กล้องวิดีโอ

กล้องวิดีโอเป็น อุปกรณ์ ทางแสงที่ใช้บันทึกวิดีโอต่างจากกล้องถ่ายภาพยนตร์ที่บันทึกภาพนิ่งบนฟิล์มกล้องวิดีโอถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ใน อุตสาหกรรม โทรทัศน์เป็นหลัก แต่ต่อมาได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายวัตถุประสงค์
กล้องวิดีโอถูกใช้งานหลักๆ สองโหมด โหมดแรก ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการออกอากาศในยุคแรกๆ คือโทรทัศน์ถ่ายทอดสดโดยกล้องจะส่ง ภาพแบบ เรียลไทม์ไปยังหน้าจอเพื่อให้ผู้ชมสามารถรับชมได้ทันที ปัจจุบันยังคงมีกล้องบางส่วนที่ใช้ในการผลิตรายการโทรทัศน์ถ่ายทอดสด แต่การเชื่อมต่อถ่ายทอดสดส่วนใหญ่ใช้สำหรับงานด้านความปลอดภัยการทหาร/ยุทธวิธี และงานอุตสาหกรรมที่ต้องการการรับชมแบบลับๆ หรือจากระยะไกล โหมดที่สองคือการบันทึกภาพลงในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเพื่อเก็บถาวรหรือประมวลผลเพิ่มเติม ในอดีตเทปวิดีโอเป็นรูปแบบหลักที่ใช้สำหรับวัตถุประสงค์นี้ แต่ค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยแผ่นดิสก์แบบออปติคอล ฮาร์ดดิสก์และหน่วยความจำแฟลชวิดีโอที่บันทึกไว้ใช้ในการผลิตรายการโทรทัศน์ และบ่อยครั้งที่ใช้ ในงาน เฝ้าระวังและตรวจสอบ ซึ่งจำเป็นต้องบันทึกสถานการณ์โดยไม่มีผู้ดูแลเพื่อนำไปวิเคราะห์ในภายหลัง
ประเภทและการใช้งาน
กล้องวิดีโอสมัยใหม่มีดีไซน์และการใช้งานที่หลากหลาย:
- กล้องวิดีโอระดับมืออาชีพเช่น กล้องที่ใช้ในการผลิตรายการโทรทัศน์อาจ ติดตั้งอยู่ใน สตูดิโอโทรทัศน์หรือเป็นกล้องเคลื่อนที่ได้ในกรณีของการผลิตภาคสนามแบบอิเล็กทรอนิกส์ (EFP) กล้องเหล่านี้โดยทั่วไปแล้วจะให้การควบคุมแบบแมนนวลที่ละเอียดมากสำหรับผู้ควบคุมกล้อง ซึ่งมักจะตัดการทำงานแบบอัตโนมัติออกไป กล้องเหล่านี้มักใช้เซ็นเซอร์สามตัวเพื่อบันทึกสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินแยกกัน
- กล้องวิดีโอ (Camcorder)เป็นการรวมกล้องถ่ายรูปและ เครื่องบันทึก วิดีโอ (VCR)หรืออุปกรณ์บันทึกอื่นๆ ไว้ในเครื่องเดียว กล้องประเภทนี้พกพาสะดวก และเคยใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตรายการโทรทัศน์ภาพยนตร์ส่วนตัวการรวบรวมข่าวสารทางอิเล็กทรอนิกส์ (ENG) (รวมถึงการรายงานข่าวโดยพลเมือง ) และการใช้งานอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน นับตั้งแต่มีการเปลี่ยนมาใช้กล้องวิดีโอดิจิทัล กล้องถ่ายรูปส่วนใหญ่จึงมีสื่อบันทึกในตัวและจัดเป็นกล้องวิดีโอได้เช่นกันกล้องแอ็คชั่นมักมีความสามารถในการบันทึกภาพ 360 องศา
- โดยทั่วไปแล้ว กล้องวงจรปิด (CCTV) จะใช้กล้องแบบแพน-เอียง-ซูม (PTZ) เพื่อวัตถุประสงค์ด้านความปลอดภัย การเฝ้าระวัง และ/หรือการตรวจสอบ กล้องเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีขนาดเล็ก ซ่อนง่าย และสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องมีผู้ดูแล กล้องที่ใช้ในอุตสาหกรรมหรือวิทยาศาสตร์มักถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในสภาพแวดล้อมที่ปกติแล้วมนุษย์เข้าถึงได้ยากหรือไม่สะดวกสบาย ดังนั้นจึงได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยดังกล่าว (เช่นรังสีความร้อนสูง หรือการสัมผัสสารเคมีที่เป็นพิษ)
- เว็บแคมคือกล้องวิดีโอที่ส่งสัญญาณวิดีโอสดไปยังคอมพิวเตอร์
- สมาร์ทโฟนหลายรุ่นมีกล้องวิดีโอในตัว และแม้แต่สมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์ก็สามารถบันทึกวิดีโอด้วยความละเอียด 4K ได้
- ระบบกล้องพิเศษถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น บนดาวเทียมหรือยานสำรวจอวกาศใน การวิจัย ด้านปัญญาประดิษฐ์และหุ่นยนต์และใน การใช้งาน ทางการแพทย์กล้องเหล่านี้มักถูกปรับแต่งให้รับรังสีที่มองไม่เห็น เช่น รังสีอินฟราเรด (สำหรับการมองเห็นในเวลากลางคืนและการตรวจจับความร้อน) หรือรังสีเอ็กซ์ (สำหรับการใช้งานทางการแพทย์และดาราศาสตร์วิดีโอ )
ประวัติศาสตร์
กล้องวิดีโอรุ่นแรกสุดนั้นใช้หลักการของแผ่นดิสก์นิปคอฟ แบบกลไก และถูกนำไปใช้ในการออกอากาศทดลองในช่วงทศวรรษ 1910-1930 ต่อมาในช่วงทศวรรษ 1930 กล้องวิดีโอ แบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่ใช้ หลอดภาพเช่นไอโคโน สโคป ของวลาดิมีร์ ซวอรีคินและ อิมเมจ ดิสเซกเตอร์ ของฟิโล ฟาร์นสเวิร์ธได้เข้ามาแทนที่ระบบนิปคอฟ กล้องเหล่านี้ยังคงใช้งานกันอย่างแพร่หลายจนถึงทศวรรษ 1980 เมื่อกล้องที่ใช้เซ็นเซอร์รับภาพ แบบโซลิดสเตท เช่นอุปกรณ์ประจุไฟฟ้าแบบคู่ (CCD) และต่อมาคือ เซ็นเซอร์ CMOS แบบแอคทีฟพิกเซล (เซ็นเซอร์ CMOS) ได้ขจัดปัญหาทั่วไปของเทคโนโลยีหลอดภาพ เช่นภาพไหม้และภาพเป็นเส้น และทำให้กระบวนการทำงานของวิดีโอดิจิทัลเป็นไปได้จริง เนื่องจากเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เป็นดิจิทัล จึงไม่จำเป็นต้องแปลงจากอนาล็อก
พื้นฐานของเซนเซอร์ภาพโซลิดสเตท คือ เทคโนโลยีโลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ (MOS) [ 1 ]ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากการประดิษฐ์MOSFET (ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก MOS) ที่Bell Labsในปี 1959 [ 2 ]ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา เซนเซอร์ภาพ เซมิคอนดักเตอร์รวมถึง CCD และต่อมาเซนเซอร์พิกเซลแอคที ฟ CMOS [ 1 ]เซนเซอร์ภาพเซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกคืออุปกรณ์ประจุคู่ (charge-coupled device) ซึ่งประดิษฐ์ขึ้นที่ Bell Labs ในปี 1969 [ 3 ]โดยใช้เทคโนโลยีตัวเก็บประจุ MOS [ 1 ]เซนเซอร์พิกเซลแอ คทีฟ NMOS ถูกประดิษฐ์ขึ้นในภายหลังที่ Olympusในปี 1985 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาเซนเซอร์พิกเซลแอคทีฟ CMOS ที่ ห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion LaboratoryของNASAในปี 1993 [ 7 ] [ 5 ]
กล้องวิดีโอดิจิทัลที่ใช้งานได้จริงยังเกิดขึ้นได้จากความก้าวหน้าในการบีบอัดวิดีโอเนื่องจาก ความต้องการ หน่วยความจำและแบนด์วิดท์ ที่สูงเกินไป ของวิดีโอที่ไม่ได้บีบอัด [ 8 ] อัลกอริทึมการบีบอัดที่สำคัญที่สุดในเรื่องนี้คือการแปลงโคไซน์แบบไม่ต่อเนื่อง (DCT) [ 8 ] [ 9 ] ซึ่ง เป็น เทคนิค การบีบอัดแบบสูญเสียข้อมูลที่ได้รับการเสนอครั้งแรกในปี 1972 [ 10 ]กล้องวิดีโอดิจิทัลที่ใช้งานได้จริงเกิดขึ้นได้จากมาตรฐานการบีบอัดวิดีโอแบบ DCT รวมถึงมาตรฐานการเข้ารหัสวิดีโอH.26xและMPEG ที่เปิดตัวตั้งแต่ปี 1988 เป็นต้นไป[ 9 ]
การเปลี่ยนผ่านสู่โทรทัศน์ระบบดิจิทัลส่งผลให้กล้องวิดีโอระบบดิจิทัลได้รับความนิยมมากขึ้น ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 กล้องวิดีโอส่วนใหญ่จึงเป็นกล้องระบบดิจิทัล
ด้วยการมาถึงของระบบบันทึกวิดีโอดิจิทัล ความแตกต่างระหว่างกล้องวิดีโอระดับมืออาชีพและกล้องถ่ายภาพยนตร์จึงหายไป เนื่องจากกลไกการบันทึกแบบไม่ต่อเนื่องได้กลายเป็นแบบเดียวกัน ปัจจุบัน กล้องระดับกลางที่ใช้เฉพาะสำหรับโทรทัศน์และงานอื่นๆ (ยกเว้นภาพยนตร์) ถูกเรียกว่ากล้องวิดีโอระดับมืออาชีพ
สื่อบันทึกข้อมูล
วิดีโอในยุคแรกไม่สามารถบันทึกได้โดยตรง[ 11 ]ความพยายามครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในการบันทึกวิดีโอโดยตรงเกิดขึ้นในปี 1927 ด้วยPhonovision ที่ใช้แผ่น ดิสก์ของJohn Logie Baird [ 11 ]แผ่นดิสก์เหล่านั้นไม่สามารถเล่นได้ด้วยเทคโนโลยีในขณะนั้น แม้ว่าความก้าวหน้าในภายหลังจะทำให้สามารถกู้คืนวิดีโอได้ในทศวรรษ 1980 [ 11 ]การทดลองครั้งแรกในการใช้เทปเพื่อบันทึกสัญญาณวิดีโอเกิดขึ้นในปี 1951 [ 12 ]ระบบแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์คือวิดีโอเทป Quadruplex ที่ผลิตโดยAmpexในปี 1956 [ 12 ]สองปีต่อมา Ampex ได้แนะนำระบบที่สามารถบันทึกวิดีโอสีได้[ 12 ]ระบบบันทึกระบบแรกที่ออกแบบมาให้พกพาได้ (และใช้งานได้นอกสตูดิโอ) คือ ระบบ Portapakซึ่งเริ่มต้นด้วย Sony DV-2400 ในปี 1967 [ 13 ]ตามมาด้วย ระบบ Betacam ในปี 1981 ซึ่งมีเครื่องบันทึกเทปติดตั้งอยู่ในกล้อง ทำให้เกิดเป็นกล้องวิดีโอ[ 13 ]
เมาท์เลนส์

ในขณะที่กล้องวิดีโอบางรุ่นมีเลนส์ในตัว แต่บางรุ่นใช้เลนส์แบบถอดเปลี่ยนได้ซึ่งเชื่อมต่อผ่านเมาท์หลายประเภท บางรุ่นเช่นPanavision PVและArri PLออกแบบมาสำหรับกล้องถ่ายภาพยนตร์ ในขณะที่บางรุ่นเช่นCanon EFและSony Eมาจากการถ่ายภาพนิ่ง[ 14 ] นอกจากนี้ยังมี เมาท์อีกชุดหนึ่ง เช่นS-mountสำหรับการใช้งานเช่น CCTV