Документ-камера - Document camera

Документ-камеры, также известный как визуальные ведущие, визуализаторы (в Соединенном Королевстве), цифровые накладные расходы, или же документальные камеры, являются устройствами захвата изображений в реальном времени для демонстрации объекта большой аудитории. Как непрозрачный проектор, камера для документов может увеличивать и проецировать изображения реальных трехмерных объектов, а также прозрачные пленки.^[1] Они, по сути, высокое разрешение веб-камеры, закрепленные на дужках, чтобы облегчить их размещение на странице. Это позволяет учителю, лектору или докладчику писать на листе бумаги или отображать двух- или трехмерный объект, пока аудитория смотрит. Теоретически все объекты могут быть отображены документ-камерой. Большинство объектов просто помещают под камеру. Камера делает снимок, который, в свою очередь, создает живое изображение с помощью проектор или монитор. Различные типы документ-камеры / визуализатора обеспечивают большую гибкость с точки зрения размещения объектов. Например, более крупные объекты можно просто разместить перед камерой и повернуть камеру по мере необходимости, или также можно использовать потолочную документ-камеру, чтобы можно было использовать большую рабочую область.

Использует

Типичный

Лекция зал или класс использовать
Представление материалов на конференциях, встречах и тренингах
Видео-конференция и телеприсутствие
Представление доказательств в залы суда
Различные медицинские приложения (телемедицина, телепатология, отображение рентгеновские лучи )

Документ-камеры заменены эпидиаскопы и диапроекторы, которые раньше использовались для этой цели. С помощью функции масштабирования документ-камера может увеличивать мелкий шрифт в книгах и проецировать распечатанную страницу, как если бы это была традиционная прозрачная пленка. Кроме того, для работы документ-камеры не нужно затемнять освещение в помещении; в классной комнате это актив.^[2] Большинство документ-камер также могут отправлять видеосигнал к компьютеру через USB-кабель. Иногда документ-камеры подключаются к Интерактивная доска вместо стандартного экрана.

Некоторые документ-камеры могут поставляться с аксессуарами, чтобы их можно было использовать с микроскопом.^{[нужна цитата ]}

По состоянию на 2016 год^{[Обновить]}, датчики камеры в документ-камерах обычно обеспечивают разрешение либо 720pHD (1280x720 пикселей), либо 1080p Собственное разрешение изображения HD (1920x1080 пикселей).

История

Video Lupe 1974, производство Wolf Audio Visuals - модель прототипа документ-камеры

Видео петля (Wolf Audio Visuals) AV установка c. 1975 - прототип документ-камеры

ELMO выпускает свой первый визуализатор EV-308

Документ-камеры были разработаны для удовлетворения возросшего спроса на возможность проецировать и представлять оригинальные документы, планы, чертежи и объекты напрямую, вместо того, чтобы требовать предварительной подготовки, которая потребовалась бы для их использования в качестве части презентации на основе диапроектора. Первые документ-камеры / документ-камеры были разработаны компаниями WolfVision и Элмо и были запущены в Photokina Ярмарка 1988 г.^[3]^[4]

Широкое использование компьютеров, проекторов и популярных презентационных программ, таких как Microsoft PowerPoint в конференц-залах, это означало, что проекторы стали реже использоваться. Камеры для документов по-прежнему предоставляют удобный и гибкий способ спонтанного показа документов, книг или слайдов во время презентаций по мере необходимости.

Первые попытки и прототипы были в основном простыми видеокамерами на копировальном стенде. В середине 1970-х годов они были собраны и оснащены дополнительным освещением, чтобы гарантировать, что они могут работать в затемненных помещениях, а также обеспечить стабильное качество проецируемого изображения. Технология видеокамер в то время была ключевым фактором в развитии систем документ-камеры. Для документ-камер также часто используются разработки в других отраслях, которые также способствовали значительному прогрессу в области технологий документ-камер. Хорошим примером этого является технология, используемая в фотооборудовании, которая во многом способствовала развитию документ-камеры как высококачественного инструмента для презентаций.

В конце 1990-х были представлены камеры с прогрессивной разверткой. Многие визуализаторы, доступные сегодня на рынке, способны выдавать не менее 30 кадров в секунду, что обеспечивает высокое качество изображения и плавность движения во всех разрешениях и соотношениях сторон.

Технологии

Дизайн и технические характеристики документ-камеры представляют собой сочетание нескольких различных технологий. Качество записанного изображения зависит от основных компонентов, а именно: оптики, камеры, системы освещения и материнской платы с соответствующей прошивкой (программным обеспечением). Готовый продукт затем реализуется путем производства различных механических конструкций отдельными производителями. Сегодня документальные камеры высокой четкости доступны с выходом HDMI, возможна запись и воспроизведение аудио / видео, а в некоторых документ-камерах высокой четкости также используется высокоскоростная технология WIFI, что устраняет необходимость в кабелях.

Оптика

Оптика - один из наиболее важных компонентов, связанных с качеством изображения, и качество используемой оптической системы во многом будет зависеть от планируемой стоимости устройства. Могут использоваться простые или очень сложные оптические системы, которые могут существенно различаться как по качеству, так и по размеру. Диафрагма или диафрагма - еще один важный компонент оптики. Ирисовая диафрагма контролирует и регулирует количество света, проходящего через линзу на датчик изображения. Линза сфокусируется ровно на одной точке объекта, отображаемого на датчике. Однако есть также область перед и за точкой фокусировки, которая будет восприниматься человеческим глазом как находящаяся в фокусе. Это называется глубина резкости, и это зависит от размера диафрагмы или апертуры. (чем меньше диафрагма, тем больше глубина резкости).

Камера

В камерах с прогрессивной разверткой используются датчики CCD или CMOS. Общее преимущество прогрессивной развертки перед методом чересстрочной развертки заключается в гораздо более высоком разрешении. Камера с прогрессивной разверткой захватывает все строки развертки одновременно, тогда как камера с чересстрочной разверткой использует чередующиеся наборы строк.

В основном датчики изображения выдают только монохромные изображения. С помощью камеры с одним чипом информация о цвете может быть легко получена с помощью цветных фильтров над каждым пикселем. В 1-чиповых камерах очень распространен так называемый фильтр Байера. Красный, зеленый и синий фильтры расположены по шаблону. Количество зеленых пикселей в два раза больше, чем у синих и красных, таким образом, воспроизводятся более высокая чувствительность и разрешение человеческого глаза. Чтобы получить цветное изображение, затем используются различные алгоритмы для интерполяции отсутствующей информации о цвете.

Модуль камеры 3CCD - еще один способ создания цветных изображений. Призма используется для разделения белого света на красный, зеленый и синий компоненты, а затем для каждого цвета используется отдельный датчик. Эта сложная технология камеры используется в 3-чиповых камерах и обеспечивает отличную цветопередачу при очень высоких разрешениях.

Современные системы камер, используемые в документ-камерах, способны обеспечивать цветные изображения высокого разрешения со скоростью 30 кадров в секунду. В 3-чиповой камере измеренное разрешение может достигать 1500 строк. Кроме того, изображение можно адаптировать для соответствия обычным форматам экрана 4: 3, 16: 9 и 16:10.

Система освещения

Освещение - неотъемлемая часть документ-камеры. Для обеспечения хорошей цветопередачи система освещения, используемая для освещения области захвата изображения, должна быть как можно более однородной. Чем выше интенсивность освещения, тем более независима документ-камера от внешних источников света. Использование мощных систем освещения позволяет использовать меньшие диафрагмы, а это, в свою очередь, обеспечивает значительное увеличение глубины резкости, достигаемой документ-камерой. Кроме того, чем выше качество источника света, тем больше света попадает на датчик камеры, что приводит к менее заметному шуму и, следовательно, не ухудшает качество изображения.

Некоторые модели документ-камер интегрируют в систему освещения дополнительные функции, такие как синхронизированное световое поле, которое в любое время четко указывает пользователю посредством освещенной области захвата изображения или лазерных маркеров размер и положение области изображения, которая настраивается одновременно с увеличением или уменьшением объектива.

Материнская плата и прошивка

В материнская плата играет важную роль в обработка изображений и он имеет большое влияние на качество получаемого изображения. Все большее и большее разрешение и высокое частота обновления генерировать большие объемы данных, которые необходимо обрабатывать в режиме реального времени.

Документ-камеры имеют широкий спектр сложных автоматизированных систем, которые призваны максимально упростить работу пользователя. Например, постоянное обнаружение автофокуса автоматически регулирует настройки фокуса при отображении нового объекта без вмешательства пользователя. Другие важные функции включают автоматическую диафрагму, автоматическую экспозицию, автоматический баланс белого и автоматическую регулировку усиления.

Документ-камере необходимо устройство отображения изображений, чтобы показывать информацию аудитории. Современные материнские платы имеют множество разъемов для обеспечения гибкости использования. В добавление к HDMI, DVI, VGA порты для подключения к дисплеям (проекторы, мониторы и системы видеоконференцсвязи) также предусмотрено несколько интерфейсов для облегчения подключения к компьютеру или интерактивной доске. Эти интерфейсы чаще всего USB, Сеть (LAN) и серийный.

Кроме того, к документ-камере можно подключить внешний ПК или ноутбук для переключения между Силовая установка презентация и живая демонстрация. Некоторые модели также могут работать с внешними запоминающими устройствами и воспроизводить файлы непосредственно с флешка, или сохраните на нем изображения, сделанные во время презентации.

Некоторые производители документ-камер также предусматривают регулярные прошивка обновления, позволяющие пользователям иметь возможность оснащаться новыми функциями и пользоваться ими по мере их появления.

Типы документ-камеры

Документ-камеры обычно делятся на три группы. Меньшие легкие модели считаются портативными, более прочные и стабильные устройства большего размера известны как настольные модели, а третья группа - это потолочные визуализаторы. Они предназначены для потолочного монтажа над столешницей или подиумом.

Портативные и настольные модели

Портативные и настольные модели обеспечивают рабочую среду, аналогичную рабочей среде диапроектора. Многие пользователи документ-камеры ценят дополнительную гибкость с точки зрения разнообразия объектов, которые могут быть показаны аудитории. Переносные устройства можно использовать в нескольких местах без какой-либо предварительной специальной установки.

Потолочные модели

Потолочный визуализатор, используемый в стандартной установке телеприсутствия

Потолочные документ-камеры / визуализаторы представляют собой разновидность традиционных настольных моделей и позволяют отображать более крупные объекты. Отсутствует настольное техническое оборудование, ограничивающее обзор выступающего и аудитории, так как оно ненавязчиво устанавливается в потолке. Потолочные модели часто используются для поддержки видео-конференция или же телеприсутствие системы для дальнейшего улучшения иммерсивного опыта для участников.