Телевизионные камеры сверхвысокого разрешения 4k 8k
Диаграмма цветового пространства CIE 1931 XYZ, которая показывает цветовое пространство Рекомендации ITU Rec. 2020 (UHDTV) в наружном треугольнике и цветовое пространство Rec. 709 (HDTV) во внутреннем треугольнике.
Обе рекомендации Rec. 2020 и Rec. 709 для опорного белого используют цвет CIE D65.
Немного истории
Первые телекамеры появились в середине 1920-х годов и обладали механической развёрткой.


Это были стационарные устройства, пригодные для работы только в студии и в своём большинстве — неподвижные. Зачастую, вместо камеры «прямого видения» использовался теледатчик бегущего луча, который формировал изображение диктора, сидящего в специальном полностью затемнённом помещении.




С появлением электронного телевидения передающие камеры получили возможность панорамирования и даже перемещения по полу студии, но стали ещё более громоздкими из-за размеров передающих трубок и их отклоняющих систем.

Первые электронные ТВ-камеры, как правило, состояли из двух функциональных частей: стационарного камерного канала и подвижной камерной головки. Камерный канал содержал большую часть электронных блоков, формирующих и усиливающих телевизионный сигнал, а в камерной головке размещалась передающая трубка с объективом и предварительные усилители. Камерная головка не могла самостоятельно формировать видеосигнал и была работоспособной только, соединённая толстым многожильным кабелем с камерным каналом. До появления видеомагнитофонов в 1956 году видеосигнал с телекамеры не мог быть сохранён и передавался непосредственно в эфир. Большие телестудии оснащались несколькими телекамерами, видеосигнал с которых направлялся на передатчик через видеомикшер, позволявший выбирать изображение с разных камер, снимающих разные части сцены.

Важным этапом стало появление цветного телевидения: цветные камеры оснащались тремя или четырьмя передающими трубками. При этом, формирование полного цветного сигнала в первых телестудиях, работавших по стандарту NTSC, происходило в общем камерном канале, получавшем от камер первичные раздельные сигналы основных цветов.

Широкое внедрение полупроводниковых приборов, заменивших вакуумные лампы, совпало по времени с развитием цветного телевидения и позволило снизить массу телекамер. Появление в середине 1970-х передающих трубок с внутренним цветоделением позволило создавать ещё более компактные камеры. В таких телекамерах, значительно уступавших по качеству изображения трёхтрубочным, использовалась всего одна передающая трубка, формирующая цветной видеосигнал. Дальнейшее развитие шло по пути миниатюризации и замены вакуумных передающих трубок полупроводниковыми матрицами, получившими широкое распространение в начале 1990-х годов.
*Использовали для разложения изображения на элементы и последующего обратного синтеза электромеханические устройства вместо электронно-лучевых трубок или полупроводниковых приборов
Выполнил: Пелих Д. А.
Группа: 6193
*Действие передающих электронно-лучевых приборов основано на фотоэффекте и заключается, во-первых, в образовании электронного изображения, соответствующего передаваемому световому изображению, а во-вторых, в упорядоченной коммутации элементов этого изображения.
В случае внешнего фотоэффекта преобразующим светочувствительным элементом служит фотокатод, который под действием падающего на фотослой света испускает электроны. В случае внутреннего фотоэффекта — фоточувствительная мишень, изменяющая при освещении свою электропроводность.

Считывание информации осуществляется пучком электронов, который «пробегает» по мишени строчка за строчкой. Сам же луч замкнут на выходную цепь трубки. В результате электрический сигнал на выходе будет полностью соответствовать распределению яркостей объекта, на который направлена оптическая система передающей камеры, при этом изображение раскладывается на несколько сотен строк, образующих телевизионный растр.
Система NTSC применялась в США.
Для обеспечения совместимости вместо непосредственной передачи сигналов основных цветов используется передача сигнала яркости Y, соответствующего чёрно-белому изображению, и двух цветоразностных сигналов R-Y и B-Y, несущих информацию о красном и синем цветах соответственно.

Недостающая информация о зелёном цвете G восстанавливается в приёмнике вычитанием суммы цветоразностных сигналов из яркостного. В случае просмотра программы на чёрно-белом телевизоре используется только сигнал яркости, ничем не отличающийся от видеосигнала чёрно-белого телевидения. Сигнал цветности, который содержит информацию о цветоразностных сигналах, чёрно-белыми телевизорами игнорируется. Его передача осуществляется в спектре яркостного сигнала на вспомогательной частоте (поднесущей) 3,58 МГц, которая принимается блоком цветности цветных телевизоров. Два цветоразностных сигнала E R-Y и EB-Y передаются с помощью квадратурной модуляции поднесущей


Структурная схема видеокамеры
Автоматически устанавливает размер отверстия диафрагмы, обеспечивающего оптимальную интенсивность светового потока, проходящего через объектив и попадающего на мишень преобразователя свет/сигнал. Но она плохо реагирует на внезапные резкие изменения яркости или контрастности изображения, например при трансфокации («наезде») вариообъективом или резком включении источника света. Предвидя возможность подобных моментов, следует заранее установить регулятор в положение ручной настройки диафрагмы.
Объективы бытовых видеокамер обычно имеют переменное фокусное расстояние .
Оно позволяет осуществить плавное изменение масштаба изображения.
Масштаб изменяется вручную. Фокусировка при этом сохраняется. Часто в видеокамерах используют два объектива - вариообъективом и объектив с фиксированным фокусным расстоянием. Последний может быть как широкоугольным, позволяющим уместить в одном кадре большую сцену, так и узкоугольным, дающим возможность снимать отдельные предметы, в том числе и удаленные, крупным планом. Как правило, качество изображения, полученного с помощью объективов с фиксированным фокусным расстоянием, выше, чем качество изображения, снятого вариообъективом, но они значительно удобней в работе.
Светофильтр
Объектив
Автоматическая фокусировка и установка диафрагмы
Система управления
Система питания обеспечивает формирование различных номиналов напряжения, необходимых для работы всех систем камеры. Первичным источником питания может быть как встроенная аккумуляторная батарея, так и электрическая сеть переменного тока.
Встроенный в камеру ВМ обладает всеми обычными функциями: запись, воспроизведение, пауза, стоп-кадр, поиск нужного фрагмента, перемотка вперед и назад, стоп, выброс кассеты, трекинг (точное слежение за видеодорожкой).
В некоторых моделях видеокамер имеется схема, позволяющая увеличить число градаций в передаче полутонов черного и серого цветов. Действие ее фактически обратно действию схемы сжатия контрастности, которая повышает и углубляет контрастность полутонов в изображении.
Функция «введения» и «выведения» изображения позволяет при необходимости сделать во время съемки изображение светлее или темнее. Одновременно с этим можно автоматически регулировать и уровень звука.
Инвертирование сигнала дает возможность изменить полутона и цвета изображения для создания специальных эффектов (например, негативного изображения).
Неравномерность фона по полю изображения. Выполняется электронная коррекция любых изменений яркости в изображении.
Коррекция бликов и засветки. Происходит электронная компенсация избыточной засветки за счет «осветления» слишком темных участков. Далее рассмотрим вопросы, связанные с разработкой и созданием бытовых малогабаритных систем видеозаписи, хотя видеокамера может быть построена и по блочному принципу, когда малогабаритная телевизионная камера является отдельным блоком, соединенным простейшим кабелем с малогабаритным видеомагнитофоном. Подобная система обладает целым рядом преимуществ как с позиций раздельного функционального использования (просто видеомагнитофон и просто телевизионная камера, транслирующая изображение и звук на домашний телевизор), так и с позиций последовательного, постепенного создания всего комплекса, части которого функционально могут использоваться по мере приобретения. Такие комплексы в свое время использовались довольно широко.
Система управления осуществляет формирование (в автоматическом режиме) или преобразование (в ручном режиме) команд и управляющих сигналов для регулировки параметров камеры и ее отдельных систем. Регулировка производится по инициативе оператора либо при изменении условий съемки, например уровня освещенности.
Система звукового сопровождения формирует звуковой сигнал с помощью встроенного или внешнего микрофона, обрабатывает его и записывает на ленту видеокассеты.
Система контроля и индикации предназначена для обеспечения визуального контроля состояния камеры и параметров формируемых видеосигналов, а также настройки камеры и диагностики неисправностей. Она состоит из видоискателя и ряда световых индикаторов. По экрану видоискателя контролируется содержание снимаемого изображения. На нем также может быть просмотрено изображение, записанное на встроенный ВМ.
Большинство видеокамер имеет встроенный микрофон или гнездо для подключения внешнего микрофона. Встроенный микрофон обычно либо устанавливается в рукоятку камеры, либо размещается на конце телескопического стержня, который может выдвигаться вперед, перемещая микрофон на некоторое расстояние перед камерой. Пористый защитный чехол, надеваемый на микрофон, не только предохраняет его от пыли и механических повреждений, но и предотвращает запись от нежелательных внешних шумов, например шума ветра.
Преобра-
зователь
свет/сигнал
Система синхронизации
Генераторы отклонения и питания электродов преобразователя
Блок коррекции
Декодер
Система питания
Система звукового сопровождения
Система контроля и индикации
Микрофон
Обеспечивает временное согласование работы всех систем и блоков камеры в различных режимах работы.
Видеомагнитофон
Ultra High Definition Television (UHDTV) — разновидность телевизионных стандартов разложения, обеспечивающих чёткость изображения, многократно превышающую как телевидение стандартной, так и высокой чёткости, а также большинство современных кинематографических стандартов.

Телевидение сверхвысокой чёткости включает в себя два цифровых стандарта — 4K UHDTV (2160p) и 8K UHDTV (4320p)
Японская телекомпания NHK первой реализовала на практике систему телевидения с разложением изображения по стандарту 7680×4320 пикселей.

Сверхвысокое разрешение
4K UHDTV (2160p)
8K UHDTV (4320p)
В 2013 году скорость интернет-каналов была непригодна для обеспечения нужд HDTV, поэтому развитие 8K UHD опирается на Спутниковое вещание для передачи данных. Также популяризация данного формата окажет положительное влияние на развитие стандартов сжатия нового поколения
Разрешение: 3840 × 2160
(8,3 мегапикселя)

Кадровая частота: 50 и 60 Гц

Прогрессивная развёртка

Глубина цвета: 8 бит распространение,
10 бит производство

Динамический диапазон: cтандартный

Соотношение сторон: 16:9
Разрешение: 7680×4320
(33,2 мегапикселя)

Кадровая частота: 100 и 120 Гц

Прогрессивная развёртка

Глубина цвета: 10, 12, 14 бит

Динамический диапазон: Высокий (HDR)

Соотношение сторон: 16:9
8K-телевизоры:
8K- полнокупольные (360°) проекторы с разрешением 8192×8192 (67,1 мегапикселя), часто используемые для планетария. Качество картинки в данных устройствах превосходит обычные HDTV в 4 раза.
Cмартфоны, позволяющие снимать видео с разрешением 7680x4320 при частоте 24 кадра в секунду
Устройства, работающие с 8k разрешением:
Устройства, работающие с 4k разрешением:
Плееры и диски для Ultra HD Blu-ray и физического формата оптических дисков с поддержкой разрешения 4K и HDR со скоростью 60 кадров в секунду.
Игровые приставки
Apple TV 4K
Колориметрия: способность обрабатывать видео 2160p с цветовым пространством ITU-R BT.709 и поддержка стандартов с более широким цветовым пространством

Глубина цвета — не менее 32 бит
Сравнение 4k и 8k