Skvělí filmoví režiséři vědí, že se ve skutečnosti nezabývají fotografováním herců, ale nahráváním světla. Nakonec toho v 60. a 70. letech začali využívat a občas stříleli přímo do světel na svých scénách, což se stalo obchodní značkou režisérů jako Stanley Kubrick a Steven Spielberg.
Videography je mladší bratr filmové kinematografie a pochopení role, kterou hraje světlo ve videografii, je klíčem k pochopení rozdílu mezi CCD a CMOS technologií.
CCD je zkratka pro nabíjecí zařízení; CMOS je zkratka pro doplňkový metal-oxidový polovodič. Jsou to čipy, na které je zaostřeno světlo zachycené objektivem videokamery. Tyto signály jsou dále zpracovávány uvnitř videokamery a nakonec je obraz zaznamenán na paměťové médium videokamery, ať už je to páska, DVD nebo interní či externí pevný disk. Kamery s více obrazovými snímači používají jeden čip pro každou primární barvu světla (červenou, zelenou a modrou) a využívají samostatný obrazový procesor ke spojení tří signálů do barevného video obrazu. Novější a levnější čipy CMOS spojují obrazový snímač i obrazový procesor do jediného čipu. Všechny návrhy CCD využívají obrazový procesor, který je oddělený od skutečného snímače zachycujícího světlo.
První velký rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že čipy CMOS se vyrábějí podobně jako tradiční mikročipy, zatímco CCD využívající technologii, která se datuje od vynálezu Bell Labs v roce 1969, používají svůj vlastní výrobní proces.
Abychom porozuměli jejich roli při nahrávání videa, pomůže nám vrátit se ke stoleté technologii, filmové kameře. Jakmile na filmové kameře obraz projde objektivem a clonou, zaznamená se na pás plastového filmu obsahujícího chemikálie citlivé na světlo a barvu pro pozdější vyvolání. Na videokameře převádí obrazový snímač CMOS nebo CCD obraz z objektivu na jakékoli digitální médium, které konkrétní videokamera používá.
Vzhledem k jejich původu v průmyslu počítačových čipů jsou čipy CMOS levnější na výrobu. Obecně ale platí, že videokamera vybavená samostatnými CCD bude produkovat kvalitnější obraz s menším množstvím elektronického šumu než jeden CMOS čip.
Pokroky ve výrobní technologii snižují kvalitativní rozdíly mezi dvěma typy obrazových snímačů. Ale dříve, než kterýkoli typ čipu může pracovat svou magií a elektronicky zachytit obrázek, musí se tam dostat obrázek. Věnujme chvíli analýze jeho signálního řetězce.
Buď světlo
Jak většina tvůrců videa ví, správné osvětlení je nezbytné jak pro estetiku, tak pro minimalizaci šumu videa. Ať už je to slunce, „boží světlo o síle 10 000 000 kilowattů“, jak to kdysi nazval režisér Titanicu James Cameron, nebo jednoduchá řada křemenných světel, osvětlení na vaší scéně nebo místě proniká do vnitřku videokamery přes sklo objektivu, (nebo plast čočky u některých spotřebitelských fotoaparátů nižší třídy).
Velikost objektivu videokamery ovlivňuje její výkon. Mnohé z malých spotřebitelských videokamer na podlaze vašeho místního obchodu s elektronikou mají pozoruhodně malé objektivy. To může ovlivnit jejich schopnost fungovat v situacích se slabým osvětlením:čočka s větším průměrem zachytí více světla než menší čočka. Obecná miniaturizace mnoha spotřebitelských videokamer také vysvětluje důraz na čipy CMOS, protože CCD obvykle spotřebují mnohem více energie. Použití CMOS pomáhá spotřebitelským videokamerám používat menší baterie, ale s delší výdrží, což pomáhá udržet velikost.
Jakmile se světlo dostane za sklo objektivu, dopadá nejprve na clonu videokamery a poté na její závěrku – pokud ji má. Ačkoli několik CCD videokamer vyšší třídy má mechanické závěrky stejně jako filmové fotoaparáty, většina spotřebitelských videokamer je nemá. CMOS čipy elektronicky určují délku expozice.
Jako mít v ruce fotomat
Jakmile světlo dopadne na obrazový snímač, stane se analogovým elektrickým signálem. Ve videokameře na bázi CCD jde signál do obrazového procesoru, ale u videokamery na bázi CMOS je výstupem zařízení CMOS zakódovaný obraz, takže obrazový procesor není potřeba. Další zastávkou pro kódovaný obrázek je paměťové médium fotoaparátu. V závislosti na důmyslnosti videokamery její obrazový procesor také automaticky provádí různé funkce digitálního zpracování obrazu, který jí byl předán. Ty mohou zahrnovat vyvážení bílé, filtrování a stabilizaci obrazu, korekci chyb, transformaci barev a další procesy.
Počet pixelů na obrazovém snímači ovlivňuje jeho výkon, pokud jde o rozlišení obecně, a ve specializovanějších aplikacích, jako je fotografování při slabém osvětlení. V konečném důsledku se bude počet pixelů zvyšovat s tím, jak se zvyšuje kvalita – a cena – videokamery. Ale alespoň je to něco, co můžete snadno porovnat.
Další oblastí, kde návrhy založené na CCD poskytují větší flexibilitu než jejich příbuzní CMOS, je jejich schopnost řídit zisk. Profesionální videokamery často disponují externím spínačem pro ovládání zesílení pro úpravu citlivosti CCD, který pomáhá zvýšit vstupní signál nebo podle potřeby ztlumit šum videa. Pro typické použití je nejlepší upravit expozici pomocí clony a rychlosti závěrky spíše než pomocí elektronického ovládání zisku. Jsou však chvíle, kdy zvýšená citlivost – a inherentní zvýšení šumu – je kompromisem k získání použitelného záběru, zejména při slabém osvětlení, v podmínkách běhu a střelby, kdy lze akceptovat nižší kvalitu videa a zrnitost.
Barevně sladěná videokamera
Obrazové senzory pouze detekují a zaznamenávají intenzitu světla dopadajícího na ně a zaznamenávají obraz ve stupních šedi; samy se ve skutečnosti barevně nezaznamenávají. V designu jednočipové videokamery je pole barevných filtrů umístěno na horní straně obrazového snímače. Někde mezi povrchem, na který světlo dopadá na obrazový snímač, a zakódovaným výstupem obrazového procesoru, je barva extrahována podle vzoru malých barevných filtrů. Datový tok prochází kodekem používaným videokamerou (obecně DV, MPEG-2 nebo AVCHD), aby byl zkomprimován před nahráním na jakékoli médium, které videokamera používá, ať už je to páska, pevný disk, disk, paměťová karta, síťové připojení atd.
V případě videokamer vyšší třídy s více obrazovými snímači zachycuje každý snímač jednu primární barvu světla pomocí hranolu uvnitř fotoaparátu. Hranol rozděluje světlo vstupující do objektivu videokamery na červenou, zelenou a modrou a poté tyto barvy posílá do odpovídajícího obrazového snímače, kde je zakódována intenzita každé barvy. Potřeba tří samostatných snímačů, jednoho pro každou primární barvu, je dalším důvodem, proč jsou 3čipové profesionální kamery dražší než fotoaparáty spotřebitelské třídy.
Bez ohledu na to, zda máte malou videokameru založenou na CMOS s jediným obrazovým snímačem nebo profesionální jednotku 3-CCD se samostatným a komplexním špičkovým obrazovým procesorem, tyto čipy odvedou spoustu práce, kterou dříve vykonávali mnozí. mechanické části a mnoho chemikálií v době filmové kamery. Ale nejsou bez vlastních problémů.
Rolling Shutter, Smazání CCD
Ne, to není název vzrušujícího filmu o bojových uměních, ale zdůrazňuje některé kompromisy každé technologie.
Abychom navázali na naši analogii na začátku článku, fotografování přímo do přeexponovaných jasných světel pomocí CCD kamery může mít za následek rozmazání, které se často projevuje jako do očí bijící svislé pruhy, velmi odlišné od způsobu, jakým světla kvetou při fotografování na film.
Většina kamer CMOS používá k zachycení obrazu postupně v tenkých řadách shora dolů v průběhu jednoho snímku rolovací elektronickou závěrku. To je na rozdíl od tradičnější globální závěrky CCD kamery, kde snímač zachycuje obraz v celém rozsahu.
Rolovací závěrka fotoaparátu CMOS může způsobit jiný typ zkreslení:zkreslení. To může způsobit zkreslení svislých čar v záběru během rychlého panorámování. (Představte si extrémní příklad záběru mrakodrapu v New Yorku.) Ale pro ty, kteří primárně natáčejí svatby nebo záběry mluvících hlav, se ani jeden z těchto problémů nebude vyskytovat příliš často. Nicméně, akční videografové, mějte se na pozoru.
Výběr videokamery
Volba mezi CMOS a CCD je pouze jedním z mnoha prvků, které je třeba vzít v úvahu při nákupu nové videokamery. Další věcí je velikost objektivu a to, zda videokamera akceptuje výměnné objektivy pro širokoúhlé, teleobjektivy, makro a další specializované aplikace. Je kamera vybavena XLR vstupy pro použití s profesionálními mikrofony? Poskytují tyto XLR vstupy fantomové napájení pro klipsové klopové mikrofony? Jak flexibilní jsou ovládací prvky videokamery pro chvíle, kdy nechcete spustit fotoaparát v automatickém režimu?
Stejně jako u jakéhokoli profesionálního vybavení, od hudebních nástrojů po mikroskopy, špatná technika povede ke špatným výsledkům, i když používáte nejdražší videokameru. A naopak, dobrá technika může produkovat přijatelné – někdy dokonce skvělé – snímky i na těch nejlevnějších spotřebitelských fotoaparátech.
Měli byste tedy zvolit CCD před CMOS? Zeptali jsme se Hahna Choi, který je jedním z talentů za kamerou webového startupu pro streamování HD videa PJTV.com (kde, jak je uvedeno, jsem příležitostný talent na vysílání). Choi řekl:„Pokud jde o kvalitu, můj osobní názor je, že na tom nezáleží, kvůli kompresi, která se používá u většiny HD kamer. Ať už je to HDV nebo AVCHD, stále se jedná o kompresi a to ovlivní kvalitu videa. Vzhledem k tomu, jak to dělají i kamery, je těžké říci, že jedna je lepší než druhá.“ Ačkoli však mnoho výrobců vyšší třídy, včetně Red Digital Cinema, začíná používat čipy CMOS, pokud si to můžete dovolit, 3-CCD je správná cesta. To platí zejména v případě, že je váš materiál nakonec navržen tak, aby se dostal do televizního vysílání.
Ale v dnešní době se točí tolik materiálu pro web, pro weby s agregací videí, jako je YouTube, a blogy a velké mediální weby jsou multimediální. Pokud tomu tak je, vzhledem k faktorům, které Choi zmínil, bude dobrá CMOS videokamera stačit pro mnoho účelů.
Ed Driscoll je novinář na volné noze, který se zabývá domácím kinem a médii.