Anglická verze
logolink

< Zpět na seznam lekcí

Digitální zaznamenávání obrazu, zachytávání videa

PremiereObsah lekce:

  • Digitální zaznamenávání obrazu
  • Jakou kameru vybrat?
  • Zachytávání (Grabování/Capturing)

Digitální zaznamenávání obrazu

Jedná se o způsob zachycení světelného záření pomocí přístroje zvaného snímač. Tento snímač je na světlo citlivý a podle jeho intezity jej převádí na elektrický náboj, který se dále načítá jako napěťový signál. Máme tedy analogový signál, který pomocí analogově digitálního převodníku přeměníme na číselný (digitální) údaj. Nelze však zachytit a převést veškeré informace z dopadajícího světla, proto se některé části obrazu dopočítávají. Poté jsou data uložena na paměťové médium v podobě nul a jedniček.

Světlo se před dopadem na snímač upravuje ještě pomocí soustavy čoček, zrcadel nebo jiných optických prvků. Cílem je světlo (obraz) zvětšit, zmenšit nebo jinak upravit, případně zesílit.

Snímač CCD (Charge Coupled Device – nábojově vázaný prvek)

Jedná se o křemíkový plátek citlivý na světlo. Využívá se zde principu fotoelektrického jevu, tedy že dopadající záření uvolňuje z povrchu některých látek (jedná se především o kovy) elektrony a tyto elektrony pak mohou přenášet elektrický proud v obvodu. U CCD snímačů je však rozdíl v tom, že nemáme elektrodu, která by uvolněné elektrony odváděla pryč. Je izilovaná pomocí tenké vrstvy oxidu křemičitého SiO2. Elektroda tak uvolněné elektrony drží (akumulují se zde jako náboj). Takovéto elektrody jsou umístěny pod jednotlivými body snímače. Elektrony se pak vlivem dalších dějů v CCD snímači posouvají podél dalších elektrod směrem k výstupnímu zesilovači, který pak zesílí malý proud odpovídající počtu zadržených elektronů v jednotlivých bodech na vhodnou úroveň napětí pro další zpracování obrazu.

tlačítko
CCD snímač (zdroj: CCD kamery pro astronomii)

Snímač CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductors)

Tento čip funguje na stejné principu jako snímač CCD. Rozdíl je ten, že elektrický náboj neodchází z čipu pomocí jedné sběrnice, ale je odváděn z každé snímací buňky čipu zvlášť. Má menší odběr energie a náklady na jeho výrobu jsou menší. Dříve byla dostupná tzv. pasivní varianta, která nedosahovala kvalitních obrazových výsledků. S příchodem varianty aktivní se začaly tyto typy snímačů objevovat i v profesionálních zařízeních, tedy zařízeních vyšší kvality.

Jakou kameru vybrat?

Pokud se rozhodujete koupit si videokameru, ale nevíte, jaké parametry by měla mít, je potřeba si odpovědět na následující otázky.

  • Potřebujeme kameru pro příležitostní domácí použití nebo na profesionální práci?
  • Jakým způsobem budeme chtít natočené video zaznamenávat?
  • Chceme si natočené video sami dále upravovat?
  • Budeme natáčet převážně exteriéry nebo interiéry?
  • Jakou výslednou kvalitu obrazu potřebujeme?
  • Kolik finančních prostředků chceme do kamery investovat?

Typ záznamového média

  • Mini DV - Jedná se o záznam na pásku (kazeta typu Mini DV je dnes asi nejrozšířenější), u které je výhodou vysoká kvalita obrazu (video se ukládá ve formátu DV25) a cena pásky (je levná). Používá se jak pro nejlevnější přístroje, tak i pro ty profesionální. Tento typ záznamu totiž nepoužívá žádnou kompresi videa. Horší je to ovšem s archivací takového záznamu. Jde o to, že tento typ záznamu je náročný na prostor v počítači. Hodina záznamu zabere přibližně 13GB místa. Z hlediska uchování záznamů v této podobě zaručují pásky trvanlivost kolem 30 let. Nevýhody tohoto typu záznamu spočívají ve vyhledávání určitého místa na pásce a také v přenosu záznamu do počítače. Jedná se v podstatě o přenesení v reálném čase, kdy 1 hodina záznamu odpovídá 1 hodině přenosu do počítače. U počítače je důlžeité, aby měl FireWire port, protože to je jediné rozhraní pro propojení s kamerou. Existuje však zařízení, které z této kamery umožní záznam přímo na HDD, protože FireWire port podporuje přenášení živého obrazu.

    tlačítko
    Mini DV (zdroj: www.heckervideo.com)

  • DVD - Tyto kamery používají záznam na 8cm DVD disky (při nahrávání vypalují záznam přímo na disk) a ulehčují tak práci s natočeným videem. Pokud budeme chtít s videem pracovat nebo si ho jenom přehrát, stačí, když jej vložíme rovnou do počítače. Nevýhodou je ovšem délka záznamu na toto médium. To bývá přibližně kolem 15 minut. Dá se nastavit i víc, ale na úkor kvality obrazu. Prodávají se i oboustranné disky, ale ty stejně po uplynuté době musíme v kameře otočit. Pokud jde o vícevrstvé disky, ne každá kamera je podporuje. Obraz je ukládán nejčastěji ve formátu mpeg2 nebo mpeg4. Pokud jde o archivaci takových DVD, nemají takovou trvanlivost jako Mini DV.

    tlačítko
    DVD kamera (zdroj: www.gigashops.cz)

  • HDD - Natáčené video je ukládáno na pevný disk kamery. Jedná se o obdobný disk jako je v počítači, ovšem mnohem menší. Výhodou je možnost editace videa přímo v přístroji. Pokud se nám nepovede záběr, můžeme jej z kamery rovnou odstranit. Další výhodou je možnost nahrát na kameru až několik hodin záznamu. Pevný disk má oproti DVD mnohem větší kapacitu. Např. na 60GB disk lze uložit kolem 25 hodiny HD záznamu. Pokud jde o archivaci, není problém s přenosem nahraných dat do počítače. Navíc přenos dat lze uskutečnit pomocí USB portu, který je dnes dostupný v podstatě už na všech počítačích. Ve standardním rozlišení ukládají tyto kamery video ve formátu MPEG-2, pro vysokém rozlišení je pak použito formátu MPEG4. Nevýhodou pak může být větší hmotnost a také menší výdrž baterií. Kamera je také choulostivější na otřesy nebo nárazy, kvůli pevnému disku, který by se mohl poškodit.


  • tlačítko
    DVD kamera (zdroj: www.gigashops.cz)

  • Paměťové karty - Typ záznamu použitý v těchto kamerách se velmi podobá kamerám s pevnými disky. Dají se bez problémů editovat přímo v přístroji a záznam na ně můžeme opakovat stále dokola, aniž by nějak trpěla kvalita záznamu. Díky tomu, že paměťové karty jsou malé, jsou tyto kamery mnohem menší a lehčí než ostatní typy. Výhodou záznamu na paměťovou kartu je to, že se nejedná o mechanické zařízení jako v případě pevného disku. Takovéto zařízení bude tedy mnohem míň náchylnější k poruchám. Jsou také méně náročné na spotřebu energie. Pokud jde o archivaci, můžeme využít opět rozhraní USB nebo v tomto případě lze použít dokonce čtečku karet, tedy kartu z kamery vyjmout a vložit ji přímo do počítače. Kamera má opět menší kvalitu obrazu než záznam na MiniDV pásku, ale postřehnout rozdíl není jednoduché. Pokud jde o kapacitu karet, ta se neustále zvětšuje. K dostání jsou např. 32GB, kde lze uložit kolem 10 hodin HD záznamu. Kartet můžeme mít více a podle potřeby je měnit, navíc se jejich kapacita neustále zvětšuje. Mezi nejrozšířenější patří karty typu SD (resp. SDHC) a MemoryStick. Formát pro ukládání dat je stejný jako u kamer s pevnými disky (MPEG-2 pro SD, MPEG-4 pro HD). Jedná-li se o HD rozlišení, jsou kamery označovány AVCHD (formát umožňující ukládání videozáznamu v HD).

    tlačítko
    DVD kamera (zdroj: www.gigashops.cz)

Kvalita rozlišení obrazu

  • SD (Standard Definition) - Standardní rozlišení. Norma PAL (720x576 pixelů), norma NTSC (720x480 pixelů).
  • HD (High Definition) - Vysoké rozlišení. Za vysoké je povážováno rozlišení 1920x1080 pixelů, označované jako Full HD (poměr stran je 16:9). Některé kamery tohoto typu mají ovšem rozlišení pouze 1440x1080 pixelů (poměr stran je 4:3, ne 16:9). Přesto je ale výsledný obraz širokoúhlý. Aby bylo docíleno poměru 16:9, musí se délka jednoho pixelu na šířku o něco zvětšit oproti jeho výšce. Jedná se poté o pixely obdelníky a ne čtverce. Ve finále tak dosáhneme opět rozlišení 1920x1080 pixelů, ale pouze fiktivního. Fyzické rozlišení 1440 x 1080 pixelů.
    Takovéto kamery mají označení HDV a je na nich uvedeno také AVCHD (formát umožňující ukládání videozáznamu v HD).

  • tlačítko
    srovnání HD a SD videa (zdroj: JeCh Webz)

    tlačítko
    ukázka rozdílu PAL versus HDV 720p a 1080i (zdroj: Potápění made in Val.Mez.)

Formát videa

  • DV25 - Tento formát se používá u záznamu na pásku. DV značí Digital Videa a 25 znamená datový tok 25Mbit/s, který představuje množství inofmací o obraze uložené za jednu sekundu. Čím je toto množství větší, tím je také výsledný obraz kvalitnější. Zabírá také ale více místa. Snímky jsou ukládány jako celý obraz, to umožnuje plynulé krokování po jednotlivých snímcích bez nutnosti velkého výpočetního výkonu počítače.
  • MPEG2 - Využití především u DVD, HDD kamer a kamer s pěťovými kartami. V tomto formátu jsou v DVD kameře ukládány .VOB soubory. Tyto soubory nemají velké nároky na velikost i při zachování dobré kvality videa. U kartových a hardiskových kamer jsou ukládány jako .MOD soubory. Tento formát se využívá především pro video v rozlišení SD.
  • MPEG4 - Tento formát patří k nejúspornějším pro ukládání videa ve vysokém rozlišení u kamer s pevnými disky a paměťovými kartami (kamery jsou označené AVCHD). Formát je ale nejvíce náročný na výpočetní výkon počítače a plynulé krokování představuje značný problém.

Počet čipů

  • 1 CCD čip - Mezi nejrozšířenější kamery patří ty, které obsahují 1 CCD čip. Na čipu jsou body a každý tento bod obsahuje oddělené buňky pro jednotlivou barvu z barevného spektra. Snímací prvky tedy nereagují na dopadající světlo stejně, ale právě pomocí oddělených buněk, jinak by byl výsledný obraz černobílý. Po provedení výpočtů je z intenzity jednotlivých složek barevného spektra vypočítána výsledná barva.
  • 3 CCD čipy - Takto vybavené kamery mají pro každou barevnou složku (RGB) určen jeden čip. Tyto čipy opět obsahují buňky pro zaznamenávání barev z barevného spektra. Tantokrát ale každý čip zaznamenává pouze část spektra. Kamery se 3 CCD čipy jsou lepší pro tmavší scény a jsou ideální do interiérů.
  • CMOS čip - Jedná se o další technologii. Kamera s tímto čipem se používá také v interiérech nebo v prostředí se špatným osvětlením, má lepší dynamiku barev i věrnost jejich podání. Ne však lepší než kamera s 3 CCD čipy.

Různé funkce kamer

  • Stabilizátor - V dnešní době je stabilizátor součástí vybavení videokamery. Stabilizaci obrazu využijeme v případě, že kameru nemáme umístěnou na stativu, ale držíme ji v ruce. Čím více potom provádíme přiblížení nějakého objektu, tím více je kamera náchylnější na třes. Pokud si pak přehrajeme natočené video, může se stát, že je výsledný záznam neúnosně roztřesený.
    • Optický - Řeší se pomocí plovoucí čočky, přesněji vychylováním optických prvků v objektivu kamery. Optické prvky jsou odděleny kapalinou s podobnými světelnými vlastnostmi jako sklo. Obraz poté dopadá na stále stejná místa CCD snímače. Dosahuje se výborných výsledků. Jedná se ale o záležitost pro kamery vyšší třídy a profesionální.
    • Elektronický - Takovýto stabilizátor je méně náročný na výrobu. Využívá se propočtu mezi snímaným a ukládaným obrazem. Zařízení pak chytře provede výřez, aby při přehrání jednotlivých snímků nebylo chvění vidět.
  • Rychlost kamery
  • Zoom - Umožnuje přibližování objektů beze změny pozice kamery.
    • Optický - Přibližování se provádí pohybem čočky. U běžných kamer se pohybuje od 10 do 25 násobku a nemá vliv na horší kvalitu záznamu.

    • tlačítko
      zoom v akci (zdroj: wikipedia.org)

    • Digitální - Přibližování pomocí matematického propočtu. Obraz se přibližuje/zvětšuje elektronicky. Tanto způsob ma za následek zhoršení kvality zaznamenaného obrazu.
  • Manuální ostření - Někdy je potřeba nespoléhat se na automatiku a zaostřit ručně. Může se jednat o nějaký objekt, který je blíž než větší objekt případně snímáte přes sklo a automatika zaostřila na něj.
  • Režim nočního snímání - Nastavení, pomocí kterého lze pořizovat záběry i ve velmi tmavých místech. Videokamery si pomáhají také např. infračerveným světlem.
  • Režimy AE - Jedná se o tzv. programovatelné režimy AE, které jsou doplňkem režimu plně automatického. Tyto režimy jsou nastaveny na různé podmínky snímání záznamu (např. krajina, portrét, sport). Videokamery mohou být vybaveny také manuálnímy režimy, kde si sami můžeme zvolit konkrétní nastavení.
  • LCD obrazovka - Kamery vybavené touto vyklápěcí obrazovkou můžeme držet v ruce i dál od těla a sledovat tak současně dění kolem sebe. Je zde také lepší přístup k ovládacím prvkům kamery, ty lze snadněji používat, některé např. i bez přerušení záznamu.
  • Fotografický režim - V takovém případě může být kamera použita i jako fotoaparát. Dokáže zachytit statické snímky.

Zachytávání (Grabování/Capturing)

Jedná se o činnost, při které získáváme data z externího zdroje a ukládáme je v počítači. Grabovat můžeme například také audio (CD), video (DVD), obrázky a podobně.

Připojení

Kabel USB - Toto rozhraní se používá u kamer s pevnými disky nebo paměťovými kartami a slouží k přenosu souborů na nich uložených do počítače. Přenos souborů je velmi rychlý. Důvodem je to, že v těchto kamerách se zaznamenané video ukládá v komprimovaném formátu.

tlačítko
Propojení videokamery přes rozhraní USB

Kabel i.LINK ( IEEE1394, FireWire ), rozhraní DV - Toto rozhraní najdeme u DV-8 a MiniDV kamer, tedy především u páskových videokamer. Přenos z kamery neprobíhá jen do počítače, kde se uloží. Toto rozhraní umí přenášet i tzv. "živý obraz", tedy to, co kamera právě snímá. Nevýhodou je délka přenosu záznamu do počítače. Ta je shodná s délkou záznamu (např. 1 hodina záznamu = 1 hodina přenosu do PC).

tlačítko
Propojení kamery přes rozhraní FireWire

Zachytávání pomocí Adobe Premiere CS4

File -> Capture... (F5)

Abychom mohli video zachytávat, musíme počítač propojit s kamerou přes některé rozhraní.

tlačítko
Dialogové okno pro zachytávání videa v programu Adobe Premiere CS4

Další čtení

Odkazy

Otázky

  1. Jakým způsobem dochází k zachytávání obrazu v kameře?
  2. Jaké znáte způsoby uložení záznamu v kameře?
  3. Co znamenají zkratky SD a HD?
  4. K čemu slouží stabilizátor a druhy stabilizátorů znáte?
  5. Pomocí jakého rozhraní lze propojit kameru s počítačem?
  6. Kde se v programu Adobe Premiere CS4 spouští dialogové okno pro zachytávání?
webdesign, xhtml, css, php - Mgr. Michal Mikláš