Televizní kamera , Televizní vysílací kamera , Vysílací kamera , Televizní kamera , TV kamera - zařízení určené k převodu optického obrazu získaného čočkou na terči vakuové přenosové trubice nebo na polovodičové matrici na televizní video signál nebo digitální video datový tok [ 1] . Kombinace televizní kamery s video záznamovým zařízením se nazývá videokamera nebo videokamera ( anglicky Camcorder ) [2] [3] [4] .
První televizní kamery se objevily v polovině 20. let 20. století současně s vynálezem mechanické televize a měly mechanické snímání . Jednalo se o stacionární zařízení vhodná pouze pro práci ve studiu a z velké části - stacionární z důvodu nebezpečí narušení chodu Nipkowova snímacího disku [6] . Často se místo kamery s „přímým viděním“ používal telesenzor s putujícím paprskem, který vytvářel obraz mluvčího sedícího ve speciální zcela zatemněné místnosti [7] . S příchodem elektronické televize se přenosové kamery mohly pohybovat a dokonce se pohybovat po podlaze studia, ale staly se ještě těžkopádnějšími kvůli velikosti přenosových trubic a jejich vychylovacích systémů. Například sovětské fotoaparáty KT-1, vybavené v roce 1948 ikonoskopy LI-1 s velkou velikostí rámu 75 × 100 mm, byly velmi objemnou konstrukcí [8] . První elektronické TV kamery se zpravidla skládaly ze dvou funkčních částí: stacionárního kamerového kanálu a pohyblivé kamerové hlavy [9] . Kanál kamery obsahoval většinu elektronických jednotek, které tvoří a zesilují televizní signál, a v hlavě kamery byla umístěna vysílací trubice s čočkou a předzesilovačem . Hlava kamery sama o sobě nedokázala vytvořit video signál a byla funkční pouze po připojení ke kanálu kamery pomocí silného vícežilového kabelu . Až do příchodu videorekordérů v roce 1956 nebylo možné obrazový signál z TV kamery uložit a byl přenášen přímo do vzduchu [10] . Velká televizní studia byla vybavena několika televizními kamerami, z nichž se obrazový signál posílal do vysílače přes přepínač , který umožňoval výběr obrazu z různých kamer snímajících různé části scény. Tento způsob televizního přenosu se nazývá vícekamerové snímání .
Jedním z hlavních problémů prvních televizních kamer byla extrémně nízká světelná citlivost vysílacích trubic ikonoskopického typu. To znemožnilo přenos i za slunečného počasí venku, což si vynutilo použití filmo-televizních systémů s mezifilmem namísto elektronických kamer [11] . Další nedostatky prvních elektronek vedly ke zkreslení televizního rastru a vzniku „ohonů komety“ z jasných světelných zdrojů. Velkým problémem byly blesky fotografů , jejichž činnost často vedla ke krátkodobému „slepnutí“ fotoaparátu [12] . Zdokonalování přenosových elektronek v prvních dvou desetiletích vývoje přenosových kamer se stalo jeho hlavním zaměřením. Po ikonoskopu se objevil citlivější superikonoskop . To bylo nahrazeno v pozdních čtyřicátých létech orthicon a superorthicon , rychle nahrazený vidicon , založený na vnitřním fotoelektrickém jevu . Až do konce historie trubicových kamer se používaly četné druhy vidikonů nesoucích názvy „saticon“, „plumbicon“, „kremnikon“ atd. V SSSR byl koncem 70. let vyvinut vlastní typ vidikonu . - gletikon, který byl vybaven většinou sovětských televizních kamer [13] .
Důležitým krokem byl vznik barevné televize : barevné kamery byly vybaveny třemi nebo čtyřmi vysílacími trubicemi [14] . Současně probíhala tvorba plně barevného signálu v prvních televizních studiích, která pracovala podle standardu NTSC , ve společném kamerovém kanálu, který přijímal primární samostatné signály primárních barev z kamer . Navzdory absenci elektronických jednotek pro zpracování signálu vážila hlava kamery RCA TK-41 z roku 1954 více než 140 kilogramů a se stativem , hledáčkem a objektivy téměř půl tuny [15] . Široké zavádění polovodičových zařízení , která nahradila elektronky , se shodovalo s rozvojem barevné televize a umožnilo snížit hmotnost televizních kamer [2] . Objevení se v polovině 70. let 20. století přenosových trubic s vnitřním barevným oddělením, jako byl Trinicon (anglicky MF Trinicon ) japonské korporace Sony, umožnilo vytvořit ještě kompaktnější fotoaparáty [16] . U takových televizních kamer, které byly kvalitou obrazu výrazně horší než třítrubkové kamery, byla použita pouze jedna vysílací trubice, která tvořila barevný videosignál [17] . Další vývoj se ubíral cestou miniaturizace a náhrady vakuových přenosových elektronek polovodičovými matricemi , které se rozšířily na počátku 90. let [18] .
Až do poloviny 70. let byla veškerá televizní produkce založena na pevných přenosových kamerách upevněných na stativu. Hmotnost vysílacích kamer spolu se stativem a objektivem mohla dosáhnout několika stovek kilogramů [19] . Terénní natáčení bylo prováděno stejnými kamerami, vyváženými speciálními vozidly na scénu jako součást mobilní televizní stanice , která mohla živě vysílat nebo nahrávat obraz a zvuk na videorekordér. V SSSR bylo vyrobeno několik desítek různých typů vysílacích kamer, z nichž nejmasivnější byly KT-116, KT-132 a KT-178 [20] . První přenosné televizní kamery se v zahraničí objevily na počátku 70. let a měly zjevně nižší kvalitu obrazu než ty stacionární. Přenosné kamery ve vysílací kvalitě určené pro studiovou práci bylo možné použít i pro natáčení TV reportáží mimo studio, nejčastěji se však jednalo o lehkou kamerovou hlavu, nevhodnou pro autonomní provoz bez kamerového kanálu, umístěnou v hardwarovém TV studiu nebo v autě. mobilní televizní stanice.
Jednou z prvních skutečně přenosných kamer na konci 60. let byl KCN-9P Robert Bosch GmbH , jehož kamerový kanál byl umístěn za zády operátora v batohu [21] [22] . Další miniaturizace základny prvku umožnila umístit kamerový kanál do stejného pouzdra s kamerovou hlavou, čímž vznikly kamery, které se nazývaly monobloky. Používaly se pro TV žurnalistiku v kombinaci s videorekordérem formátu C a později U - matic , které operátor nebo jeho asistent nosili na ramenním popruhu a propojili je s kamerou kabelem. Na počátku osmdesátých let, s vynálezem formátu Betacam pro záznam videa , se objevila nová třída zařízení: videokamery, kombinující vysílací kameru a kompaktní videorekordér v jednom krytu [22] . Na rozdíl od videokamer pro domácnost ( angl. Handycam ), které se objevily mnohem dříve, umožňoval „Betakam“ přijímat videozáznamy, téměř tak dobré jako studiové kamery a stacionární videorekordéry. Funkčně se takové zařízení stalo elektronickou obdobou filmové kamery a umožnilo natáčet televizní reportáže a dokonce i televizní filmy mimo studio, aniž by bylo nutné spojovat operátora kabelem nezbytným pro TV kameru. To umožnilo zcela opustit film ve výrobě zpráv a většiny televizních filmů. Jednou z prvních sovětských kamer tohoto typu byla KT-190, která se objevila v roce 1985 a je vhodná pro dokování s kamerovým videorekordérem Sony BVV-3 [22] . Následně se videokamerám, podobně jako kompaktním televizním kamerám, začalo říkat videokamery a pojem „monobloková kamera“ změnil svůj význam: nyní se používá ve vztahu k fotoaparátům kombinovaným s rekordérem v jednodílném pouzdře. Nástup videokamer však nevedl k zániku televizních kamer.
Zařízení nevybavená videorekordérem nebo jinou paměťovou jednotkou se dodnes používají ve velkých televizních společnostech pro natáčení více kamerami ve studiu nebo pro natáčení televizních filmů v kulisách. Studiové televizní kamery jsou často vybaveny teleprompterem pro pohodlí hlasatelů - takové kamery se nazývají "kamery hlasatele". Pro natáčení sportovních soutěží a jiných veřejných akcí se používají přenosové kamery na úrovni vysílání vybavené objektivy se zoomem s velkým zvětšením. Vícekamerové natáčení nevyžaduje záznam obrazu každé kamery: výběr požadovaného plánu provádí režisér na videopřepínači a již upravený signál je zaznamenán nebo vysílán. Proto jsou pro tuto technologii pohodlnější kamery, které nejsou vybaveny individuálním záznamovým zařízením. Mnoho výrobců televizní techniky vyrábí kamery modulární konstrukce, vhodné jak pro dokování s kamerovým záznamovým zařízením, tak pro provoz jako součást studiového komplexu. V druhém případě je kamera připojena přes adaptér a kabel ke kanálu kamery, což je dálkové ovládání parametrů snímání [23] . Slouží k napájení kamery, organizaci obousměrné hlasové komunikace mezi operátorem a režisérem, synchronizaci z externího generátoru hodin a doladění charakteristiky obrazu [24] . Moderní kamerový kanál ( anglicky Camera Control Unit ) není nedílnou součástí kamery, na rozdíl od prvních kamerových kanálů. Pro získání stejných parametrů všech pracovních kamer centrálně v komplexech s velkým počtem z nich se někdy používá hlavní hlavní ovládací panel ( ang. Master Control Unit ) [25] .
Modulární kamery preferují studia s omezeným rozpočtem, protože specializované on-air kamery, nevhodné pro televizní zpravodajství, jsou mnohem dražší [26] . Poskytují nejvyšší kvalitu obrazu a jsou upevněny na těžkém stativu ("podstavci") s hydraulickým zdvihem a panoramatickou hlavou . Přenos video signálu a dalších informací z kamery do dispečinku se dnes provádí po triaxiálním nebo optickém kabelu namísto tlustého vícejádrového, který je minulostí [26] [24] . Donedávna některé kamery vyžadovaly 60žilové kabely pro přenos všech informací do a z kamery [27] [28] . Jakákoli studiová kamera nutně zajišťuje kromě přímého přenosu obrazu jeho návrat z velínu do hledáčku pro sledování operátorem on-air signálu a navíc přenos komplexního signálu dálkového ovládání a dat pro dálkový ovladač. [29] [23] . Moderní technologie multiplexování umožňují vystačit si s jediným obousměrným komunikačním drátem a v některých případech jej zcela opustit a přenášet obraz přes vyhrazený rádiový kanál [30] . Poslední jmenovaný je zvláště užitečný při práci se Steadicamem nebo jinými technologiemi pro snímání pohybu, ale vylučuje zpětnou vazbu a dálkové ovládání parametrů obrazu. K tomu lze použít další komunikační kanál, a to i přes internet [31] .
Nejjednodušší digitální kamery se používají v moderních video monitorovacích systémech a pro videokonference přes internet. V druhém případě se tato zařízení nazývají webové kamery a používají se také pro nepřetržitý přenos videa z těžko dostupných míst.
Televizní vysílací kamera se skládá z optické hlavy, elektronických součástek a hledáčku [9] . Optická hlava obsahuje čočku, systém separace barev a převodníky světelného signálu na elektrický: vysílací trubice nebo polovodičové matrice. V současné době se přenosové elektronky nepoužívají kvůli jejich nepohodlnosti, křehkosti a nestabilním charakteristikám v závislosti na vnějších magnetických polích . K vytvoření barevného televizního signálu v televizních kamerách se používají tři (v některých případech čtyři [30] ) matrice nalepené na hranolovou barevnou separační jednotku.
Levnější a kompaktnější televizní kamery mohou používat jednu matrici s vestavěným polem barevných separačních filtrů. Tento design se používá hlavně u průmyslových a domácích kamer.
Bez ohledu na metodu separace barev je obraz na matricích vytvořen pomocí čočky podobné čočkám filmového nebo fotografického fotoaparátu. Objektivy jsou speciálně vyvinuty pro přenos kamer, naprostá většina jsou pankratické . U fotoaparátů se standardním rozlišením s relativně nízkou kvalitou obrazu a malou velikostí fotocitlivého prvku byly použity kompaktní rychlé objektivy s velkým rozsahem ohniskových vzdáleností . Moderní kamery s vysokým rozlišením používají optiku srovnatelnou kvalitou s kinematografií [32] . Profesionální a vysílací kamery málo využívají systémy automatického ostření kvůli obtížnosti automatického ostření pohyblivého obrazu. Objektiv ostří obsluha ručně podle obrazu elektronického hledáčku. Sledovací autofokus se při sportovních přenosech ve vysokém rozlišení používá jen zřídka, ale objektivy vybavené takovými systémy jsou extrémně drahé [33] [34] . Autofokus se také používá u některých průmyslových kamer, ale u většiny z nich je objektiv fixován na hyperfokální vzdálenost , která poskytuje ostrý obraz všech objektů. Potřeba přesného dávkování množství světla dopadajícího na fotocitlivý prvek vyžaduje použití automatického řízení expozice pomocí clony objektivu a nastavení zisku přijímaného signálu. Moderní studiové kamery poskytují možnost jak automatického nastavení clony, tak dálkového ovládání většiny parametrů z bloku kanálu kamery videotechnikem [23] .
Elektrické signály generované matricemi jsou zesíleny a zakódovány do standardního televizního video signálu vhodného pro záznam nebo vysílání. Tento signál může být analogový nebo digitální , v závislosti na typu fotoaparátu. Většina moderních televizních kamer tvoří digitální video stream. Kromě video zesilovače je televizní kamera vybavena synchronizačním generátorem, který umožňuje příjem synchronizačního signálu. Při použití vícekamerové metody však všechny kamery využívají hodinový signál z externího studiového generátoru hodin ( angl. Genlock ) [35] . To eliminuje chyby synchronizace při přepínání kamer. Generátory horizontálního a vertikálního skenování jsou konzistentní s činností generátoru hodin a řídí čtení náboje v matricích.
Kromě výše uvedených částí kamera obsahuje elektronický hledáček , což je kompaktní video monitorovací zařízení založené na monitoru . První televizní kamery byly vybaveny černobílými hledáčky, které se skládaly z malého kineskopu . Až do konce 90. let se tento design udržel i u kompaktních typů fotoaparátů využívajících miniaturní tubusy. S příchodem vysoce kvalitních displejů z tekutých krystalů je většina kompaktních fotoaparátů vybavena barevnými LCD nebo LED hledáčky.
Na rozdíl od videokamer není většina studiových kamer vybavena mikrofonem a zesilovačem zvuku , protože jsou navrženy tak, aby fungovaly jako součást komplexu, ve kterém je záznam zvuku prováděn samostatným systémem. Nová třída robotických PTZ kamer určených pro provoz bez operátora navíc obsahuje speciální panoramatickou hlavu a dálkově ovládané natáčecí motory [36] . Kamery určené pro venkovní použití mají utěsněné pouzdro a dokonce i stěrač čelního skla .
Televizní kamery se konvenčně dělí na vysílací, profesionální, průmyslové a domácí [18] . V současné době se domácí kamery nevyrábějí z důvodu všudypřítomnosti videokamer a dalších domácích zařízení s podobnými funkcemi. Vysílací a profesionální kamery lze rozdělit do dvou dalších kategorií v závislosti na použitém standardu rozkladu : kamery odpovídající televizi s vysokým rozlišením a kamery se standardním rozlišením . Naprostá většina moderních vysílacích nebo profesionálních kamer je vyráběna pro standardy vysokého rozlišení s možností přechodu na standardní rozlišení [18] . Totéž platí pro poměr stran snímku , pro jehož přepínání objektivy fotoaparátu poskytují optickou kompenzaci pro změnu úhlu zorného pole Vformát [37] . V posledních letech se objevily přenosové kamery, které podporují televizní standardy s ultra vysokým rozlišením [38] .
Profesionální kamery se od vysílacích kamer liší nižšími požadavky na kvalitu video signálu. Pokud by u vysílacích kamer měla být hloubka modulace pro kanál jasu na frekvenci 5 MHz 100 %, pak pro profesionální kamery je tento parametr povolen na úrovni 50 % [18] . To se projevuje nižším kontrastem jemných detailů obrazu a sníženou horizontální ostrostí .
Všechny moderní televizní kamery tvoří barevný obraz, s výjimkou některých druhů průmyslových. Od poloviny roku 2000 zmizel v klasifikačních tabulkách televizních kamer další sloupec: v současnosti je výroba analogových vysílacích kamer zcela ukončena a vyrábí se pouze digitální . Aby bylo možné pracovat v analogových televizních systémech, jsou všechny digitální fotoaparáty vybaveny analogovými video výstupy. Zdokonalování světlocitlivých matric a mikroelektroniky do značné míry smazalo hranice mezi jednotlivými třídami televizních kamer a videokamer. Jestliže na konci 90. let byl rozdíl v kvalitě obrazu mezi televizní žurnalistickou videokamerou a studiovou televizní kamerou velmi výrazný, dnes se tyto přístroje často liší pouze hmotností, poměrem zoomu a velikostí hledáčku. Proto slova „televizní kamera“ a „videokamera“ dnes znamenají totéž i v profesionálním prostředí. Videokamera se nazývá nejen kompaktní televizní kamery, ale také studiové stacionární kamery.
Samostatnou kategorii tvoří televizní kamery určené pro natáčení z neobvyklých bodů na kamerových jeřábech nebo jiných zavěšených konstrukcích. Takové kamery jsou zpravidla vybaveny zařízeními pro bezdrátový přenos videosignálu a vyznačují se lehkou konstrukcí bez hledáčku a ovládacích prvků. Průmyslové kamery obvykle vyhovují televizi se standardním rozlišením nebo mají ještě nižší rozlišení navržená pro systém uzavřeného televizního okruhu, často neodpovídající žádnému z vysílacích standardů. Průmyslové kamery zahrnují zařízení, která jsou součástí video monitorovacích systémů nebo určená pro jiné aplikační funkce. Webové kamery , které jsou také miniaturními digitálními televizními kamerami, mají podobné zařízení a vlastnosti .
Vedle přímé výroby televizních pořadů se miniaturní televizní kamery používají jako základ televizního kompletu profesionálních filmových kamer. Jako prostředek pozorování na dálku je vysílací kamera nepostradatelná v mnoha odvětvích moderní lidské činnosti. Jedna z prvních elektronických televizních kamer vyvinutá v SSSR Levem Termenem byla okamžitě utajována a instalována před úřadem komisaře pro vojenské záležitosti K. Vorošilova [39] [40] . Televizní systém měl být v budoucnu používán u pohraničních jednotek a na nádvoří lidového komisariátu byl testován k identifikaci procházejících osob. Nedokonalost první kamery donutila opustit její použití pro vojenské účely, ale s rozvojem televizní techniky se televizní kamery začaly používat pro letecký průzkum a zaměřování naváděné munice [41] . To bylo poprvé provedeno během 2. světové války na německých řízených střelách V-1 [ 11] a naváděných bombách Hs - 293D [42] . Americké letectvo také vlastnilo letecké bomby řízené televizní kamerou navrženou Zworykinem [43] . Mnoho moderních bojových systémů je vybaveno kamerami pro zaměřování, noční sledování a další úkoly. Běžné televizní kamery jsou k tomu pro své velké rozměry a hmotnost nevhodné, proto se pro vojenské použití vyvíjejí speciální vysílací kamery malých rozměrů, obvykle černobílé. Takové kamery jsou klasifikovány jako průmyslové.
S příchodem vesmírných technologií a umělých družic Země se televizní kamery dostaly na palubu průzkumných a meteorologických vozidel , přenášejících obraz zemského povrchu [44] . S dalším rozvojem kosmonautiky se však pro tyto účely používaly především fototelevizní systémy . Pokojný průzkum vesmíru se také neobešel bez televizních vysílačů. Během prvního orbitálního letu světa byl snímek kosmonauta Jurije Gagarina vysílán speciálně navrženou TV kamerou s pomalým skenováním s nízkým rozlišením 100 řádků [44] . V SSSR byl vyvinut speciální televizní systém „Arctur“ pro kosmické telekomunikace, vhodný pro stabilní přenos barevného obrazu kanály se sníženou frekvenčně fázovou a šumovou charakteristikou [44] . Televizní kamery se používají nejen pro veřejnoprávní televizní vysílání o úspěších kosmonautiky, ale také jako technické prostředky pro řízení startu, provádění dokování , orbitálních manévrů a kosmického výzkumu. Neméně důležitou oblastí použití pro televizní kamery je potápění a další podvodní práce. Speciální dálkově ovládané kamery se používají při vyprošťování vraků , záchranných operacích a výzkumných účelům. Moderní medicína je také nemyslitelná bez televizní kamery. Zde je pomocí speciálních miniaturních kamer možné hromadné dálkové sledování chirurgických výkonů , vyšetření vnitřních orgánů atd. TV kamery, jejichž oblast citlivosti leží v neviditelných částech spektra, umožňují pozorovat tvrdé -k dosažení procesů v neviditelných paprscích.
Slovníky a encyklopedie |
---|