн конференции или срещи със служители, които работят извън централния офис.

Всеки може да комуникира чрез Skype, но, за съжаление, не много потребители могат да изберат добра уеб камера. Но камерата е тази, която определя качеството на изображението и други важни точки, които правят комуникацията между хората удобна.

Няма класификация или видове уеб камери като такива. Всички камери могат да бъдат разделени на компютърни, таблетни, IP, безжични и камери за игри. Но в действителност те се отличават по следните параметри - разделителна способност на матрицата, качество на оптиката, тип монтиране, начин на предаване на информация. Същите параметри се използват за избор на необходимата уеб камера.

Заслужава да се отбележи, че IP камерите се използват главно за наблюдение на обект или територия. Такива камери предават висококачествени изображения по всяко време на денонощието, за разлика от техните колеги, които нямат критерии за качество на изображението. Ето защо, когато избирате уеб камера, не трябва да разчитате на описаните характеристики. Просто трябва да включите камерата и да видите как работи. В същото време не трябва да се страхувате, че програмата няма да работи. Производителите създават уеб камери, които работят с всяко приложение.

Основни характеристики

Изборът на уеб камера трябва да започне с изучаване матричен тип. Има два основни вида: CMOS и CCD. Уеб камерите, които са предназначени за комуникация в Интернет, са оборудвани с матрица тип CMOS. CCD матрицата има най-добро качествопредаване на изображение от първия тип. Поради това се инсталира в уеб камери, които са предназначени за целите на сигурността. Когато избирате камера, най-добре е да сравните качеството на изображението на CMOS и CCD сензорите. След това направете покупка.

Резолюция- друг важен момент, който влияе върху качеството на изображението. Минималната резолюция на уеб камерата е 0,3 мегапиксела, т.е. 320x240 пиксела, което ще бъде достатъчно за видеоконференции. Максималната резолюция на уеб камерата е 2592x1944 пиксела. Оптималната разделителна способност за уеб камери е 640x480 и 1280x960 пиксела, което ви позволява ясно да виждате събеседника си, да правите снимки и видеоклипове. Не трябва обаче да се надявате, че видеото или снимката ще бъдат толкова ясни, колкото на фотоапарат или видеокамера. Все пак снимките излизат леко размазани. Уеб камерата е преди всичко инструмент за комуникация с хора. Следователно ниската резолюция се компенсира от други добри параметри.

Оптикинсталиран на уеб камери влияе върху качеството на картината. Производителите се опитват да инсталират висококачествена оптика. Може да се предлага както в скъпи, така и в бюджетни модели. Висококачествената стъклена оптика, например, включва Carl Zeiss. Видът на оптиката е посочен в характеристиките на устройството в магазина или върху опаковката.

Честота на кадрите- параметър, който трябва да се третира с повишено внимание. Честотата на кадрите варира от 9 до 90Hz. Ниска честота ще предаде изображението като слайдшоу. Висока честотакадрите може да не са съвместими с интернет скоростта и в резултат на това комуникацията няма да е възможна. Най-добрият вариант е 40 - 70Hz. Но все пак си струва да вземете предвид скоростта на интернет; например за Wi-Fi трябва да изберете средната честота на кадрите.

Следващият параметър, който влияе върху качеството на изображението, е чувствителност на матрицата. Качеството на изображението при дадено ниво на осветеност зависи от нивото на чувствителност на матрицата. Ако чувствителността на матрицата не е висока, тогава лошото осветление ще създаде смущения при предаване на изображението.

Трудно е да си представим комуникация без микрофон. Следователно, ако е избрана уеб камера за персонален компютър, то моделът му трябва да е с микрофон. Ако за лаптоп, нетбук или таблет, тогава микрофонът вече е вграден в тях.

Тип монтаж. от този параметървсичко е съвсем просто. Ако трябва да го прикрепите към монитор, изберете модел с подходящите крепежни елементи. Уеб камерата може просто да стои на масата, ако има много място. За да изпълнявате функции за сигурност, изберете камери, които са монтирани на стена или стълб (ако наблюдението се извършва на улицата). Затова всеки избира това, което му е най-удобно.

Можете да свържете уеб камера по два начина - чрез USB кабел или модем. Най-често те използват първия метод на свързване, тъй като скоростта винаги ще бъде висока. Ако използвате модем, скоростта ще зависи пряко от доставчика. Третият метод на свързване е по-рядко срещан, тъй като се използва в скъпи модели уеб камери - безжичен. Може да се използва само ако има наличен Wi-Fi.

Последната точка, на която трябва да обърнете внимание при избора на уеб камера, е съвместимостта с операционна система. Едно нещо, което си струва да се каже тук е, че почти всички модели уеб камери работят с работа Windows системаи не са подходящи за други системи.

Допълнителни функции на уеб камерата

Мащабиране и подсветка. За фотоапарат или видеокамера тези функции биха били много по-важни, отколкото за уеб камера. Те все още няма да подобрят качеството на изображението до същото ниво като в камера. В същото време наличието на увеличение и подсветка показва добре изградено устройство.

Автофокусът е добро нещо, особено ако планирате често да носите уеб камерата или да правите снимки и видеоклипове. В този случай разстоянието до обекта винаги ще се коригира.

Много производители добавят към допълнителните възможности на уеб камерата промяна в режима на снимане (например сепия, черно-бяла снимка, баланс на бялото и др.). По принцип ще са полезни за снимане, но не и за комуникация по Skype. Въпреки че си струва да обработвате снимки в програма, специално разработена за това.

Производители на уеб камери

Отговаряйки на този въпрос, първото нещо, което идва на ум, са известни компании, които произвеждат електроника, т.е. Samsung, LG и Philips. Освен това уеб камерите се произвеждат от HP, Bravis и Microsoft. Разбира се, има и други производители, по-малко популярни от изброените. Най-популярните уеб камери са на Genius, Logitech и Creative. Осигуряват високо качество на своите продукти.

Можете да закупите продукти от тези компании не само в специализирани магазини, но и в онлайн магазини, където качеството също е гарантирано.

Ценовите политики варират. Зависи не само от марката, но и от допълнителни функции. Когато избирате уеб камера, си струва да запомните едно нещо - най-скъпото не означава най-доброто. Можете да закупите евтина уеб камера и да получавате висококачествени изображения, когато общувате с роднини. Цената на уеб камерите варира от 300 до 6100 рубли.

Използването на уеб камерата е доста просто. Специални програмипозволяват да настроите Skype и всичко, което трябва да направите, е да свържете камерата към него

Когато използвате уеб камера, е важно да не докосвате оптиката и да я закрепите здраво, за да не падне.

по този начин най-добрият вариантза домашна употреба и комуникация по Skype ще има уеб камера с резолюция 640x480 пиксела, USB кабел за връзка, вграден микрофон и функция автоматични настройкиизображения въз основа на осветлението в стаята.

Изпращането на вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

ВЪВЕДЕНИЕ

Първата уеб камера беше пусната през 1991 г. и показваше машина за кафе в Trojan Room в университета в Кеймбридж. В момента не работи, тъй като е деактивиран на 22 август 2001 г. Последната снимка, направена от този фотоапарат, все още може да се види на него начална страницав Интернет. World Wide Webтъкмо започваше своето победоносно шествие по планетата. Група учени, около 15-20 души, работеха по проект в областта мрежови технологии. Условията на работа бяха спартански, имаше само една кафемашина за целия екип, която не можеше да задоволи нуждите на целия екип. Основната работа се извършваше в лабораторията, персоналът живееше в същата сграда, но в друга част от нея. За да стимулират мисловния си процес с чаша ободряваща напитка, участниците в научния проект бяха принудени често да посещават коридора, разположен на горния етаж, където се намираше кафеварката. Често такива пътувания се провалят, тъй като някои колеги вече са успели да изпразнят желания контейнер. Ситуацията изискваше нестандартно решение и то беше намерено.

Един от компютрите в лабораторията имаше устройство за видеонаблюдение (frame grabber). Към него била свързана камера, която била насочена към обекта на наблюдение. Същият компютър играе ролята на уеб сървър, използвайки специално написан софтуер. Тези, които искаха да разберат дали има кафе, трябваше да пуснат клиентски софтуер на компютъра си, който се свързваше със сървъра /3/. В резултат на това на отдалечен компютърмалък прозорец показваше черно-бяло изображение, актуализирано три пъти на минута. Бележка за този интересен комплекс е публикувана в списание Comm-Week на 27 януари 1992 г. Не е минало много време от появата на първите прототипи на IP камери, но те вече са се превърнали в напълно оформен, отделен клас устройства, които правят ежедневието по-лесно, по-удобно и по-забавно.

Подобно на много мрежови технологии, уеб камерите и видео чатовете придобиха масова популярност. Необходимостта от „живи“ видео изображения породи уеб камери, които могат да излъчват по интернет във формат на видео поток, който не изисква зрителят ръчно да опреснява изображението; и скоро специалните добавки станаха ненужни в съвременните браузъри.

1. ВИДОВЕ УЕБ КАМЕРИ

Уеб камерата е цифрова видео или фото камера с малък размер, способна да заснема изображения в реално време за по-нататъшно предаване през интернет (в програми като Skype, Instant Messenger или всяко друго видео приложение). Има вграден уеб сървър, мрежов интерфейс и се свързва директно към LAN/WAN/Интернет. Много мрежови камери разполагат с допълнителни инструменти като: детектори за движение, изпращане на съобщения по електронна поща, работа с модем, свързване на външни сензори и др. /1/. Потребителите имат достъп до камерата чрез стандартен уеб браузър. В зависимост от настройките достъпът до видеоизображението, получено от уеб камерата, може да бъде отворен за всички потребители на мрежата или само за оторизирани потребители.

Уеб камерите, които доставят изображения по интернет, качват изображения на уеб сървър при поискване, непрекъснато или на редовни интервали. Това се постига чрез свързване на камерата към компютър или използване на възможностите на самата камера. Някои съвременни модели имат хардуер и софтуер, което позволява на камерата да работи независимо като уеб сървър, FTP сървър, FTP клиент и/или да изпраща изображения по имейл.

Уеб камерите, предназначени за видеоконференции, обикновено са прости модели камери, които се свързват към компютър, работещ с програма като Instant Messenger. Моделите камери, използвани за охранителни цели, могат да бъдат оборудвани с допълнителни устройстваи функции (като детектори за движение, свързване на външни сензори и др.) видео чат интерфейс детектор камера

Има три вида групи уеб камери: настолни, преносими и универсални. Настолните уеб камери се използват най-често за настолни персонални компютри, преносими за лаптопи и универсални, съответно за лаптопи и компютри. Уеб камерите също се делят на безжични и жични.

Безжичната видеокамера е записващо устройство, което предава аудио и видео сигнали към приемник без кабелна връзка. Такива камери се използват на обекти, където по различни причини е неудобно да се постави кабелна мрежа. Основните предимства на безжичните камери са липсата на необходимост от дълга и трудоемка работа по полагане на кабели, висока устойчивост на шум и надеждност.

Безжичните камери са удобни за използване като камери за скрито наблюдение, тъй като... Няма обемисти кабелни мрежи. Такава скрита мини камера ви позволява да създадете вид на липса на наблюдение на обекта /2/. Преносимата видеокамера разполага и с микрокамера, с която може да се записва видео при различни трудни условия. на свой ред безжични камерисе делят на два вида - аналогови и цифрови, поради различната технология (метод) на предаване на сигнала.

Аналоговите безжични видеокамери са склонни към смущения и най-често изкривяват предаваното изображение, но са много по-евтини. Вярно е, че в повечето случаи аналоговите видеокамери са забранени от закона.

Цифровите безжични видеокамери (IP камери) предават сигнали в цифров формат и цифров сигналне се влияе от вълни и смущения, включително от други камери. Такъв сигнал абсолютно не се изкривява по време на предаване. Тези устройства не е задължително да бъдат свързани към компютър; те самите са мрежови възли със собствен IP адрес (оттук и името „IP камера“). Всъщност това са вид сървъри, които предават сигнали към мрежата независимо чрез TCP протоколили дори UDP.

Има два вида безжични цифрови фотоапарати - с предаване на видеосигнал по радиоканал (WiFi безжични камери, USB, Wi-Max) и камери, които предават сигнал през клетъчна комуникация(GSM безжични камери, 3G камери, CDMA безжични камери).

WiFi камерите са най-популярни като най-достъпен и опростен вид цифрови безжични видеокамери.

Безжичните GSM видеокамери (GPRS, EDGE, 3G комуникационни протоколи) се използват, когато няма достъп до интернет през WiFi. След това те използват услугите на клетъчните оператори.

USB камерите предават сигнали чрез Bluetooth, но такова оборудване работи само на близко разстояние, използвайки радиовълни.

Безжичните IP камери са вид уеб камера, защото... предаване на видео и аудио сигнали към интернет. Безжична уеб камера улавя и предава цифрово видео чрез локална мрежа.

Кабелните уеб камери се делят на външни и вградени. Външните уеб камери обикновено се свързват към USB порт или чрез интерфейс FireWire. Можете да използвате най-обикновена видеокамера като кабелна уеб камера, ако поддържа такава функционалност.

Вградените уеб камери се намират директно в самото устройство. Трудно е да си го представим модерен лаптопняма уеб камера. Може да е със посредствено качество, но все пак трябва да го има.

2. СТРУКТУРА И ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ НА УЕБ КАМЕРИТЕ

2.1 Структура на уеб камерата

Модерната уеб камера е цифрово устройство, което заснема видео, дигитализира, компресира и го предава компютърна мрежавидео изображения. Следователно уеб камерата включва следните компоненти:

CCD матрица;

обектив;

Оптичен филтър;

Карта за заснемане на видео;

Устройство за видео компресия;

CPUи вграден уеб сървър;

флаш памет;

Мрежов интерфейс;

Серийни портове;

Алармени входове/изходи.

Повечето уеб камери използват като фотодетектор CCD матрица (CCD - зарядно свързано устройство) - правоъгълна фоточувствителна полупроводникова пластина със съотношение на страните 3:4, която преобразува падащата върху нея светлина в електрически сигнал. CCD матрицата се състои от голям брой фоточувствителни клетки. За да се увеличи светлочувствителността на CCD матрица, често се формира структура, която създава микролещи пред всяка от клетките. Техническите параметри на уеб камерата обикновено показват формата на CCD матрицата (дължина на диагонала на матрицата в инчове), броя на ефективните пиксели, вида на сканирането (преплетено или презредово) и чувствителността. Типичната уеб камера съдържа обектив, оптичен филтър, CCD матрица, схема за цифрова обработка на изображения, схема за компресиране на изображения и уеб сървър за свързване към мрежата /2/. Всяка мрежова видеокамера има собствен IP адрес, изчислителни функции и вграден софтуер, което й позволява да функционира като уеб сървър, FTP сървър, FTP клиенти имейл клиент. Повечето съвременни мрежови камери включват и много други атрактивни функции като детекция на движение, вход/изход на аларма и поддръжка по имейл.

Уеб камерата се състои основно от сензор. Много често за видеонаблюдение вместо стандартните CCD матрици се използват по-евтини CMOS сензори. Въпреки че имат по-ниска чувствителност и не много добро цветопредаване, използването им може значително да намали цената на устройството, тъй като тези сензори са „всичко в един чип“ с цифров изход на данни.

Светлинният сензор е нещо като сърцето на всеки цифров фотоапарат. Именно това прави възможно преобразуването на светлината в електрически сигнали, достъпни за по-нататъшна електронна обработка. Основният принцип на работа на CCD и CMOS сензорите е един и същ: под въздействието на светлината в полупроводниковите материали се създават носители на заряд, които впоследствие се преобразуват в напрежение. Разликата между CCD и CMOS сензорите се състои преди всичко в метода на натрупване и пренос на заряд, както и в технологията за преобразуването му в аналогово напрежение. Без да навлизаме в детайли на дизайна различни видовесензори, отбелязваме само, че CMOS сензорите са много по-евтини за производство, но и по-шумни.

Принципът на работа на уеб камерата е подобен на принципа на работа на всяка цифрова камера или камера. В допълнение към оптичната леща и фоточувствителния CCD или CMOS сензор, наличието на аналогово-цифров преобразувател(ADC), чиято основна цел е да конвертира аналогови сигналифоточувствителен сензор, тоест напрежението е в цифров код. Освен това е необходима система за формиране на цвета /6/. Друг важен елемент на камерата е веригата, която отговаря за компресирането на данните и подготовката им за предаване в необходимия формат. В уеб камерите видео данните се прехвърлят към компютъра чрез USB интерфейс, тоест крайната верига на камерата трябва да бъде контролер на USB интерфейс.

Следва: мрежовата камера включва микропроцесор за компресиране на видео и детекция на движение (или просто компресорен чип). Най-популярният е JPEG, тъй като е най-простият и най-евтиният; MPEG4 също се използва доста често, MPEG2 е най-редкият и най-скъпият. С изтичането на патента за аритметично кодиране WaveLet набира популярност. И накрая, мрежовата камера включва 10/100 Mbps мрежов контролер.

2.2 Предназначение на уеб камерите

Уеб камерите стават част от живота ни. Използват се за изграждане на видео системи както за географски големи, така и за малки обекти. Те стават особено незаменими за контрол и наблюдение на отдалечени точки, където има нужда от използване на необслужвано оборудване.

Уеб камерата може да се използва като камера-пазач, например, за да пази колата ви под прозореца или като уеб бавачка, която да следи всичко, което се случва с детето ви, докато не сте вкъщи.

Уеб камерата може да бъде полезна и в бизнеса; можете да организирате виртуални изложби, да провеждате видеоконференции или дистанционно обучение, филмови срещи и конференции.

Тъй като възможностите на уеб камерата се появиха в приложения, първоначално предназначени за текстов чат (програми като Instant Messenger) – включително Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger – милиони ежедневни потребители по целия свят успяха да комуникират помежду си чрез видеофон. Подобреното качество на видеото позволи на уеб камерите да се конкурират с вече съществуващите системи за видеоконференции /4/. Някои уеб камери са оборудвани с нови функции, насочени специално към увеличаване на популярността и удобството на видео комуникацията (включително функции, които осигуряват автоматично ретуширане на снимки, изглаждане на бръчки и др.).

Безжичните камери позволяват наблюдение там, където кабелната връзка е трудна или където се изисква пълна мобилност. Безжичните видеокамери могат да комуникират с друго кабелно оборудване. В днешно време е необходимо да се вземат под внимание безжичните решения при проектирането на всяка мрежа от малък офис до предприятие. Това вероятно ще спести пари, труд и време.

Всички безжични мрежи поддържат както режим на инфраструктура (връзка чрез точка за достъп), така и режим ad-hoc (настройване на работа без използване на точка за достъп). Можете да добавяте нови потребители по всяко време и да инсталирате нови мрежови възли навсякъде и без да използвате мрежови кабели. Безжични мрежиможе да се монтира и за временно ползване в помещения, където няма изградена кабелна мрежа или при полагане мрежови кабелитрудно.

За да предоставите на безжичните потребители достъп до корпоративни бази данни или споделени ресурси, сървъри и принтери, можете да инсталирате точка за достъп /5/. Това устройство вече позволява взаимодействие с безжични работни станции съществуваща мрежа Ethernet. D-Link точките за достъп са Wi-Fi съвместими и безпроблемно се интегрират с Ethernet. Могат да се добавят безжични работни станции, без да се компрометира работата на мрежата. Претоварването на мрежовия трафик може лесно да се избегне чрез добавяне на точка за достъп, за да се намали времето за отговор на мрежата.

Понякога уеб камерите се използват в системите за сигурност. Предприятията използват уеб камери, за да наблюдават и записват на видео какво се случва в офиси, коридори и складове, както и по време на избори. В Русия камери за наблюдение и запис на избори бяха монтирани за първи път на 4 март 2012 г. Уеб камери излъчваха към комисиите и урните. Собствениците на жилища използват уеб камери, за да наблюдават всичко от детската стая до задния двор.

Самата уеб камера, като правило, не може да съхранява видеозаписи, а просто прави снимки; За да запазите видеоклипа, се използва специален софтуер на компютъра, към който е свързана уеб камерата. Уеб камерите могат да се използват и в игри, които използват прости алгоритми за разпознаване на движение.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИТЕ ИЗТОЧНИЦИ

1. Информатика: Учебник за ВУЗ / Ред. проф. Н.В. Макарова. - 3-то изд. преработен - М.: Ф и С, 2004.

2. Колесниченко С., Шишигин И. Компютърен хардуер. BHV 1999 г.

3. Кристиансен Т., Торкингтън Н. Perl: Библиотека на програмиста: Превод. от английски - Санкт Петербург. : “Петър”, 2000.

4. Острейковски V.A. Информатика: Учебник за ВУЗ. - М.: Висше. училище, 1999. MS Excel 97 (2000). Стъпка по стъпка. Еком 1999 (2000).

5. Светозарова Г.И., Мелников А.А. Семинар по програмиране на език BASIC. - М. - Наука, 1986.

6. Фигурнов В.Е. IBM PC за потребителя. Кратък курс. М.: Финанси и статистика. 1997 г.

Публикувано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Решаване на инженерни проблеми при работа с визуални данни. Основни структури от данни. Основни операции с многомерни числови масиви. Калибриране на камерата, елементи за възстановяване на пространствената структура. Анализ на движение, проследяване на обекти.

курсова работа, добавена на 21.06.2011 г


Концепцията за периферно устройство. Принтери и тяхната класификация. Основни характеристики на скенерите. Описание на модема, DVB карта и сателитна чиния. Анализ на използваните на персонални компютри акустични системи. Значението на уеб камерите за комуникация.

презентация, добавена на 27.05.2015 г


Създаване, настройка на камери, настройка на основни параметри за визуализация и използване на различни специални ефекти в графичния пакет 3ds Max 2008 Характеристики на програмния интерфейс. Видове специални ефекти и тяхното приложение. Добавяне на фон.

курсова работа, добавена на 03.06.2013 г


Преглед на симулатори за стрелба, техните предимства и недостатъци. Избор на уеб камера, разработване на общ програмен алгоритъм. Изпълнение на спусъка. Създаване на нулиране за настройка на симулатора. Линейна апроксимация, намиране на координатите на точката на прицелване.

дисертация, добавена на 26.12.2014 г


Научете как да моделирате и изобразявате триизмерни динамични сцени в 3Ds Max, като създавате анимирана сцена, съдържаща мишка, стол, чаша, чаена лъжичка и море. Създаване на материали, камери и анимация, осветление и визуализация на сцена.

курсова работа, добавена на 26.02.2012 г


Функционално предназначениеи обхват на приложение на програмата "Чат в локална мрежа"; логическа структура, технически и софтуер. Програмни изисквания; характеристики, извикване и зареждане, входни и изходни данни, конфигурация, интерфейс.

дисертация, добавена на 18.10.2013 г


Разглеждане на концепцията за мрежовите технологии като набор от софтуерни, хардуерни и организационни средства; принципите на тяхната организация и функциониране. Система за маршрутизиране и имена на домейни в Интернет. Характеристики на популярни интернет услуги.

презентация, добавена на 15.07.2014 г


Обща концепция на пакета "java.net". Логическа структура на връзките чрез сокети. Създаване на обект Socket, връзка между интернет възли. Начини за създаване на поток. Алгоритъм на работа на системата клиент-сървър. Изписване на ServerForm.java, стартиране на подпроцес.

лабораторна работа, добавена на 27.11.2013 г


Мрежови връзкиза прехвърляне на команди и данни между клиент и сървър. Появата на първите FTP клиентски приложения. Графични потребителски интерфейси. Влезте във FTP сървър. Настройка, свързване и влизане файлов сървърот клиентски компютри.

курсова работа, добавена на 25.11.2014 г


История на развитието на Интернет. Обща характеристика на Интернет. протоколи. Услуги, предоставяни от мрежата. Интернет е глобална мрежа. Компютърна зависимост. Интернет-2. Липса на интернет капацитет. Създаване на Интернет-2. Интернет-2 структура.

Уеб камери. Предназначение, принцип на действие и основни характеристики.

по дисциплината (специализация) „Хардуер компютърни технологии»

Проверих

Николская К.Ю.

ученик от група ПС-170

Бадалова А.А.

Абстрактното е защитено

с оценка

Челябинск 2014 г

Бадалова А.А. Уеб камери. Предназначение, принцип на действие и основни характеристики. – Челябинск: SUSU, PS-170, 20 с., 4 ил., библиогр. списък – 5 имена.

Целта на есето е да се запознаят с предназначението, принципите на работа и основните характеристики на уеб камерите.

Целите на есето са да се проучи дизайна и принципа на работа на уеб камерите, да се научи как да се инсталират уеб камери и да се свържат към мрежата, да се научат за значението на уеб камерите в съвременния свят.

Разглеждат се основните характеристики на уеб камерите и методите за свързване към мрежата. Описва програми за уеб камери и как да свържете уеб камера към мрежата.

1. Въведение (страница 4)

2. Определение (страница 5)

3. История на създаването на уеб камерата (стр. 6)

4. Дизайн и принцип на работа на уеб камерата (стр. 7-11)

5. Допълнителни характеристики и функции на уеб камерите (стр. 12)

6. Свързване на уеб камерата към мрежата (страници 13-15)

7. Методи за използване на уеб камери (страници 16-17)

8. Програми за уеб камери (стр. 18)

9. Заключение (стр. 19)

10. Библиография (стр. 20).

Въведение.

Уеб камерите все повече стават част от живота ни. Използват се за изграждане на видео системи както за географски големи, така и за малки обекти. Те стават особено незаменими за контрол и наблюдение на отдалечени точки, където има нужда от използване на необслужваемо оборудване. Когато спешно трябва да инсталирате „временни“ камери, уеб камерите са незаменими, тъй като при инсталирането им не е необходимо да се дърпат отделни кабели и следователно инсталирането ще бъде бързо и лесно.

Целта на моята работа е да се запозная с предназначението, принципите на работа и основните характеристики на уеб камерите.

За да направя това, ще проуча историята, дизайна и основните характеристики, както и областите на приложение на уеб камерите, ще науча как да ги инсталирам и да ги свързвам към мрежата.

Концепция за уеб камера.

Цифровата уеб камера е мрежово устройство, което се състои от видеокамера (CCD), процесор за компресиране и вграден уеб сървър. По правило уеб камерата се използва като устройство за организиране на видеозапис, видеоконференции или видеонаблюдение и предаване на видео изображения през LAN/WAN/Интернет мрежа. За да работите с уеб камера в мрежа, не са необходими специални устройства или персонален компютър. В зависимост от настройките достъпът до видеоизображението, получено от уеб камерата, може да бъде отворен за всички потребители на мрежата или само за оторизирани потребители.

Историята на създаването на уеб камерата.

Всичко започна в един от компютърни лабораторииКеймбридж в началото на 90-те години на миналия век, когато глобалната мрежа едва започваше победния си поход по планетата. Група учени, около 15-20 души, работеха по проект в областта на мрежовите технологии. Условията на работа бяха спартански - имаше само една кафеварка за целия екип, което не можеше да задоволи нуждите на целия екип. Основната работа се извършваше в лабораторията, персоналът живееше в същата сграда, но в друга част от нея. За да стимулират мисловния си процес с чаша ободряваща напитка, участниците в научния проект бяха принудени често да посещават коридора, разположен на горния етаж, където се намираше кафеварката. Често такива пътувания се провалят, тъй като някои колеги вече са успели да изпразнят желания контейнер. Ситуацията изискваше нестандартно решение и то беше намерено.
Един от компютрите в лабораторията имаше устройство за видеонаблюдение (frame grabber). Към него била свързана камера, която била насочена към обекта на наблюдение. Същият компютър играе ролята на уеб сървър, използвайки специално написан софтуер. Тези, които искаха да разберат дали има кафе, трябваше да стартират клиентски софтуер на компютъра си, който се свързваше със сървъра. В резултат на това на отдалечения компютър в малък прозорец се показва черно-бяло изображение, актуализирано три пъти на минута. Бележка за този интересен комплекс е публикувана в списание Comm-Week на 27 януари 1992 г. Не е минало много време от появата на първите прототипи на IP камери, но те вече са се превърнали в напълно оформен, отделен клас устройства, които правят ежедневието по-лесно, по-удобно и по-забавно.

Фигура 1. Изображение от първата уеб камера

Дизайнът и принципът на работа на уеб камера.

Модерната уеб камера е цифрово устройство, което записва видео, преобразува аналогов видео сигнал в цифров сигнал, компресира цифров видео сигнал и предава видео изображения през компютърна мрежа. Следователно уеб камерата включва следните компоненти:

CCD матрица,

обектив,

оптичен филтър,

карта за заснемане на видео,

единица за видео компресия,

централен процесор и вграден уеб сървър,

флаш памет,

мрежов интерфейс

серийни портове,

алармени входове/изходи.

·
Използва се като фотодетектор в повечето уеб камери. CCD матрица ( CCD, CCD - устройство със зарядна връзка) е правоъгълна фоточувствителна полупроводникова плоча с аспектно съотношение 3: 4, която преобразува падащата върху нея светлина в електрически сигнал. CCD матрицата се състои от голям брой фоточувствителни клетки. За да се увеличи светлочувствителността на CCD матрица, често се формира структура, която създава микролещи пред всяка от клетките. Техническите параметри на уеб камерата обикновено показват формата на CCD матрицата (дължина на диагонала на матрицата в инчове), броя на ефективните пиксели, вида на сканирането (преплетено или презредово) и чувствителността.

· Обектив е система от лещи, проектирана да проектира изображение на обект за наблюдение върху светлочувствителния елемент на уеб камера. Обективът е неразделна част от уеб камерата, така че качеството на видеоизображението, получено от уеб камерата, зависи от правилния му избор и монтаж. Доста често уеб камерата идва с обектив. Лещите се характеризират със следното най-важните параметри, като фокусно разстояние, относителна бленда (F), дълбочина на рязкост, тип монтиране (C, CS), формат.

· Оптични инфрачервени режещи филтри , които се инсталират в уеб камерите, са оптически прецизни плоскопаралелни пластини, монтирани върху CCD матрицата. Те работят като оптични нискочестотни филтри с гранична честота от около 700 nm, близо до червено. Те прекъсват инфрачервения компонент на светлинните вълни, осигурявайки на уеб камерата правилно възпроизвеждане на цветовете. Много черно-бели уеб камери обаче нямат инсталирани такива филтри, поради което монохромните уеб камери имат по-висока чувствителност.

· Карта за заснемане на видео Уеб камерата (блок за цифровизация) преобразува аналоговия електрически сигнал, генериран от CCD матрицата, в цифров формат. Процесът на преобразуване на сигнала се състои от три етапа:

Семплиране, квантуване, кодиране.

Вземане на проби- отчитане на амплитудата на електрическия сигнал на равни интервали (период). Този етап на преобразуване на сигнала се характеризира с честотата на дискретизация.

Квантуванее процесът на представяне на резултатите от вземането на проби в цифрова форма. Промяната в нивото на електрическия сигнал през периода на семплиране се представя като кодова дума от 8, 10 или 12 бита, които дават съответно 256, 1024 и 4096 нива на квантуване. Точността на представянето на сигнала в цифров вид зависи от броя на нивата на квантуване.

Кодиране.В допълнение към информацията за промените в нивото на сигнала, получена на предишния етап, процесът на кодиране генерира битове, показващи края на тактовия импулс и началото на нов кадър, както и допълнителни битове за защита от грешки.

· Компресионен блок уеб камерите компресират цифровизирания видео сигнал в един от форматите за компресия (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Благодарение на компресията размерът на видеокадъра е намален. Това е необходимо за съхраняване и предаване на видео по мрежата. Ако локалната мрежа, към която е свързана уеб камерата, има ограничена честотна лента, тогава за да избегнете претоварване мрежов трафикПрепоръчително е да намалите количеството предавана информация, като намалите или честотата на предаване на кадрите по мрежата, или разделителната способност на кадрите. Повечето формати за компресиране, които уеб камерите използват, осигуряват разумен компромис между тези два начина за решаване на проблема с предаването на видео по мрежа.

Известните днес формати за компресиране позволяват да се получи цифровизиран поток с честотна лента от 64 KB - 2 MB (с тази честотна лента потоците от видео данни могат да работят паралелно с други потоци от данни в мрежите).

· CPU е изчислителното ядро ​​на уеб камерата. Той извършва операции за извеждане на цифровизирани и компресирани видео изображения, а също така отговаря за изпълнението на функциите на вграден уеб сървър и програма за управление на уеб камери.

· Интерфейс за Ethernet служи за свързване на уеб камерата към 10/100 Mbit/s Ethernet мрежа.

· За да работи в мрежата, уеб камерата може да има сериен порт за свързване на модем и работа в режим на комутируема връзка при отсъствие локална мрежа. Можете също да свържете периферно оборудване към уеб камерата през серийния порт.

· Флаш карта с памет ви позволява да актуализирате програмите за контрол на уеб камерата и да съхранявате персонализирани HTML страници.

· RAM памет служи за съхраняване на временни данни, които се генерират по време на изпълнение на управляващи програми и потребителски скриптове. Много интернет камери имат така наречения видео буфер. Това е част от RAM, запазена за запис и временно съхранение на видео кадри, заснети от уеб камерата. Информацията във видео буфера се актуализира циклично, т.е. новият кадър се записва вместо най-стария. Тази функция е необходима, ако уеб камерата извършва охранително видеонаблюдение, тъй като ви позволява да възстановите събитията преди и след алармата от сензори за сигурност, свързани към уеб камерата.

· Алармени входове/изходи се използват за свързване на алармени сензори към уеб камерата. При задействане на един от сензорите се генерира алармен сигнал, в резултат на което процесорът на уеб камерата съставя набор от кадри, записани във видео буфера преди, след и по време на алармата. Този набор от рамки може да бъде изпратен до даден имейл адресили чрез FTP.

Фигура 2. Устройство с уеб камера.

5. Допълнителни характеристики и функции на уеб камерата

· Детектор за движение е софтуерен модул, чиято основна задача е да засича уеб камери, движещи се в зрителното поле на обект за видеонаблюдение. Детекторът за движение не само засича движение в полето на изображението, но също така определя размерите на обекта и скоростта на неговото движение. В зависимост от задачите на видеонаблюдението, детекторът за движение на уеб камерата е конфигуриран да открива движението на обекти с максимално минимизиране на фалшивите аларми (филтриране на смущения) и е зададена гъвкава логика за обработка на аларми (запис на аларма, интеграция с друго оборудване за сигурност).

· Аудио предаване по мрежата в повечето случаи се осъществява чрез свързване на допълнителен аудио модул към уеб камерата. Например AXIS Communications за разширяване функционалност webcams произвежда специален аудио модул AXIS 2191, съвместим с повечето уеб камери AXIS.

· Защита с парола служи за ограничаване на достъпа до уеб камерата до лица, които нямат права за достъп.

По подразбиране видео изображението от уеб камерата може да се гледа от всеки мрежов компютър, който има инсталиран стандартен уеб браузър, напр. Internet Explorerили Netscape Navigator. Можете обаче да ограничите броя на хората, които имат достъп до уеб камерата, като въведете парола на потребителско ниво. Много уеб камери поддържат многостепенна защита с парола за разграничаване на правата за достъп и администриране.

Уеб камерата е цифров фотоапарат, свързан към компютър. Устройството е предназначено за сканиране, обработка и предаване на изображения през интернет в реално време. Най-често се използва за онлайн предавания и провеждане на видео разговори.

Исторически поток от кафе

Първата уеб камера е изобретението на гениите от Кеймбридж Куентин Стафорд-Фрейзър и Пол Джардетски. Устройството се появи през 1991 г. благодарение на любовта на университетския персонал към кафето. По това време в Trojan Room имаше само една кана за кафе за целия отдел за компютърни разработки. Често учените трябваше да изминат дълъг път, за да получат напразно чаша от тази прекрасна напитка. За да може всеки да види дали кафето е готово, без да напуска работното си място, е създадена уеб камера.

Първоначално изображението се излъчваше само към работещите компютри на отдела през локална мрежа и беше с размери 128x128 пиксела. Разработката получи клиентското име XCoffee for Window System. Онлайн предаванепродължи 10 години. През 2001 г., въпреки протестите на феновете, камерата беше изключена. Кафето се превърна в известна рядкост и беше продадено в eBay за £3350.

Устройството на модерна уеб камера

Основната част на уеб камерата е сензорът за изображения или CCD матрицата. Това е полупроводников чип, състоящ се от милиони малки светлочувствителни квадратчета, подредени в мрежа. Тези квадратчета се наричат ​​пиксели. Основните уеб камери използват сравнително малки сензори, само няколкостотин хиляди пиксела.

В допълнение към CCD или ROM сензора, камерата съдържа обектив, аналогово-цифров преобразувател, наричан още карта за заснемане на видео, микропроцесор и компресор. Някои модели IP камери съдържат вграден уеб сървър и RAM.

Как работи уеб камерата

Стандартната уеб камера е отделно устройство, свързано към компютър. Работи по следния начин:

1. Чрез леща отпред камерата улавя светлина и я проектира върху интегрална схема, съставена от микроскопични светлинни детектори.
2. Картата за заснемане на видео преобразува аналоговото изображение в цифрово изображение, тоест в байт код от нули и единици.
3. Блоковете за компресиране компресират цифров сигнал във формати MJPEG или MPEG.
4. След това информацията се прехвърля към компютъра чрез USB интерфейс, а след това към Интернет.

В случаите с IP камери не е необходимо свързване към компютър. Устройството има собствен IP адрес благодарение на вградения уеб сървър, а стриймингът се осъществява директно към мрежата.

Настройки на уеб камерата

Ако разделите две уеб камери, получавате идентичен набор от части: платка с фоточувствителна матрица и леща. Как да разберете кое работи добре и кое не?

1. Резолюция - броят на пикселите вертикално и хоризонтално на матрицата. Колкото повече са, толкова по-добро и по-скъпо е устройството. Съвременните HD уеб камери предават изображения в реално време с резолюция между 1280×720 и 1600×1200, тоест 3-2.0Mpx. За бюджетни модели този параметър е 320x240 или 640x480. Картината се оказва зърнеста, понякога замъглена. Но не всяка интернет връзка ще поддържа 2.0Mpx камера. Ако скоростта на пренос на данни е ниска, до 10-20 MB, изображението ще замръзне.
2. FPS е броят кадри в секунда, които камерата може да обработва. Евтините модели имат честота на кадрите около 24 кадъра в секунда, докато при PRO камерите тази стойност достига 50-60. Камерите от среден клас, като Microsoft VX-1000 или VS-800, имат кадрова честота от 30 кадъра в секунда с разделителна способност 640x480. Ако седите неподвижно по време на видео чат, тогава дори и с ниска fpsизображението ще бъде доста ясно. Но за снимане в движение честотата трябва да е над 40 кадъра в секунда.

Това са два ключови параметъра, които определят нивото на уеб камерата. Яжте допълнителни опции, които почти нямат ефект върху качеството на устройството и изображението. По принцип те влияят на цената и не винаги оправдано.

За какво е уеб камерата?

Целта на уеб камерата е да показва обекти, които са извън полезрението и обсега. С негова помощ можете да наблюдавате дистанционно хора и помещения в реално време. Например, ако отивате в друг град или на море, уеб камерата ще покаже времето по-добре от всяка прогноза за времето.

90% от потребителите купуват притурка за видео разговори, чатове и видеоконференции през интернет. За да направите това, трябва да имате инсталиран специален софтуер на вашия компютър, който поддържа VoIP: Skype, ooVoo или Viber. Вместо клиентски програми, можете да използвате Appear.in или Hangouts разширения за браузър. Но гамата от възможности на камерата не свършва с видео чатовете:

1. Онлайн предавания за случващото се в най-популярните кътчета на земята. Уеб камерите в Сочи, Ню Йорк и близо до Ниагарския водопад ви позволяват да пътувате, без да ставате от компютърния стол.
2. Охранителните компании и службите за сигурност широко използват тази технология за наблюдение на обекти.
3. Видео от уеб камера може да се записва, редактира, публикува в интернет, във форуми, в плейлист в YouTube или в блог. Има много програми за тези цели, някои от които са Windows Movie Maker или Camtasia Studio.
4. Използвайки уеб приложения, създавайте имейливъв видео формат.
5. Провеждайте платени обучителни уебинари и печелете пари с помощта на притурката.

Нетрадиционни начини за използване на уеб камера

Излъчванията от уеб камери на морето, насипи и от орлово гнездо в Хималаите вече няма да изненадат никого. Но има някои необичайни и забавни начини да използвате притурката:

1. Игри за уеб камера OvO или помощна програма за уеб камера GloopIt. Участниците контролират героите си чрез уеб камера. За такова забавление трябва да насочите монитора към себе си и да изпълнявате куестове с движенията на всички части на тялото си. Софтуерът за игри се изтегля от интернет и се инсталира на компютъра.
2. Използвайки технология за разпознаване на жестове, управлявайте софтуера за настолен компютър, YouTube, Pandora, Grooveshark и Netflix плейъри в Браузър Chrome. Не се използват мишката и клавиатурата, а само движението на ръцете. Разработката се нарича Flutter и в момента е в алфа тестване.
3. Създаване анимирани GIF файловеи аватари с помощта на програмата WebCam Avatar или PsykoGif.
4. Използвайте за влизане сметкабез да въвеждате парола.

От уеб камера с вграден микрофон, компютър и Skype, всеки внимателен родител може да инсталира видео бавачка. За да направите това, трябва да създадете нов акаунт в месинджъра на името на детето, да добавите себе си и вашите роднини в списъка с контакти. Настройте Skype за автоматично отговаряне на видео разговори и включване на камерата. Компютърът с притурката трябва да бъде инсталиран така, че да се вижда цялата детска стая, включително самото дете. С това ноу-хау можете да наблюдавате детето си по всяко време.

В тази статия ще разгледаме най-често срещаните модели уеб камери и тяхното предназначение.

Уеб камера от техническа гледна точка. Принципът на действие на миниатюрното устройство наподобява шпионка на вратата, с изключение на това, че се свързва с интернет, за да предаде изображение. Уеб камерата може да предава видео, снимки, както и да провежда онлайн излъчвания. Последното се постига чрез балансиране на качеството на картината и скоростта на излъчване. В самото начало уеб камерите (уеб камери) можеха да снимат и излъчват видео с CIF резолюция (352x288 пиксела). Днес обаче – от 1,3 мегапиксела.

Днес има два вида уеб камери: любителски и професионални.

Последните се използват за скрито наблюдение на територията на предприятието. Те не изискват компютър и предават информация през интернет. Използва се само за наблюдение, други функции този моделне поддържа.
Любителски или USB камери могат да се използват за същото наблюдение, видео телефония, фотография или видеозапис. Някои модели уеб камери са оборудвани със стъклени лещи, осигуряващи по-високо ниво на качество на снимане. Те предоставят други опции. Някои от моделите позволяват добавяне на всякакви видео ефекти. Също така една от полезните функции е инфрачервеното осветление. Много удобно тази функциякамери, работещи в слабо осветени помещения или през нощта. По подразбиране уеб камерите са оборудвани с инфрачервено осветление за скрито наблюдение. Струва си да се отбележи, че възможността за завъртане на стойката или промяна на ъгъла на наклон ви позволява да получите оптималната картина в рамката.

След като определите възможностите на уеб камерата, преди да закупите устройството, трябва да вземете решение за по-нататъшната му област на използване. Уеб камерите се класифицират в 4 класа според предназначението им. По-долу ще разгледаме подробно всеки от тях.

1. Комуникация в Интернет.За тези цели трябва незабавно да получите уеб камера, слушалки и микрофон. Предадено видео изображение с резолюция 800 × 600 пиксела е напълно достатъчно за комуникация с приятели. В допълнение към изискванията за устройството за видео предаване, има редица изисквания за конфигурация на компютър, необходими за високо качествопредаване и приемане: 2-ядрен процесор с честота 2,0 GHz, RAM 1 GB, интернет скорост на трансфер на данни от 384 Kbps. Делова комуникациячрез интернет изисква възможно най-висококачествено видео изображение. Следователно трябва да закупите уеб камера с разделителна способност на матрицата от 1,3 мегапиксела. Дизайнът на лещите на устройството трябва да използва висококачествени истински стъклени лещи. Подобна системаоптиката ви позволява да постигнете максимална яснота на изображението.

2. Дистанционно наблюдение.Купете камери от втора категория. За любителска употреба е подходяща обикновена USB камера, но за търговски цели си струва да инвестирате в професионални модели. Когато настройвате устройството, трябва да посочите имейл, където ще се изпращат снимки и видео изображения на скрит мониторинг.

3. Лаптоп. Отличителна чертауеб камери за лаптопи от настолни модели - закрепване. Те са инсталирани в горната част на екрана. Има по-компактни размери и се захранва чрез USB интерфейс, свързан към USB порта на лаптопа. Всички възможности и изисквания към спецификациите са идентични с уеб камерите за комуникация в Интернет.

4. Уеб камери за изображения.Те не само записват видео с възможност за излъчване в интернет, но и служат като декорация на работния плот. Различни форми и размери. Такива камери могат да записват и излъчват видео с резолюция 640x480 пиксела и снимки с резолюция 1280x960 пиксела. Някои модели могат да записват видео с резолюция 2 мегапиксела и да правят снимки с резолюция 8 мегапиксела.

Всеки клас на уеб камера е конфигуриран по различен начин. Уеб камерите за комуникация в Интернет се конфигурират с помощта на програми, които предават видео, като Skype, пощенски агент или ICQ. Уеб камерите за наблюдение идват със специален софтуер. Камерите за лаптоп и изображения също могат да бъдат конфигурирани чрез програми, които предават видео. Във всички случаи първо трябва да инсталирате драйверите. Има редица програми за запис на видео твърд диск PC.