Цифровая веб-камера представляет собой сетевое устройство, которое состоит из видео камеры (ПЗС-матрицы), процессора компрессии и встроенного веб-сервера. Как правило, веб-камера используется как устройство для организации видеосъемки, видеоконференций или видеонаблюдения и передачи видеоизображения по сети LAN/WAN/Internet. Для работы веб-камеры в сети не требуется специальных устройств и персонального компьютера. В зависимости от настроек, доступ к видеоизображению, полученному веб-камерой, может быть открыт всем пользователям сети или только авторизованным пользователям.

Устройство и принцип работы веб-камеры

Современная веб-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, перобразование аналогового видеосигнала в цифровой, сжатие цифрового видеосигнала и передачу видеоизображения по компьютерной сети. Поэтому в состав веб-камеры входят следующие компоненты:

ПЗС-матрица,

объектив,

оптический фильтр,

плата видеозахвата,

блок компрессии (сжатия) видеоизображения,

центральный процессор и встроенный веб-сервер,

флэш-память,

сетевой интерфейс,

последовательные порты,

тревожные входы/выходы.

В качестве фотоприемника в большинстве веб-камер применяется ПЗС-матрица (ПЗС, CCD - прибор с зарядовой связью) - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3: 4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. ПЗС-матрица состоит из большого числа светочувствительных ячеек. Для того чтобы повысить световую чувствительность ПЗС-матрицы, нередко формируют структуру, которая создает микролинзу перед каждой из ячеек. В технических параметрах веб-камеры обычно указывают формат ПЗС-матрицы (длина диагонали матрицы в дюймах), число эффективных пикселей, тип развертки (построчная или чересстрочная) и чувствительность.

Объектив - это линзовая система, предназначенная для проецирования изображения объекта наблюдения на светочувствительный элемент веб-камеры. Объектив является неотъемлемой частью веб-камеры, поэтому от правильности его выбора и установки зависит качество видеоизображения, получаемого веб-камерой. Достаточно часто веб-камера комплектуется объективом. Объективы характеризуются рядом важнейших параметров, таких как фокусное расстояние, относительное отверстие (F), глубина резкости, тип крепления (C, CS), формат.

Оптические инфракрасные отсекающие фильтры , которые устанавливают в веб-камеры, представляют собой оптически точные плоскопараллельные пластинки, монтируемые сверху ПЗС-матрицы. Они работают как оптические низкочастотные фильтры с частотой среза около 700 нм, вблизи красного цвета. Они отсекают инфракрасную составляющую световых волн, обеспечивая веб-камере правильную цветопередачу. Однако, на многие черно-белые веб-камеры такие фильтры не устанавливают, благодаря чему монохромные веб-камеры имеют более высокую чувствительность.

Плата видеозахвата веб-камеры (блок оцифровки) осуществляет преобразование аналогового электрического сигнала, сформированного ПЗС-матрицей, в цифровой формат. Процесс преобразования сигнала состоит из трех этапов:

Дискретизация,

Квантование,

Кодирование.

Дискретизация - считывание амплитуды электрического сигнала через равные промежутки времени (период). Этот этап преобразования сигнала характеризуется частотой дискретизации.

Квантование - это процесс представления результатов дискретизации в цифровой форме. Изменение уровня электрического сигнала за период дискретизации представляется в виде кодового слова из 8, 10 или 12 бит, которые дают соответственно 256, 1024 и 4096 уровней квантования. От числа уровней квантования зависит точность представления сигнала в цифровой форме.

Кодирование. Помимо информации об изменении уровня сигнала, полученной на предыдущем этапе, в процессе кодирования формируются биты, сообщающие о конце синхроимпульса и начале нового кадра, а также дополнительные биты защиты от ошибок.

Блок компрессии веб-камеры выполняет сжатие оцифрованного видеосигнала в один из форматов сжатия (JPEG, MJPEG, MPEG-1/2/4, Wavelet). Благодаря сжатию, сокращается размер видеокадра. Это необходимо для хранения и передачи видеоизображения по сети. Если локальная сеть, к которой подсоединена веб-камера, имеет ограниченную полосу пропускания, то во избежание переполнения сетевого трафика целесообразно сокращать объем передаваемой информации, снизив либо частоту передачи кадров по сети, либо разрешение кадров. Большинство форматов сжатия, которые используют веб камеры, обеспечивает разумный компромисс между этими двумя способами решения проблемы передачи видео по сети. Известные на сегодняшний день форматы сжатия позволяют получить оцифрованный поток с полосой пропускания 64 Кб - 2 Мб (при такой полосе пропускания потоки видеоданных могут работать параллельно с другими потоками данных в сетях).

Сжатие видеоизображения в веб-камере может быть представлено как аппаратно, так и программно. Программная реализация компрессии дешевле, однако из-за высокой вычислительной емкости алгоритмов сжатия она малоэффективна, особенно когда требуется просматривать видеоизображение с веб-камеры в online режиме. Поэтому большинство ведущих производителей выпускают веб-камеры с аппаратной реализацией сжатия. Например, каждая сетевая камера компании AXIS Communications оснащена процессором компрессии ARTPEC, осуществляющим высокоскоростное сжатие видеоизображения в формат JPEG/MJPEG.

Центральный процессор является вычислительным ядром веб-камеры. Он осуществляет операции по выводу оцифрованного и сжатого видеоизображения, а также отвечает за выполнение функций встроенного веб-сервера и управляющей программы для веб-камер.

Интерфейс для Ethernet служит для подключения веб-камеры к сети стандарта Ethernet 10/100 Мбит/с.

Для работы в сети веб-камера может иметь последовательный порт для подключения модема и работы в режиме dial-up при отсутствии локальной сети. Через последовательный порт можно также подключать к веб-камере периферийное оборудование.

Карта флэш-памяти позволяет обновлять управляющие программы веб-камеры и хранить пользовательские HTML-страницы.

ОЗУ служит для хранения временных данных, которые генерируются при выполнении управляющих программ и пользовательских скриптов. Многие интернет-камеры имеют так называемый видеобуфер. Это часть ОЗУ, зарезервированная для записи и временного хранения снятых веб-камерой видеокадров. Информация в видеобуфере обновляется циклически, т.е. новый кадр записывается вместо самого старого. Эта функция необходима, если веб-камера выполняет охранное видеонаблюдение, поскольку позволяет восстанавливать события, предшествующие и следующие за сигналом тревоги с подключенных к веб-камере охранных датчиков.

Тревожные входы/выходы служат для подключения к веб-камере датчиков тревоги. При срабатывании одного из датчиков генерируется сигнал тревоги, в результате чего процессор веб-камеры компонует набор кадров, записанных в видеобуфер до, после и в момент поступления сигнала тревоги. Этот набор кадров может отсылаться на заданный e-mail адрес или по FTP.

Подключение и установка веб-камеры

Как правило веб-камера подключается к сети Internet через порт 10BaseT/100BaseTX/1000BaseTX Ethernet или при помощи модема через последовательный порт. После физического подключения веб-камеры к сети ей присваивается IP-адрес. Чаще всего у веб-камеры нет IP-адреса по умолчанию; он устанавливается либо с помощью соответствующей функции стандартного веб-браузера, либо командой DOS, которая использует для идентификации серийный номер веб-камеры, присвоенный ей производителем. Кроме того, фирмы-производители разрабатывают специальные программы для веб-камер, значительно упрощающие процедуру присвоения веб-камере IP-адреса (например, IP Installer компании AXIS Communications). Благодаря встроенному программному обеспечению для веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента, e-mail клиента и др., веб-камера подключается непосредственно к LAN/WAN/Internet сети и работает в ней как самостоятельное сетевое устройство. Это отличает веб-камеры от других цифровых камер, которые требуют обязательного подключения их к персональному компьютеру через USB или LPT порт. Кроме того, веб-камеры могут поддерживать работу с пользовательскими скриптами и JAVA-апплетами.

Для установки веб-камеры на улице или в помещении многие производители предусматривают в конструкции корпуса камеры специальный крепеж, предназначенный для установки ее на стены, потолки, кронштейны и поворотные устройства. Некоторые веб-камеры имеют встроенные поворотные устройства, предназначенные для монтажа на горизонтальной или вертикальной поверхности.

Дополнительные возможности и функции веб-камеры

Детектор движения - это программный модуль, основной задачей которого является обнаружение перемещающихся в поле зрения веб-камеры на объекте видеонаблюдения. Детектор движения не только обнаруживает перемещение в поле изображения, но и определяет габариты объекта и скорость его движения. В зависимости от задач видеонаблюдения, детектор движения веб-камеры настраивают на обнаружение перемещения объектов с предельной минимизацией ложных срабатываний (фильтрацией помех), задают гибкую логику обработки тревог (тревожная запись, интеграция с другим охранным оборудованием).

Передача аудиосигнала по сети в большинстве случаев осуществляется за счет подключения к веб-камере дополнительного аудио модуля. Например, компания AXIS Communications для расширения функциональных возможностей веб-камер выпускает специальный аудио модуль AXIS 2191, совместимый с большинством веб-камер AXIS.

Технологии развиваются настолько стремительно, что сейчас можно запросто сидеть за тысячи километров друг от друга и не просто общаться голосом, а смотреть в глаза собеседнику. Для этого достаточно иметь веб-камеру, которая для миллионов людей по всему миру стала привычным средством связи. Сегодня мы поговорим о том, какие они бывают и как не ошибиться с выбором.

Как появилась первая веб-камера?

Первая веб-камера была запущена в далеком 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Работавшей там в группе ученых приходилось мириться с действительно спартанскими условиями. Например, для приготовления кофе нужно было подняться этажом выше, где находилась единственная кофеварка. Как и в любом большом коллективе кофе в ней заканчивался быстро и походы за бодрящем напитком не всегда были удачными. Нужно было найти выход из ситуации. В результате к одному из компьютеров в лаборатории, на котором было устройство видеозахвата, подключили камеру, направленную на кофеварку. Функцию web-сервера выполнял все тот же компьютер за счет ПО, написанного специально для него. Узнать об уровне кофе в кофеварке стало легко - достаточно было запустить на своем компьютере клиентское ПО, обеспечивающее соединение с сервером. После этого в маленьком окошке на экране появлялось изображение в черно-белом цвете, обновляющееся три раза за минуту.

В начале 1992 года на страницах журнала «Comm-Week» появилась заметка об интересном комплексе, что подтолкнуло многих производителей к разработке и выпуску веб-камер. Кстати, та самая камера из Троянской комнаты была отключена 22 августа 2001 года. Сейчас же веб-камеры используются телеконференций через сеть Интернет, а также для:

• съемки видео;
• фотографирования;
• видеонаблюдения.

Веб-камеры работают только с мультимедийными сетевыми приложениями, в которых особое внимание уделяется не качеству передаваемых данных (изображение и звук), а скорости передачи. Именно поэтому перед покупкой камеры стоит обратить особое внимание на совместимость устройства с ОС, установленной на компьютере, т.к. ряд моделей рассчитан исключительно на работу с ОС Windows.

Конструктивно веб-камеры состоят из следующих компонентов:

• объектива;
• ПЗС-матрицы;
• оптического фильтра;
• блока сжатия видеоизображения;
• платы видеозахвата;
• центрального процессора;
• встроенного веб-сервера;
• сетевого интерфейса;
• последовательных портов;
• флэш-памяти;
• тревожных входов/выходов.

Ряд моделей имеют поворотные устройства, а значит, они могут выполнять круговое видеонаблюдение.

Матрица веб-камеры

Матрица является основой веб-камеры. Они различаются технологией изготовления, а на данный момент активно используются матрицы:

• CMOS;

Преимуществом матрицы CCD является то, что она выдает более качественную картинку, при этом создает меньше «шумов» (помех). Это выгодно отличает её от матрицы на CMOS-сенсорах. При этом они и стоят несколько дороже.

Кроме сенсорной технологии важно учитывать и разрешающую способность. Именно от неё зависит качество картинки. Разрешение веб-камеры может варьироваться в пределах от 0,3 до 3 мегапикселей . При этом самым популярным является разрешение VGA - 0,3 Мпикс . с размером кадра 640x480 пикселей. Этого вполне достаточно для проведения видеоконференций и записи небольших видеороликов.

Чаще всего в продаже встречаются веб-камеры с такими разрешениями:

• 640х480  и 800x600. Этого хватает для передачи видео и проведения видеоконференций, но вот для хорошего фотоснимка этого не достаточно.
• 1280х720 или HD разрешение. Такие камеры позволяют получать видео хорошего качества и приличные фотографии. Как правило, HD веб-камера являются оптимальным вариантом по соотношению цены и качества..
• 1280х960 и более (1280x1024 , 1600x1200  и 1920x1080). Такие камеры позволяют получать видео отличного качества (вплоть до Full HD), да и фотоснимки будут хорошими, но «тягаться» со карточками с фотоаппаратов им сложно.

Стоит отметить, что для корректной работы веб-камер с большим разрешением требуется высокоскоростное соединение с интернет.

Важным параметром является чувствительность матрицы, которая определяет минимальный уровень освещенности, при котором возможна съемка. Чувствительность измеряется в Люксах (lux). Стоит понимать, что вне зависимости от цены, практически все камеры, даже с CCD-сенсорами, создают помехи и «шумят», если на матрицу попадает недостаточно света.

Тип подключения веб-камеры

Выбирая веб-камеру, стоит обратить внимание на то, как она подключается к компьютеру. Большая часть моделей идет с USB-разъемом и имеют так называемое проводное подключение. Существует две версии данного интерфейса, которые отличаются по скорости. Версия USB 1.1, при этом качество видео будет оставлять желать лучшего: 640x480 пикселей при 15 кадрах в секунду (частота передачи кадров 15 fps). Это негативным образом сказывается на качестве картинки - она «притормаживает». В таком случае лучше выбирать модели, где частота передачи кадров была более 30 fps (сейчас практически все веб-камеры имеют такую частоту). Пропускать больший поток данных USB 1.1 не может, так что лучше отдавать предпочтением камерам, работающим по протоколу USB 2.0 и USB 3.0 .

Более удобными являются беспроводные веб-камеры . Они состоят из двух частей:

• передатчика (смонтированного в корпусе камеры);
• приемника, который подключается к разъему USB.

Чаще всего для передачи сигнала в таком случае используется технология Wi-Fi. Преимуществом таких веб-камер является отсутствие проводов, которыми и так перенасыщена наша жизнь.

Дополнительные функции веб-камеры

Большинство веб-камер помимо своих основных функций имеют и ряд дополнительных опций. Например, они могут использоваться для фотосъемки. В таком случае лучше отдавать предпочтение камерам, которые имеют достаточно большую разрешающую способность.

Стоит отметить, что большинство веб-камер имеют встроенный микрофон . Главное – это удобно. Не нужно подключать дополнительные устройства, что экономит время и избавляет от лишних проводов. Конечно, такой встроенный микрофон нельзя сравнивать с хорошим профессиональным, но он в полной мере справляется с возложенными на него задачами. Для блогеров, которые занимаются видеосъемкой, стоит выбирать модели с более чувствительным микрофоном. Это позволяет получать хорошее качество звука, которое столь важно при их деятельности.

Веб-камеры без микрофона имеют меньшую стоимость, но и работа с ними не настолько комфорта.

Особой популярностью пользуются веб-камеры с функцией подсветки . Она позволяет улучшить освещение области, находящейся рядом с камерой. При этом она достаточно комфортная для глаз человека и не ослепляет ярким светом. Управлять подсветкой можно с помощью специальной клавиши на корпусе, но более совершенные модели имеют кнопки настойки яркости и цвета.

Сегодня большинство веб-камер имеют автофокус, который удобен тем, что Вам не придется каждый раз настраивать резкость вручную. Камера в автоматическом режиме настраивается на максимально четкое изображение. Как правило, камеры с ручной наводкой на резкость практически не встречаются. Более «навороченные» модели камер имеют функцию слежения за лицом. Эта опция позволяет в автоматическом режиме удерживать в фокусе лицо пользователя, находящееся в поле зрения камеры. Это существенно упрощает выбор места для установки камеры и делает проведение видеоконференций максимально комфортным и удобным.

Фиксация камеры

В зависимости от способа установки веб-камеры их можно разделить на:

• клипсовые (крепление на мониторе );

Клипсовые камеры с легкостью крепятся на крышки ноутбуков или ЖК-мониторы.

Настольные имеют специальную платформу и ножку. Несмотря на то, что они занимают место на столе, зато позволяют вести съемку из разных точек.

Универсальное крепление является оптимальным вариантом. Они устанавливаются на любую поверхность от плоского ноутбука до полки на компьютерном столе, ведь имеют специальный зажим-подставку.

Цвет камеры под настроение

Сегодня производители выпускают стильные и яркие веб-камеры с корпусом различных цветов.

Профессиональная вебкамера представляет собой цифровую видео или фотокамеру, которая позволяет в режиме реального времени сканировать изображение вокруг веб – камеры и передавать это изображение по сети интернет. Для передачи изображений по сети Интернет применяется программа «Instant Messenger» или другая программа, которая позволяет воспроизводить изображение, передаваемое на видеокамеру.

Из чего состоит веб – камера?

Любая веб – камера состоит из видеокамеры (ПЗС матрицы), специального процессора компрессии, а также встроенного веб - сервера. На сегодняшний день различаются два типа матриц: ПЗС матрицы и КМОП матрицы. Такие матрицы различаются степенью детализации и четкости изображения. При работе, веб – камера осуществляет видеосъемку и преобразует аналоговый сигнал в цифровой сигнал. Преобразованный цифровой сигнал обрабатывается специальной платой видеозахвата. После этого, видеоизображение может быть передано по сети Интернет.

Структурно, в состав видеокамеры входят: ПЗС – матрица, оптический фильтр и объектив, специальная компьютерная плата видеозахвата, блок компрессии видеоизображения, ОЗУ и центральный процессор, флэш-память и сетевой интерфейс, порты для соединения с различными устройствами.

ПЗС – матрица представляет собой светочувствительный проводник. Проводник является пластинкой, которая преобразует свет в электроимпульс. В состав ПЗС матрицы входит значительное число светочувствительных ячеек. Именно поэтому, от количества эффективных пикселей, напрямую зависит чувствительность ПЗС – матрицы.

внутренности веб-камеры с линзой и без

Объектив веб – камеры используется для проецирования изображения объекта на ПЗС – матрицу компьютера. От качества объектива, во многом зависит качество формируемого изображения. Одними из ключевых характеристик объектива являются: фокусное расстояние, глубина резкости объектива, формат и другие технические характеристики веб – камеры.

Оптические фильтры веб – камеры имеют вид плоских параллельных пластинок. Такие пластинки расположены сверху матрицы и предназначены для качественной цветопередачи веб – камеры.

Плата видеозахвата веб – камеры преобразует аналоговый электрический сигнал в цифровой формат.

Блок компрессии веб – камеры сжимает видеосигналы. Уменьшая его в объеме, он преобразует видеосигналы в такие форматы сжатия, как JPEG, MJPEG, MPEG – 1/2/4 или Wavelet. Сжатие видеосигнала позволяет многократно сократить объем видеоинформации для удобства хранения и транспортировки видеоизображения по сети Интернет. Существуют аппаратное и программное сжатие видеоизображение. Большинство веб – камер выпускают с аппаратным сжатием, так как это наиболее быстродействующий способ сжатия.

При помощи центрального процессора осуществляются задачи по воспроизведению сжатого и оцифрованного видеоизображения. Интерфейс – Ethernet отвечает за подключение веб - камеры к локальной сети. При наличии порта USB (более распространенный вид) камера может быть подключена напрямую к входу компьютера.

Опционально веб-камера может содержать программное обеспечение веб-сервера. Тогда она становится полностью автономным сервисом, подключение к которому может быть осуществлено непосредственно пользователями через Интернет. В обычном же случае камера используется как генератор видеопотока, который обрабатывается компьютером и посредством ПО на нем установленного транслируется в сеть.

Преимущества и недостатки веб – камеры

Основное преимущество веб – камеры – это ее мобильность и возможность передачи видеоинформации в режиме он – лайн. Недостатком веб – камеры является достаточно низкое качество изображения и обязательное наличие широкополосного подключения к интернет для передачи изображения в режиме он – лайн. Для обычной записи изображения, широкополосной доступ в интернет не требуется.

Как работает веб – камера?

После подключения веб – камеры к сети Интернет, ей присваивается веб – адрес. Существуют и специальные программы, которые автоматически присваивают адрес веб – камере. При определении веб – камеры компьютером, она начинает работать как сетевое устройство, преобразуя поступающее в объектив изображение в цифровой сигнал для записи или передачи в Интернет. Таким образом, и осуществляется работа веб – камеры.

Веб-камера - это цифровая камера, подключенная к компьютеру. Устройство предназначено для сканирования, обработки и передачи через интернет изображения в реальном времени. Чаще всего используются для онлайн трансляций и совершения видеозвонков.

Исторический кофе-стрим

Первая веб-камера - это изобретение кембриджских гениев Квентина Стаффорда-Фрейзера и Пола Джардетски. Девайс появился в 1991 году благодаря любви сотрудников университета к кофе. В то время на весь отдел компьютерной разработки был только один кофейник в «Троянской комнате». Часто ученым приходилось проделывать долгий путь за кружкой этого чудесного напитка впустую. Чтобы каждый мог видеть, готов ли кофе, не вставая с рабочего места, была создана web-камера.

Изначально изображение транслировалось только на рабочие компьютеры отдела по локальной сети и было размером 128×128 пикселей. Разработка получила клиентское название XCoffee под Window System. Онлайн трансляция длилась 10 лет. В 2001 году, несмотря на протесты поклонников, камеру отключили. Кофейник стал знаменитым раритетом и был продан на аукционе eBay за 3,350 £.

Устройство современной веб-камеры

Главная часть в веб-камере - это сенсор изображения, или CCD-матрица. Представляет собой полупроводниковый чип, состоящий из миллионов крошечных светочувствительных квадратов, расположенных в виде сетки. Эти квадраты называются пикселями. Базовые веб-камеры используют относительно небольшие сенсоры, всего на несколько сотен тысяч пикселей.

Помимо CCD или ПЗУ-матрицы, камера содержит объектив, аналогово-цифровой преобразователь, также называемый платой видеозахвата, микропроцессор и компрессор. Некоторые модели IP-камер содержат встроенный веб-сервер и ОЗУ.

Принцип действия веб-камеры

Стандартная веб-камера - это подключенное к компьютеру отдельное устройство. Действует следующим образом:

1. Через объектив спереди камера захватывает свет и проецирует его на интегральную микросхему, состоящую из микроскопических детекторов света.
2. Плата видеозахвата преобразует аналоговое изображение в цифровое, то есть в байт-код из нулей и единиц.
3. Блоки компрессии сжимают цифровой сигнал в форматы MJPEG или MPEG.
4. Дальше информация передается на компьютер через USB-интерфейс, а потом в интернет.

В случаях с IP-камерами подключение к компьютеру не обязательно. Устройство обладает своим IP-адресом, благодаря встроенному веб-серверу, и потоковая трансляция осуществляется непосредственно в сеть.

Параметры веб-камер

Если разобрать две веб-камеры по частям, то получается идентичный набор деталей: плата со светочувствительной матрицей и объектив. Как же понять, какая работает хорошо, а какая нет?

1. Разрешение - количество пикселей по вертикали и горизонтали матрицы. Чем их больше, тем устройство считается лучше и дороже. Современные HD веб-камеры в реальном времени передают изображение с разрешением между 1280×720 и 1600×1200, то есть 3-2.0Mpx. У бюджетных моделей этот параметр составляет 320×240 или 640×480. Картинка получается зернистой, иногда расплывчатой. Но не каждое интернет-соединение потянет камеру 2.0Mpx. Если скорость передачи данных низкая, до 10-20 Мб, изображение будет «виснуть».
2. FPS - количество кадров в секунду, которое камера способна обрабатывать. У недорогих моделей частота около 24 кадров в секунду, у PRO-камер это значение достигает 50-60. Средние камеры, как например Microsoft VX-1000 или VS-800, обладают частотой 30 кадров в секунду с разрешением 640×480. Если во время видеочата сидеть неподвижно, то даже с низкой fps изображение будет достаточно четким. Но для сьемки в движении показатель частоты должен быть выше 40 кадров в секунду.

Это два ключевых параметра, которые определяют уровень веб камеры. Есть дополнительные опции, которые почти не отражаются на качестве устройства и изображения. В основном они влияют на цену, причем не всегда оправданно.

Для чего нужна веб-камера?

Задача веб-камеры - показывать объекты, находящиеся вне поля зрения и досягаемости. С ее помощью можно удаленно наблюдать за людьми, помещениями в реальном времени. Например, если вы собрались в другой город или на море, веб-камера покажет погоду лучше любого синоптика.

90% пользователей приобретают гаджет для видеозвонков, чатов и видеоконференций через интернет. Для этого на компьютере должен быть установлен специальный софт, поддерживающий VoIP: Skype, ooVoo или Viber. Вместо клиентских программ можно использовать расширения для браузера Appear.in или Hangouts. Но на видеочатах диапазон возможностей камер не заканчивается:

1. Онлайн-трансляции происходящего в самых популярных уголках земли. Веб-камеры в Сочи, Нью-Йорке и возле Ниагарского водопада позволяют путешествовать, не вставая с компьютерного стула.
2. Охранные компании и службы безопасности широко применяют данную технику для мониторинга объектов.
3. Видео с веб-камеры можно записывать, делать монтаж, выкладывать в интернет, на форумах, в плейлисте на YouTube или в блоге. Для этих целей существует масса программ, одни из которых - Windows Movie Maker или Camtasia Studio.
4. Используя web-приложения, создавать электронные письма в видеоформате.
5. Вести платные обучающие вебинары и зарабатывать с помощью гаджета.

Нетрадиционные способы использовать веб-камеру

Трансляциями с веб-камер на море, набережных, из орлиного гнезда в Гималаях уже никого не удивить. Но есть несколько необычных и веселых способов использовать гаджет:

1. OvO Webcam Games или GloopIt Webcam Utility. Участники управляют своими персонажами через веб-камеру. Для подобного развлечения монитор нужно навести на себя и движениями всех частей тела выполнять квесты. Игровое ПО скачивается с интернета и устанавливается на компьютере.
2. С помощью технологии распознавания жестов управлять софтом на рабочем столе, проигрывателями YouTube, Pandora, Grooveshark и Netflix в браузере Chrome. Мышка и клавиатура не используется, только движение кистей. Разработка называется Flutter и пока находится в стадии альфа-тестирования.
3. Создание анимированных GIF и аватарок с помощью программы WebCam Avatar или PsykoGif.
4. Использовать для входа в учетную запись без ввода пароля.

Из веб-камеры со встроенным микрофоном, ПК и Skype каждый внимательный родитель может смонтировать видеоняню. Для этого в мессенджере нужно создать новую учетную запись на имя ребенка, внести себя и родственников в список контактов. Настроить Skype на автоматический ответ на видеовызов и включение камеры. Компьютер с гаджетом нужно установить так, чтобы была видна вся детская, включая само чадо. С помощью такого ноу-хау можно наблюдать за ребенком в любое время.

При помощи веб-камеры обустраивают видеонаблюдение в собственном доме или офисе. Для этого выбираем правильную аппаратуру, устанавливаем специальное программное обеспечение и настраиваем работу системы. Рассмотрим, как выбирать веб-камеру для слежения и организовать IP-видеонаблюдение, что стоит учитывать и какие проблемы возникают в процессе.

Как работает веб-камера для слежения

Работает по тому же принципу как цифровые видеокамеры и фотоаппараты. Основа - встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который трансформирует поступающие с цифрового сенсора аналоговые сигналы в цифровой код и производит дальнейшее форматирование цвета.

Оперативно передать полученные данные в компьютер позволяет схема компрессии, подсоединенная к контроллеру USB-интерфейса. Последний этап отвечает за скорость и качество передачи цифрового кода.

Сегодня распространилось IP-видеонаблюдение, которое заключается в передаче данных об изображении с видеокамер на ПК посредством Wi-Fi сигнала.

Видеоаппаратура имеет функциональные отличия от веб-камер с HD-разрешением картинки, но база остаётся прежней:

• передача данных сразу на компьютер без записи на матрице web-cam;
• работа в режиме реального времени;
• HD-разрешение изображения;
• запись данных посредством специального программного обеспечения при желании;
• мониторинг изображения с компьютерного устройства, имеющего открытый доступ к данным.

В случае со специальными устройствами для ip-слежения, устанавливают дополнительный регистратор-роутер с функцией Wi-Fi, через который происходит обмен данными между камерой и компьютером.

Но результат один: изображение с устройства (или устройств) передается на ПК online, позволяя наблюдать за помещением. По тому же принципу работает и слежение посредством стандартной web-cam, подключенной через USB-порт или Wi-Fi.

В обоих случаях используют облачную систему хранения данных, чтобы иметь доступ к просмотру записей или трансляции с разных ip-адресов и устройств. Это web-хранилище, доступ к которому открывается по принципу персонального аккаунта, объем для данных традиционно ограничен и зависит от статуса: платной или бесплатной регистрации.

Производители программ и оборудования для ip-слежения предлагают воспользоваться специализированным облачным видеохранилищем, но, в случае с самостоятельной настройкой, только ими выбор не ограничен.

База для создания видеонаблюдения:

• компьютер;
• веб-камера;
• специальное программное обеспечение;
• источник бесперебойного питания;
• доступ к сети интернет.

Общая схема организации наблюдения: web-cam подключается к компьютеру, устанавливается специальная программа регистрации данных, подключается облачное хранилище и всё защищается паролем.

Важно учесть: делайте подбор и настройку устройства слежения по правилам, чтобы картинка сохраняла чёткость изображения, охватывала широкий угол обзора, для чего важно грамотно разместить камеру в помещении.

Совет: подключите источник бесперебойного питания для предотвращения кризисных ситуаций.

Превратить стандартную веб-камеру в средство IP-видеонаблюдения можно при помощи специальных программ и дополнительных свойств устройства. Рассмотрим на примере, как правильно выбрать веб-камеру для слежения.

Плюсы и минусы

Основа организации слежения - грамотный выбор устройства. Мы рекомендуем отдавать предпочтения камерам с высоким разрешением изображения, обратить внимание на скорость и тип передачи данных.
Существует два типа устройств:

• передача цифрового кода через USB-модуль;
• беспроводное подключение при помощи технологии WI-Fi.

USB-камера. Это стандартные устройства в низком ценовом диапазоне, подключаются через кабель к порту компьютерного устройства. Среди моделей есть базовые с SD и HD-качеством изображения, с расширенным функционалом (подсветка, съемка в тёмном помещении, индикатор движения и прочие).

Для слежения подходят камеры с разрешением от 640х528 пикселей, но не меньше. Для получения яркой, контрастной и детализированной картинки необходимо использовать HD-камеру.

Это приоритет для слежения, т. к. от детализации изображения зависит распознавание правонарушителей на записи.

• Особенности : с HD-разрешением могут возникнуть проблемы на этапе настройки видеонаблюдения в бесплатной программе, где установлены ограничения по качеству картинки.
• Преимущество : ценовой диапазон на USB-модели значительно ниже, чем на беспроводные;
• Недостатки : ограничение свободы локации камеры буквально привязанной кабелем к компьютеру.

Wi-Fi web-cam. Ценовой диапазон камер - выше среднего. С другой стороны, расположить её можно в квартире или офисе, в пределах досягаемости волн Wi-Fi. Модельный ряд разделён на две категории: для стандартного пользования и для ip-слежения.

Второй вариант отличается дополнительными функциями: встроенные датчики движения, режим инфракрасного видения для ночного слежения, использование камеры без дополнительных программ.

Второе название подвида - сетевая камера, из-за персонального IP-адреса устройства, к которому открыт доступ по ключам шифрования. Подключается сетевая веб-камера по локальной сети по аналогии с периферийными. Windows и iOS автоматически распознаёт камеру, только для Linux отдельно устанавливают драйвер.

Разрешение изображения традиционно отвечает параметрам HD. Специализированные модели выпускают для установки на улице: защищены от ударов, проникновения воды и ультрафиолета.

• Особенности : для подключения требуется технология Wi-Fi в компьютере;
• Преимущества : расположение камеры не привязано к локации компьютера, ip-модели не требуют дополнительных программ и драйверов;
• Недостатки : стоимость выше, чем у проводных моделей.

Рассмотрим на примере, какой функционал камеры необходим для организации наблюдения через ПК.

Характеристики веб-камеры для слежения

• Разрешение сенсора . Влияет на качество изображения, столь важного при регистрации визуальных данных. Зависимость такова: чем больше, тем выше детализация изображения, чётче видны мелкие детали, лица и текст. Минимальное для нашего случая - 680х480 VGA, при нём изображение чёткое, а нагрузка на оперативную память компьютера не затормаживает работу. С увеличением нагрузки центральный процессор ПК замедляется, если скорость передачи данных через интернет не выше 20 Мб/с, стоит ограничиться таким разрешением. ПК с 2ГБ оперативной памяти, двумя ядрами процессора и больше подходят для подключения web-cam c High Definition разрешением в 1280х720 (аббревиатура HD 720p) и выше. Можно подобрать и более высокое, но требования к системным параметрам компьютера возрастут. Это качество видео детализировано, контрастно, позволяет рассмотреть на записи мелкий текст и детали внешности человека.
• Wi-Fi-подключение . Камеры с дистанционной установкой подходят для скрытого наблюдения: они крепятся в точке помещения с широким углом обзора, не бросаются в глаза и традиционно работают в разрешении начиная с 720p.
• Персональный IP-адрес . Облегчает установку камеры и мониторинг помещения.
• Режим ночного видения . Все стандартные модели работают в традиционном диапазоне ISO (светочувствительности) и не распознают изображение в темноте. Встроенный в камеру датчик инфракрасного излучения распознаёт предметы без дополнительного освещения и подходит для слежки ночью. Альтернатива: приобрести обычную веб-камеру со встроенной подсветкой или организовать дополнительное светодиодное освещение в помещении.
• Количество кадров в секунду . Показатель обозначается как FPS, чем больше его числовое значение, тем выше качество видео. Минимальный показатель для нашего случая - 40.
• Датчик движения . Присутствует в специальных IP-моделях для слежения. Позволяет сделать из ПК не только видеорегистратор, но и систему сигнализации в комплексе с установленным ПО.
• Чувствительность матрицы . Чем она выше, тем при меньшем освещении камера будет оставаться активной и полезной, продолжая снимать. Обратите внимание на показатель LUX при выборе, отдавайте предпочтение моделям с наивысшими показателями.
• Универсальное крепление . Выбирайте модели с удобными и прочными крепежами, которые позволят прикрепить устройство к компьютеру, мебели, стене или потолку, поставить на ровную поверхность.
• Функция «Рыбий глаз» . Охват зоны просмотра в 3600, позволяет зафиксировать все углы помещения.
• Устройство бесперебойного питания . При использовании стандартной веб-камеры, необходимо обеспечить круглосуточную работу ПК без перебоев. При взломе помещения могут обрезать коммуникации, в том числе и электроэнергию. ИБП позволит зарегистрировать взлом и отправить данные с камеры в облачный сервер хранения информации.

Как пользоваться

Для грамотной настройки, используйте алгоритм установки:

• Определите зону мониторинга в помещении. Выделите контрольные точки: сейф, касса, рабочее пространство и подобные. Расположите камеру так, чтобы просматривались одновременно все зоны.
• Подключите камеру к компьютеру или регистратору, в зависимости от её типа.
• Если подключаете устройство через кабель, его длина не должна составлять более 300 м., иначе потери данных и шум неизбежен.
• Проведите первичную настройку драйверов и ПО, если необходимо.
• Настройте питание, в нашем случае, подключите к ПК источник бесперебойного питания.
• Проверьте интерент-соединение.
• Используя стандартную веб-камеру, установите на ПК специализированную программу для видеонаблюдения.
• Настройте светочувствительность, количество кадров в секунду, профиль цвета, разрешение и дополнительный функционал (датчик движения, инфракрасное излучение).
• Подключите облачный сервис видеорегистрации данных.
• Проверьте качество изображения и скорость передачи информации.

Обратите внимание на угол обзора и освещение в помещении. При недостатке обеспечьте дополнительные источники света, мы рекомендуем задействовать светодиодные лампы с экономией расхода электроэнергии.

• Стандартные web-cam с подключением через USB-порт представлены в низком ценовом диапазоне. Потребляют меньшее количество электроэнергии, не зависят от дополнительных источников питания как аккумулятор. Недостаток - ограничение локации.
• Модели с wi-fi модулем подвижны, работают в радиусе покрытия сети, не требуют дополнительного ПО для подключения. Представлены в разрешении свыше 720р: картинка детализирована, контрастная и яркая. Недостаток - в необходимости дополнительной аппаратуры как роутер и регистратор.
• IP-cam разработаны для слежения, отличаются дополнительным функционалом как ночное видение, датчик движения и прямая связь с сервером облачного хранения данных. Контроль порядка в помещении ночью: при подключении к специализированному ПО системы оповещения, получается домашняя сигнализация.

Проблемы

Типичная проблема видеонаблюдения через стандартную веб-камеру - источник питания. При выключении компьютера заканчивается и сеанс работы.

Сложность разрешима при подключении к ПК источника бесперебойного питания.

Вторая проблема: низкое качество изображения. Сложность кроется в заложенных производителем параметрах и данных компьютера. Для бесперебойной работы подойдёт ПК с 2 ГБ оперативной памяти и двумя ядрами процессора. Чем выше данные, тем меньше помех в работе.

Третья проблема: взлом данных. Создавайте аккаунты в сертифицированных программах, IP-модели выпускают со встроенным кодированием информации.