Casa del mare
Езерото
Creative Design

Избор на видеокамера – II част

В категории Видео камери
Добавено на 27.12.2009 @ 22:34
Разгледан общо 3588 пъти, 3 пъти днес

Zaglavna2

В предишната статия ви запознахме с видеостандартите и видовете камери, които се предлагат на пазара в днешно време. В настоящата втора част ще обърнем внимание на конструктивните елементи на видеокамерите, тяхното значение и кои технически характеристики трябва да се съблюдават за правилен избор при покупката.

Матрици

„Каква камера да си купя – 1CCD или 3CCD?“ Това е един от най-често задаваните въпроси, на който ще се опитаме да отговорим тук, като ви разкажем как функционират двете системи.

CCD матрицата всъщност е монохромен сензор, който сам по себе си не възприема цветове. Как тогава изображението би могло да се получи цветно? Най-естественият път е да се сложат 3 матрици и цветоотделителна система така, че потокът светлина да бъде разделен на трите основни цвята – червен, зелен и син, и всеки един компонент да бъде „изпратен“ към своята матрица. Така всеки сензор ще „носи“ информация съответно за червените, зелените и сините лъчи, а при налагането на изображението от трите ще се получи цветна картина. Именно по този начин работят камерите с 3CCD система. Предимствата ù са очевидни – това е най-естественият път за получаване на цветова информация, и то без загуба. Основен недостатък обаче е високата цена – 3 вместо един CCD сензор, допълнителна цветоотделителна система, калибриране на матриците, прецизно изготвяне на целия блок… Сами разбирате защо цената на тези видеокамери е доста по-висока от тази на камерите с една матрица.

Що се отнася до видеокамерите с един CCD сензор, то получаването на цветовете става, като пред всеки светлочувствителен елемент от матрицата е разположен цветен филтър. Най-разпространена е т.нар. Байерова решетка (RGGB система), при която зелените филтри са два пъти повече от червените и сините. В тази система всеки елемент от матрицата отговаря само за един цвят, от където логично изниква въпросът как тогава се създава пълноцветно изображение. Тук на помощ идва цветовата интерполация. Да вземем за пример един „червен“ елемент от матрицата. В него се съдържа информация само за червения компонент, но може да бъде носител и на зеления и синия. Това става чрез интерполиране на информацията от съседните „зелени“ и „сини“ елементи. В резултат се получава пълноцветна картина на една матрица – след интерполацията всеки елемент носи информация за всички цветови компоненти.

Както вече стана въпрос, при 1CCD има известна загуба на информация, защото, ако, примерно, върху „зеления“ светлочувствителен елемент попадне фотон с дължина на вълната, отговаряща на червения цвят, то той ще бъде погълнат от зеления филтър и няма да бъде регистриран от матрицата. В резултат на това в система с един сензор се губи около 3/4 от цветовата информация, която донякъде се компенсира с въпросната интерполация, но въпреки всичко този метод не е достатъчно коректен. Резултатът – при равни други условия картината, заснета с видеокамера с 1CCD, е с по-лошо цветовъзпроизвеждане и с по-малък динамичен обхват, отколкото получената с 3CCD. В частност изображението от камерата с три матрици ще има в пъти по-малко цветен шум от сниманото с камера с една матрица.

За динамичния обхват също всичко е ясно. В 3CCD видеокамера с разделителна способност 800 хил. пиксела например се падат по 800 хил. за всеки цвят. Ако матрицата е една, разпределението е следното: 400 хил. за зеления цвят и по 200 хил. за червения и синия. E, коя система тогава ще осигури по-добри цветови и яркостни характеристики на изображението, предполагаме, че може да се досетите сами.

И така отговорът на въпроса дали 3CCD видеокамерите са по-добри от 1CCD е… не. Не, защото броят на сензорите не е единственият показател, който е важен за получаването на качествено изображение. Известно е, че основен принос за това има цялата система обектив–матрица–електроника, и е твърде възможно например 1CCD камера с по-добра електроника, обектив и по-голяма матрица да даде по-качествено изображение от 3CCD. При равни други условия обаче трябва да предпочетете триматричната система.

Разделителна способност

В последните години надпреварата за „напомпването“ на колкото се може повече пиксели в цифровите фотоапарати и видеокамери започна да става все по-яростна и по-яростна. В любителските фотоапарати например разделителна способност от 10 Мпиксела вече звучи като нещо съвсем стандартно, а четирите мегапиксела се водят едва ли не отживелица. Как обаче се отразява това на качеството на изображението?

Да започнем с това, че важният параметър чувствителност на матрицата се определя от размера (площта) на пикселите – колкото те са по-големи, толкова чувствителността ù е по-висока, и обратно. Тъй като матриците са с ограничен размер, логично е, че за да се сложат повече светлочувствителни елементи, трябва да се намали тяхната големина, следователно намалява и чувствителността им. Да видим какво става при видеокамерите.

Ще вземем като пример DV видеокамера (PAL), която има размер на кадъра 720х576 пиксела. Това означава, че за постигане на оптимален резултат са необходими 720 х 576 = 414 720 пиксела, но само за система 3CCD с оптичен стабилизатор, която не се нуждае от повече пиксели, за да функционира нормално. За да се създадат приемливи условия за цветова интерполация при системите с една матрица, би трябвало да се увеличи броят на пикселите. Ако стабилизаторът е електронен, то този брой трябва да е още по-голям. Практиката показва, че за DV видеокамерите с една матрица и електронен стабилизатор оптималната разделителна способност на сензора е 1–1,3 Мпиксела. Тези, които са с 2, 3, а и напоследък 4 Мпиксела са единствено маркетингов трик, който не води до повишаване на качеството на видеофилмите.

И тук ще споменем още едно интересно свойство на многопикселните камери, които снимат в PAL режим със 720 х 576 х 4 = 1 658 880 и повече пиксела. Всяка точка от изображението съответства на един RGGB „блок“ от байеровата решетка (4 пиксела), което означава, че крайното изображение носи завършена цветова информация, почти като в 3CCD системите. Или с други думи се получава псевдотриматричност, която определено повишава цветопредаването и разделителната способност на видеокамерите от този вид. Що се отнася до ниската чувствителност, дължаща се на малките размери на светлочувствителните елементи, тя донякъде се компенсира чрез усредняване на сигнала от съседни пиксели. По този начин забележимо може да се намали нивото на яркостния шум (зърнистостта на изображението), което е еквивалентно на повишаване на чувствителността.

Така или иначе най-добрата система за снимане на видеофилми в DV формат си остава 3CCD с 400 хил. пиксела на всяка матрица.

Фокусно разстояние и светлосила на обектива

Дори и неопитните любители напоследък започнаха да обръщат внимание на основните качества на обективите на видеокамерите, разбирайки, че колкото e по-голям диапазонът на фокусното разстояние и по-висока светлосилата му, толкова по-висококачествено и сигурно е снимането. Навярно всички ползватели на камери са забелязали, че на обектива са написани цифри, например 1.8/5.1-51. За тези, които не знаят, ще обясним – 5.1-51 от нашия пример означава диапазонът на фокусното разстояние или най-общо казано степента на оптично приближение. Колкото по-малко е фокусното разстояние, толкова по-голямо е полето на видимост на камерата (по-широкоъгълен е обективът) и обратното. Всичко това обаче се отнася само за размера на матрицата на камерата, на която принадлежи обектива.

Втората цифра от нашия пример – 1.8 – обозначава светлосилата. Много хора мислят, че, колкото е по-голям обективът, толкова неговата светлосила е по-голяма. Това обаче не е така. Светлосилата на обектива не се определя от неговия диаметър, а от съотношението между диаметъра на предната леща и фокусното разстояние, което се нарича относителен отвор на обектива. Диафрагмата (блендата) е обратно пропорционална на относителния отвор.

Както вече споменахме, доколко ще бъде качествена картината, не зависи само от един параметър. Така например обектив с относителен отвор 1:1,2 не винаги ще предаде по-ясна картина с по-ниско ниво на шума от този с 1:1,8. Това зависи и от матрицата, а от качеството на работа на електрониката. Така че при избора на видеокамера светлосилата не е единственият параметър, по който трябва да се ръководим.

Широкоекранният режим

Форматът 16:9 започна да навлиза все повече и повече не само в телевизорите и проекторите, но и във видеокамерите, а напоследък – и във фотоапаратите. Тук ще обясним как се формира широкоекранно изображение в съвременните miniDV (и в повечето MPEG-2) камери.

И така, имаме формат DV с размер на кадъра 720х576 пиксела (PAL), който отговаря на нормалния режим със съотношение на страните 4:3. От него той трябва да бъде превърнат в 16:9, като за това има два начина. Първият и най-лесен се изразява в това, че изходната картина трябва да бъде „дорисувана“ до 16:9, а отгоре и отдолу да й се прибавят празни (черни) полета. Това преобразувание се нарича Letterbox, като основният му недостатък е нерационалното използване на кадъра, чиято значителна част е заета от въпросните черни полета. И друго – при обработката във видеоредактиращи програми тези области се разглеждат също като част от кадъра с всички произтичащи от това последствия.

Вторият начин е по-труден за реализация, но пък няма недостатъците на метода Letterbox. При него широкоекранната картина се „смачква“ по хоризонтала до необходимите пропорции, при което изглежда като изтеглена във вертикална посока, с изменени пропорции на предметите. При възпроизвеждането на такъв видеофилм на широкоекранен телевизор (или на стандартен 4:3, но с широкоекранен режим), той отново разтегля изображението, но по хоризонтала, така че в крайна сметка получаваме нормално широкоекранно изображение без каквито и да били геометрични изкривявания. Такова преобразуване се нарича анаморфно или, както напоследък обичат да го пишат в характеристиките на различните устройства – „реален“ или „истински“ формат 16:9.

Да видим как това се реализира на ниво матрица. Тук положението е приблизително същото – на сензор със съотношение на страните 4:3 трябва да се формира изображение 16:9. Подобни са и начините за получаването му – или чрез стесняване на „площта“ във вертикална посока, или разширяването ù в хоризонтална. Тук ще уточним, че матриците на съвременните видеокамери винаги имат „излишък“ от пиксели, който се ползва за фоторежима и/или за електронната стабилизация. И именно за сметка на този излишък е възможна реализацията на втория метод. По първия бихме получили стеснение на зрителното поле във вертикална посока и намаляване на вертикалната разделителна способност на матрицата, а по втория – разширяване на зрителното поле в хоризонтална посока при запазване на вертикалната разделителна способност.

Веднага бързаме да се уточним, че единственият правилен метод за реализация на широкоекранен режим е матрицата да бъде със съотношение на страните 16:9. За жалост обаче в любителските видеокамери това все още не се среща.

Така или иначе при избор на видеокамера предпочитание трябва да се отдаде към тези камери, които реализират режим 16:9 чрез анаморфно, или, както още се среща, „истинско“ преобразуване.



Напиши коментар



Коментарите се публикуват след одобрение от страна на администраторите и модераторите на сайта. Администрацията не поема ангажимента да публикува всеки получен коментар и не дължи обяснение защо даден коментар е публикуван или не.

Полетата със звездичка са задължителни.



Последни тестове