En la mayoría de los países del mundo, las cámaras de video se han vuelto comunes desde hace mucho tiempo. La gente los lleva a obras de teatro escolares, eventos deportivos, reuniones familiares e incluso nacimientos. En un lugar popular entre los turistas, se pueden ver por todas partes. Las videocámaras se han afianzado con fuerza en EE. UU., Japón y muchos otros países, ya que representan una tecnología muy buscada.
¿Pero cómo un dispositivo tan pequeño puede hacer tanto? Los nacidos antes de la década de 1980 se sorprenden de que los modelos de calidad ahora estén fácilmente disponibles y que sean tan fáciles de usar. Este artículo describe el principio de funcionamiento y el dispositivo de la videocámara.
Construcción básica
Una videocámara analógica convencional consta de dos partes principales:
- Sección que incluye CCD, lentes y motores de control de zoom, enfoque e iris;
- una videograbadora reducida.
Cómo funciona la cámara de videoes que recibe información visual y la convierte en una señal electrónica. Una videograbadora es similar a una grabadora normal conectada a un televisor: recibe una señal y la graba en un casete.
El tercer componente, el visor, también recibe la imagen del video, para que el usuario pueda ver lo que se está filmando. Esta es una pequeña pantalla en blanco y negro o en color, pero muchos modelos modernos están equipados con grandes pantallas LCD a todo color. Hay muchos formatos de videocámaras analógicas con muchas características adicionales, pero el diseño descrito es el principal. Difieren en los casetes que usan.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de las cámaras de video digitales son similares a las analógicas, pero tienen un elemento adicional que convierte la información en bytes de datos. En lugar de grabar la señal de video como una secuencia continua de pulsos magnéticos, se almacena como ceros y unos. Las videocámaras digitales son populares porque facilitan la copia de videos sin perder ninguna información. La grabación analógica "desaparece" con cada copia: la señal original no se reproduce con precisión. La información de video en forma digital se puede descargar a una computadora, donde se puede editar, copiar, enviar por correo electrónico, etc.
Sensor de imagen
Al igual que una cámara, una videocámara "ve" el mundo a través de una lente. Se necesitan elementos ópticos para enfocar la luz del escenario sobre la película tratada con productos químicos fotosensibles. Así, la cámara capta lo que esenfrente de él. Recoge más luz de las partes brillantes de la escena y menos de las oscuras. La lente de una cámara de video también sirve para enfocar, pero en lugar de película, utiliza un pequeño sensor de imagen semiconductor. Este sensor detecta la luz utilizando una matriz de millones de diminutos fotodiodos. Cada uno de ellos mide la cantidad de fotones que inciden en un punto determinado y traduce esta información en electrones (cargas eléctricas): una imagen más brillante está representada por una carga más alta y una imagen más oscura por una más baja. Así como un artista pinta una escena res altando áreas oscuras con áreas claras, un sensor crea un video al detectar la intensidad de la luz. Durante la reproducción, esta información controla el brillo de los píxeles de la pantalla.
Por supuesto, medir el flujo luminoso solo da una imagen en blanco y negro. Para obtener color, debe determinar no solo el nivel general de iluminación, sino también los niveles de cada color. El espectro completo se puede recrear combinando solo 3 de ellos: rojo, verde y azul. Por lo tanto, el principio de funcionamiento de las videocámaras se basa en el uso exclusivo de estos colores.
Algunos modelos dividen la señal en 3 versiones de la misma imagen para los niveles de luz roja, verde y azul. Cada uno de ellos es capturado por su propio chip. Luego se suman y los colores primarios se mezclan para crear una imagen a todo color.
Este método simple produce videos enriquecidos de alta resolución.
Los CCD de fotodiodo son caros y consumen mucha energía, y usan3 sensores aumenta considerablemente los costos de producción. La mayoría de las cámaras de video están equipadas con un solo sensor con filtros de color permanentes para fotodiodos individuales. Algunos de ellos solo miden niveles rojos, algunos solo niveles verdes y el resto miden niveles azules. Los colores se distribuyen en un patrón de cuadrícula (como un filtro Bayer) para que el procesador de la videocámara pueda tener una idea de los niveles de color en todas las partes de la pantalla. Este método requiere la interpolación de los datos recibidos por cada fotodiodo analizando la información recibida por sus vecinos.
Conformación de señal
Debido a que las videocámaras capturan imágenes en movimiento, sus sensores tienen piezas adicionales que no se encuentran en los sensores de las cámaras digitales. Para crear una señal de video, deben tomar muchas tomas cada segundo, que luego se combinan, dando la impresión de movimiento.
Para hacer esto, la videocámara captura un cuadro y lo graba entrelazado. Detrás del sensor de imagen hay otra capa de sensor. Para cada campo, los cargos de video se transfieren a él y luego se transmiten secuencialmente. En una cámara de video analógica, esta señal se envía a una VCR, que la graba (junto con la información de color) en una cinta de video en forma de pulsos magnéticos. Mientras la segunda capa transmite datos, la primera captura la siguiente imagen.
El principio de funcionamiento de una videocámara de tipo digital es básicamente el mismo, excepto que en el último paso, el convertidor de analógico a digital convierte la señal en bytes de datos. La cámara los graba en soportes, que pueden ser cintas magnéticas,disco, DVD o memoria flash. Los modelos digitales entrelazados almacenan cada cuadro como dos campos de la misma manera que los modelos analógicos. Las cámaras de escaneo progresivo graban video cuadro por cuadro.
Lente
Como se mencionó anteriormente, el primer paso para grabar una imagen de video es enfocar la luz en el sensor. El principio de funcionamiento del objetivo de la cámara es el siguiente. Para que la cámara capture una imagen clara del objeto que tiene delante, es necesario enfocar la óptica, es decir, moverla de modo que los rayos que emanan del sujeto caigan exactamente sobre el sensor. Al igual que las cámaras, las videocámaras te permiten mover la lente para enfocar la luz.
Enfoque automático
La mayoría de las personas necesitan moverse y fotografiar diferentes sujetos a diferentes distancias, y volver a enfocar constantemente es extremadamente difícil. Es por eso que todas las videocámaras tienen un dispositivo de enfoque automático. Suele ser un haz de infrarrojos que rebota en los objetos del centro del encuadre y vuelve al sensor de la cámara.
Para determinar la distancia al objeto, el procesador calcula cuánto tarda el rayo en reflejarse y regresar, multiplica este valor por la velocidad de la luz y divide el producto por dos (porque recorrió la distancia dos veces - al objeto y viceversa). La videocámara tiene un pequeño motor que mueve la óptica para enfocarla a una distancia calculada. Esto suele funcionar bastante bien, pero a veces tienes que redefinir la distancia; por ejemplo, cuando quieres enfocar algo que no está en el centro del encuadre,porque el enfoque automático responde a lo que está directamente en frente de la lente.
Zoom óptico y digital
Las videocámaras también están equipadas con una lente de zoom. Esto le permite acercar la escena aumentando la distancia focal (entre la óptica y la película o el sensor). La lente de zoom óptico es una sola unidad que le permite pasar de un aumento a otro. El rango de zoom indica la ampliación máxima y mínima. Para facilitar el uso del zoom, la mayoría de las videocámaras están equipadas con un motor que mueve la óptica en respuesta a la presión de un botón en el mango. Una de las ventajas de esto es que puede controlar fácilmente la ampliación sin usar una segunda mano. Además, el motor mueve la lente a una velocidad constante y el zoom es más suave. Sin embargo, el motor agota la batería.
Algunas videocámaras tienen un llamado. zoom digital. Los usuarios no recomiendan usarlo, ya que no está asociado con la lente en absoluto, sino que simplemente amplía la parte de la imagen capturada por el sensor. Esto sacrifica la resolución ya que solo se utiliza una parte del área del sensor. Como resultado, el video es menos claro.
Exposición
Una de las grandes características de la cámara es el ajuste automático a diferentes niveles de luz. El sensor es muy sensible a la exposición excesiva o insuficiente porque el rango de señales de cada fotodiodo es limitado. La videocámara controla su nivel y ajusta la apertura para reducir oaumentando el flujo de luz a través de las lentes. El procesador mantiene un buen contraste en todo momento para que las imágenes no se vean demasiado oscuras o desteñidas.
El principio de funcionamiento de las cámaras de vigilancia
Estas cámaras serán útiles para aquellos que quieran saber qué sucede durante su ausencia. La necesidad de ellos puede surgir por varias razones. Por ejemplo, los padres pueden querer vigilar a un bebé mientras duerme y reducir el riesgo de una caída peligrosa de la cuna. Y las cámaras alrededor de la casa le permitirán ver a las personas que se acercan a la puerta principal y tal vez incluso lo ayuden a encontrar al ladrón.
La salida de la cámara se transmite, procesa, vuelve a convertir en una imagen y se graba si es necesario. El video se puede transmitir a través de un cable coaxial o par trenzado, así como a través de una red inalámbrica. El procesamiento de la señal se lleva a cabo en un grabador de video, servidor o PC con una tarjeta de captura de video. La imagen se muestra en el monitor.
El principio de funcionamiento de las cámaras de vigilancia para exteriores es que se instalan en puertas, edificios y otras estructuras para monitorear lo que sucede en tiempo real. Por regla general, se trata de dispositivos grandes y llamativos, cuya sola vista deja claro a los extraños que están bajo vigilancia.
El principio de funcionamiento de las videocámaras inalámbricas se basa en la transmisión de imágenes a través de una red inalámbrica. Sin embargo, otros dispositivos, como los enrutadores Wi-Fi y los teléfonos móviles, son capaces de interrumpir su señal. Además, la transmisión inalámbrica puede ser interceptada, lo quecontrario a los objetivos de seguridad. Por lo tanto, se recomienda a los usuarios que se aseguren de que la señal esté encriptada de forma segura.
El principio de funcionamiento de las cámaras ocultas se basa en el uso de lentes de tipo puntual con un orificio de salida de varios milímetros y un amplio ángulo de visión. Esto le permite instalarlos en electrodomésticos y artículos de interior.
Consejos para elegir formatos analógicos
Las cámaras analógicas graban video y audio como una pista de cinta analógica. Los expertos no recomiendan usarlos, porque al copiar, la calidad de la imagen y el sonido inevitablemente disminuye. Además, los formatos analógicos carecen de varias funciones de cámara de video digital. La principal diferencia entre los dos es el tipo de casete y la resolución. Los formatos principales de las videocámaras analógicas son:
- VHS estándar. Este tipo de cámara utiliza la misma cinta magnética que las videograbadoras convencionales. Esto hace que sea más fácil ver las imágenes. Estos casetes son económicos y proporcionan largos tiempos de grabación. La principal desventaja del formato VHS es la necesidad de un diseño de videocámara voluminoso. La resolución es de 230-250 líneas horizontales, que es el límite inferior para este tipo de dispositivo.
- Las cámaras VHS-C usan cinta VHS estándar pero en un casete más compacto. La grabación se puede reproducir en una videograbadora normal, pero requiere un adaptador de tamaño completo. En principio, el funcionamiento de una videocámara VHS-C es similar al VHS. El tamaño de casete más pequeño permitecrear estructuras más compactas, pero el tiempo de grabación se reduce a 30-45 minutos.
- Las cámaras Super VHS tienen aproximadamente el mismo tamaño que las VHS porque usan cartuchos del mismo formato. La diferencia es que la resolución de escritura es de 380-400 líneas. Estas cintas no se pueden reproducir en una videograbadora, pero la propia cámara se puede conectar directamente a un televisor.
- Super VHS-C cumple con el estándar VHS pero es una versión más compacta que usa un cartucho más pequeño.
- Las videocámaras de 8 mm también cuentan con casetes pequeños. Esto permite producir modelos más pequeños que ofrecen resoluciones que coinciden con el estándar VHS con una calidad de sonido ligeramente mejor. Duración de la grabación: alrededor de 2 horas.
- El estándar Hi-8 es similar a 8 mm pero ofrece una resolución mucho mayor, alrededor de 400 líneas.
Consejos para elegir formatos digitales
El principio de funcionamiento de las videocámaras digitales se diferencia de las analógicas en que la información que contienen se graba en forma digital, de manera que la imagen se reproduce sin pérdida de calidad. Dicho video se puede descargar a una computadora, donde se puede editar o publicar en Internet. Tiene mucha mejor resolución. Los siguientes formatos son ampliamente utilizados:
- MiniDV cuenta con casetes compactos que contienen de 60 a 90 minutos de metraje en 500 líneas. Este tipo de cámara es extremadamente ligera y compacta. Es posible capturar imágenes fijas.
- Formato MicroMV de Sonyfunciona igual pero usa casetes más pequeños.
- Digital8 utiliza una cinta Hi-8mm estándar durante 60 minutos de grabación. Los modelos de este tipo suelen ser un poco más grandes que los DV.
- Las cámaras de DVD guardan el video directamente en pequeños discos ópticos. La principal ventaja de este formato es que cada sesión se graba como una pista separada. En lugar de rebobinar y avanzar rápidamente, puede s altar directamente a la parte deseada del video. Aparte de eso, las videocámaras con DVD son bastante parecidas a los modelos MiniDV, pero pueden almacenar más videos de 30 minutos a 2 horas.
- DVD-R y DVD-RAM tienen 3/4 del tamaño de los discos DVD. La desventaja es que solo puedes escribirles una vez. No se pueden reproducir en reproductores de DVD convencionales. Al igual que los casetes MiniDV, debe utilizar la cámara como reproductor o copiar la película a otro formato.
- La tarjeta de memoria es la forma más popular de grabar video. Los clips se guardan directamente en tarjetas de estado sólido, como memoria flash, Memory Stick o SD.
En conclusión
Hoy, todo el mundo puede comprar una cámara económica y los programas de edición simplifican el proceso de edición hasta el punto de que todo el mundo puede dominarlo rápidamente.
Incluso los modelos analógicos de baja calidad tienen muchas características útiles que son fáciles de aprender y hacer películas de calidad. La tecnología que alguna vez fue dominio exclusivo de la televisión profesional ahora está disponible para los aficionados. Las videocámaras más recientes ciertamente tienen mucho que ofrecer y para aquellos que desean capturar un cumpleaños oconcierto y la puesta en marcha de ambiciosos proyectos de vídeo.
