Вебка́мера — цифровавідео- чифотокамера, яка має можливість в реальному часі фіксувати зображення, призначені для подальшої передачі по мережіІнтернет (в програмах типуSkype, клієнтахмиттєвих повідомлень,Viber тощо).
Вебкамери, які доставляють зображення поІнтернету, завантажують зображення навебсервер чи по запиту, або безперервно, або через регулярні проміжки часу. Це досягається шляхом підключення камери до комп'ютера або завдяки можливостям самої камери. Деякі сучасні моделі володіють апаратним тапрограмним забезпеченням, яке дозволяє камері самостійно працювати яквебсервер,FTP-сервер,FTP-клієнт і/або відсилати зображення за допомогоюелектронної пошти.
Вебкамери, призначені длявідеоконференцій, — це, як правило, прості моделі камер, що підключаються до комп'ютера, на якому запущено програму на зразокInstant Messenger.
Моделі камер, використовуванідля охорони, можуть мати додаткові пристрої і функції (такі, як детектори руху, підключення зовнішніхдатчиків тощо).
Ще до того, якбраузери отримали можливість показувати зображення, 1991-го року було запущено камеру біляКавоварки Троянської кімнати уКембриджському університеті. Через два роки вона стала справжньою вебкамерою, і зображення кавоварки можна було переглядати у всьому світі. Камеру врешті вимкнули у 2001 році, останнє зображення з неї доступне на сайті університету.[1][2]У 2004 році ще діяла камера FogCam, запущена у 1994 році в Університеті Сан-Франциско.[3]
1996 року компаніяEarthCam[ru] почала створювати мережу вебкамер для показу всього світу вреальному часі. Спочатку камери транслювали світлини (інтервал знімання яких постійно скорочувався), потім передавали відео (роздільність якого поліпшувалася).
Подібно багатьом мережевим технологіям, вебкамери івідеочати набули масової популярності. Потреба в «живих» відеозображеннях породила вебкамери, здатні передавати відеопотік через Інтернет у форматі, що не вимагає від глядача необхідності вручну оновлювати зображення; а незабаром у сучаснихбраузерах зникла потреба в спеціальнихплагінах.
Разом з тим, відомі випадки перешкоджання розвитку сфери використання вебкамер.
Плата із змонтованою оптичною системою (зверху) та сенсор камери (знизу)
Вебкамера складається зоб'єктиву,оптичного фільтру,ПЗЗ (пристрій з зарядовим зв'язком) матриці, блока оцифрування, блока компресії (стиснення) відеозображення,центрального процесора і вбудованоговебсервера, оперативної і флеш-пам'яті, мережевого інтерфейсу або послідовного порту, тривожного входу/виходу.
Зображення об'єкта скрізь лінзову систему (об'єктив) та оптичний фільтр потрапляє (проектується) на світлочутливий елемент відеокамери — ПЗЗ матрицю, яка складається з великої кількості світлочутливих осередків. Під дією світла в ПЗЗ матриці народжуються носії заряду, які у блоку оцифрування перетворюються у цифровий код.
Процес перетворення сигналу складається з трьох етапів:
Дискретизація — зчитування амплітуди електричного сигналу через рівні проміжки часу (періоди). Цей етап перетворення сигналу характеризується частотою дискретизації.
Квантування — це процес подання результатів дискретизації в цифровій формі. Зміна рівня електричного сигналу за період дискретизації представляється у вигляді кодового слова з 8, 10 або 12біт, які дають відповідно 256, 1024 і 4096 рівнів квантування. Від числа рівнів квантування залежить точність представлення сигналу в цифровій формі.
Кодування — крім інформації про зміну рівня сигналу, отриманої на попередньому етапі, в процесі кодування формуються біти, що інформують про кінець синхроімпульсу і початок нового кадру, а також додаткові біти захисту від помилок.
Надалі цифровий код потрапляє у блок компресії відео зображення, який виконує стиснення оцифрованого відеосигналу в один з форматів стиснення. Завдяки стисненню, скорочується розмір відеокадру. Це необхідно для збереження і передачі відеозображення по мережі. Відомі на сьогодні формати стиснення дозволяють отримати оцифрований потік з пропускною здатністю 64 Кб — 2 Мб на секунду.
Стиснення відеозображення у вебкамері може бути представлено як апаратно, так і програмно. Програмна реалізація компресії дешевше, проте через високу обчислювальну ємність алгоритмів стиснення вона малоефективна, особливо коли потрібно переглядати відеозображення з вебкамери в режимі онлайн. Тому більшість провідних виробників випускають вебкамери з апаратною реалізацією стиснення. Надаліцентральний процесор здійснює операції з виведення та збереження оцифрованого і стислого відео зображення.
Крім очевидного застосування длявідеоконференцзв'язку, вебкамери швидко набули популярності як засіб, що дозволяє одним користувачам споглядати світ через камери, підключені доінтернету іншими користувачами.
Існують камери, що транслюють через Інтернет зображення пташиних гнізд, міських вулиць, приватних осель, сільської місцевості, офісів, міських панорам, виверженьвулканів, канатних доріг, пекарень тощо. Нині вебкамери є навіть у космосі (наприклад, наМіжнародній космічній станції).
Часто вебкамери використовують для демонстрації якості або умов наданого комерційного сервісу — наприклад, навебсайті гірськолижного курорту можна побачити зображення гірськолижного схилу, зняте саме в той момент, коли його забажає переглянути відвідувач вебсайту. Деякими вебкамерами можна керувати віддалено і в цьому випадку за допомогою кнопок навігації на сторінці, відкритій у браузері, можна повернути вебкамеру вправо чи вліво або змінити кут нахилу, щоб краще розглянути місце знімання. Існують вебкамери, на сторінках яких можна керувати не самою вебкамерою, а пристроєм, який вона (вебкамера) показує[4].
У міру того, як можливості роботи з вебкамерами з'являлися в застосунках, спочатку призначених для текстовогочату (програмахмиттєвих повідомлень), наприклад, уSkype,Yahoo! Messenger,AOL Instant Messenger,Windows Live Messenger — мільйони звичайних користувачів по всьому світу отримали можливість спілкуватися відеофоном. Поліпшення якості відеоданих дозволило вебкамерам конкурувати з наявними до цього системами відеоконференцзв'язку. Деякі вебкамери отримують нові функції, спрямовані спеціально на збільшення популярності і зручностівідеозв'язку (зокрема, функціями, що забезпечують автоматичнеретушування знімка, згладжування зморшок тощо).
Іноді[5] вебкамери застосовують у системахохорони. Підприємства використовують вебкамери для спостереження і відеозапису того, що відбувається в конторах, передпокоях і наскладах, на виборах. Домовласники за допомогою вебкамер спостерігають що завгодно — від дитячої кімнати до заднього подвір'я.
Сама вебкамера, як правило, не здатна зберігати відеозапису, а просто робить знімки; для збереження відеозапису використовують спеціальне програмне забезпечення на комп'ютері, до якого вебкамера підключена.
EyeToy — цифрова кольорова відеокамера дляPlayStation 2, що дозволяє гравцям взаємодіяти звідеоіграми за допомогою рухів, розпізнавання кольору та інших подібних засобів.
Комп'ютерні вебкамери також можуть використовуватися у відеоіграх, що використовують прості алгоритми розпізнавання рухів. Відеоігри з застосуванням вебкамери бувають двох типів:
ігри, які є окремими програмами,
ігри, які запускаються у вікнібраузера за допомогою якогосьплагіна.
СучаснаIP-камера являє собою цифровий пристрій, що виконує відеозйомку, оцифровку, стиснення і передавання відеозображення через комп'ютерну мережу. На відміну від звичайної вебкамери мережева камера діє яквебсервер і має свій власнуIP-адресу. Таким чином, можливе безпосереднє підключення камери до інтернету, що дозволяє отримувати відео й аудіосигнал і керувати камерою черезбраузер.
