Благодаря Интернету можно, сидя дома в уютном кресле, не только разговаривать с человеком, находящимся на другом конце земли, но и видеть его. Для этого нужно специальное устройство, которое называется web-камерой. Однако те же функции способны выполнять и некоторые модели фото- и видеокамер.

Для чего же нужна web-камера? С ее помощью можно, например, участвовать в видеоконференциях.

Не вызывает сомнения, что видеобеседа через Интернет гораздо приятнее, чем стандартный чат или даже голосовое общение с использованием протокола TCP/IP. Конечно, видеоконференция никогда не заменит личного контакта, но она позволяет добиться принципиально нового уровня связи между людьми, которых разделяют многие тысячи километров. Согласно исследованиям, при телефонном разговоре воспринимается только десятая часть той информации, которая передается человеком. В случае же, когда есть возможность следить за жестикуляцией и мимикой собеседника, "КПД" достигает 60%, что уже близко к показателям непосредственного контакта. При деловом общении использование видеоконференций зачастую позволяет существенно сэкономить на телефонных переговорах, особенно если собеседники находятся на большом расстоянии друг от друга.

Устроить видеоконференцию можно с помощью целого ряда программ - Yahoo! Messenger, ICQ и многих других. При этом необходим компьютер с выходом в Сеть, звуковой платой, микрофоном и, конечно, самой web-камерой.

Как это работает?
В каждой цифровой камере имеется преобразователь изображения в электрические сигналы.

Большинство современных устройств использует ПЗС-матрицы (иначе их называют CCD). Они производятся небольшим числом компаний и работают достаточно хорошо.

Технология КМОП позволяет осуществлять обработку изображений и цифроаналоговое преобразование непосредственно в чипе (КМОП-матрицы используются даже в некоторых моделях профессиональных и полупрофессиональных фотокамер). У дешевых КМОП-матриц (или CMOS) качество изображения, как правило, хуже, чем у ПЗС-матриц, однако качества КМОП-матриц вполне достаточно для видеосвязи на модемных линиях. (В принципе, можно создать КМОП-матрицу, которая превосходила бы ПЗС, но такое устройство будет стоить очень дорого, и, говоря о web-камерах, мы этого вопроса касаться не будем).

Принцип работы web-камеры схож с принципом работы цифрового фотоаппарата. Кроме оптического объектива и светочувствительной матрицы, в обоих устройствах присутствует аналого-цифровой преобразователь, основная функция которого - оцифровывать аналоговые сигналы светочувствительного сенсора. Другой важный элемент - схема, отвечающая за сжатие данных и подготовку их к передаче в нужном формате. Видеоданные из устройств с функцией web-камеры попадают в компьютер через USB-интерфейс.

Учитывая низкую пропускную способность USB-шины (всего 12 Мбит/с для USB 1.0), данные перед непосредственной передачей в компьютер необходимо сжимать. Приведем простой расчет. При разрешении 320х240 пикселов и глубине цвета 24 бита размер кадра в несжатом виде будет составлять 1,77 Мбит. При ширине полосы пропускания USB-канала 8 Мбит/с такие видеоданные в несжатом виде можно передавать со скоростью порядка 4,5 кадра в секунду. Однако для получения качественного видео требуется скорость 24 или более кадров в секунду. Выполняя необходимую компрессию в реальном времени под заданную полосу пропускания, контроллер, как правило, обеспечивает 10-15 кадров в секунду при разрешении 640х480 пикселов и 30 кадров в секунду - при разрешении 320х240 пикселов и меньшем. Так что чаще всего приходится выбирать между высоким разрешением, качеством картинки и скоростью передачи.

Универсальные камеры
В наше время все реже встречаются цифровые устройства, которые выполняют только свою основную функцию: например, появилось множество фотоаппаратов с возможностями видеозаписи, цифровыми диктофонами, и даже MP3-плеерами и радио. Однако, придерживаясь темы статьи, остановимся лишь на встраиваемой в цифровые фото- и видеокамеры дополнительной функции web-камеры.

Ею снабжены, например, видеокамеры Sony DCR TRV-940E и Panasonic NV-GS200GC-S. В том же качестве могут использоваться и некоторые модели видеокамер Canon, например Canon MV650i. Благодаря подключению через интерфейс FireWire, им доступно разрешение 640х480 пикселов на скорости 30 кадров в секунду. На компьютер для этого нужно установить программу Canon DV Messenger. Web-камеры есть в некоторых фотоаппаратах Sanyo.

Функция web-камеры неплохо реализована и в недорогих многофункциональных устройствах. В видеокамере Aiptek Pocket DV4500, например, предусмотрено два режима для видеоконференций. Первый - с разрешением 640х480 пикселов при скорости 10 кадров в секунду. Второй - 320х240 пикселов, но уже при 24 кадрах в секунду, чего вполне достаточно для полноценного видеообщения в Интернете.

Mercury CyberPix S-330 - компактная фотокамера с разрешением 2 мегапиксела, относящаяся к бюджетному классу, также поддерживает функцию web-камеры. Разрешение в данном режиме у этой модели 320х240 пикселов, при этом скорость составляет 20 кадров в секунду, что является удовлетворительным показателем.

Специализированные камеры
Срок службы web-камер практически не ограничен; вместе с тем, цена такого устройства совсем невысока - в среднем $50. От web-камер высокого качества записи видеороликов и фотографий ожидать не стоит - не тот класс техники. Нет смысла снабжать их дорогими матрицами и объективами, тем самым увеличивая стоимость по умолчанию дешевых моделей. Как правило, объективы web-камер настроены на типичное расстояние между пользователем и дисплеем, потому что зачастую web-камеру устанавливают на дисплей.

Genius VideoCAM Express с 0,1-мегапиксельной ПЗС-матрицей может служить примером недорогой web-камеры. Ее стоимость - всего $25. Для общения через Интернет VideoCAM Express, в принципе, вполне хватает, однако с захватом видео у нее возможны проблемы. Камера в состоянии осуществлять запись в формате AVI со скоростью 30 кадров в секунду при максимальном разрешении 352х288 пикселов.

Большинство моделей web-камер можно использовать как обычные цифровые фотоаппараты. Разумеется, это будут "стационарные" фотоаппараты, ограничивающие свободу вашего передвижения длиной имеющегося кабеля. Правда, отдельные - наиболее дорогие модели web-камер автономны по отношению к компьютеру: их снабдили встроенной флэш-памятью и возможностью питания от батареек. Если web-камера работает в режиме фотоаппарата и не ограничена пропускной способностью линии, то сделанные ею фотографии, чаще всего с разрешением 640х480 пикселов, получаются вполне четкими.

В качестве примера рассмотрим PC-CAM 600 от компании Creative. Это портативная web-камера, способная работать в качестве цифрового фотоаппарата с довольно приличным для таких устройств разрешением - 1,3 мегапиксела (в режиме интерполяции). Обратите внимание: эта модель может записывать качественное видео с разрешением до 640х480 пикселов и скоростью до 30 кадров в секунду!

ogitech QuickCam Pro 4000 - первая на рынке web-камера с интерфейсом USB 2.0. Кроме того, она оснащена 0,35-мегапиксельной ПЗС-матрицей и встроенным микрофоном. Устройство осуществляет захват видео с разрешением 352х288 пикселов со скоростью 30 кадров в секунду, а при разрешении 640х480 пикселов - до 15 кадров в секунду.

Одной из наиболее высококачественных web-камер является Philips ToUcam PRO II. При цене всего $89 она обеспечивает разрешение 640х480 пикселов при скорости передачи до 60 кадров в секунду. Естественно, для полноценного использования всех возможностей этой модели требуется наличие у компьютера интерфейса USB 2.0, а также широкополосного доступа в Интернет.

Выводы
Цифровые фотоаппараты, видеокамеры и web-камеры при схожести конструкции и принципа действия выполняют, по сути, разные задачи. Для фото- и видеокамер важны качество и разрешение снимков или видеоролика. Изображение при этом записывается на носитель. Web-камеры должны обеспечить передачу видео в реальном масштабе времени, и прилагаемое к ним программное обеспечение осуществляет компрессию в компьютере. Для того чтобы обеспечить иллюзию непрерывности видеопотока, необходима частота обновления не менее 24 кадров в секунду. При этом требуется сильная компрессия, в результате которой страдают и качество, и разрешение изображения.

Конечно, сейчас доступна технология ADSL, но и при ее использовании все равно приходится жертвовать качеством изображения. Ведь поток информации от пользователя все равно не превышает 0,5 Мбит/с. К тому же существующие сейчас расценки на трафик делают видеообщение через Интернет при большой скорости информационного потока чрезвычайно дорогим удовольствием.

Все операции по кодированию/декодированию видеосигнала осуществляются программным способом и требуют высокопроизводительного компьютера. Когда компьютер не успевает обрабатывать поток, то появляются пропущенные кадры, сбои в речевом канале и т. п. Поэтому надо признать, что функция web-камеры зачастую добавляется производителями в фото- и видеокамеры лишь для привлечения внимания покупателей. К тому же некоторые модели работают в этом режиме некорректно...

Обычно функция web-камеры встречается в недорогих фотокамерах с не очень высоким разрешением и КМОП-матрицей, так как 0,3 мегапиксела для Интернета вполне достаточно, а качество передаваемого изображения в данном случае принципиального значения не имеет. Для требовательного пользователя, покупающего видеокамеру за $1000, функция веб-камеры является неким приятным дополнением, не оказывающим серьезного влияния на выбор модели. Кроме того, в режиме web-камеры даже такой аппарат все равно имеет лишь минимальные возможности.

И все-таки есть одно применение, при котором функция web-камеры в видеокамере оказывается востребованной. Все более широкую популярность завоевывают web-камеры, позволяющие через Интернет любоваться в реальном времени архитектурными достопримечательностями. Такие камеры подключаются к мощным серверам, которые позволяют реализовать алгоритмы сжатия со сравнительно небольшими потерями качества.

Так что же в итоге? Думается, что для большинства пользователей лучше приобрести специализированное устройство, которое предназначено именно для того, для чего вы собираетесь его использовать. Для проведения видеоконференций через Интернет разумнее обзавестись недорогой web-камерой. А при покупке фото- или видеокамеры делать выбор, исходя из того, предусмотрена в ней функция web-камеры или нет, сейчас все-таки не стоит.

Но если говорить о будущем, то с дальнейшим развитием широкополосного доступа в Интернет отпадет необходимость сжимать видео со значительной потерей качества. Тогда использование высококачественного объектива в аппаратуре для видеоконференций принесет реальную пользу.