Классификация современных документ-камер

В конструкции почти любой документ камеры можно выделить 3 основных узла:

• устойчивое основание с набором входных-выходных разъемов и панелью управления;
• подвижный штатив, соединяющий основание с камерной головкой и обеспечивающий перемещение последней относительно предмета (объекта) наблюдения;
• камерная головка с оптикой и регистрирующей матрицей, отвечающих за формирование изображения наблюдаемого предмета.

Опираясь на данную принципиальную схему все камеры условно можно распределить по нескольким классам:

1) по габаритам (размеру основания) - на портативные весом в 1-3 кг и более тяжелые и громоздкие настольные, как правило, со встроенным световым планшетом;

2) по типу штатива на камеры с гибким штативом («гусиная шея») и камеры с механическим поворотно-раздвижным штативом;

3) по набору выходов – на так называемые USB камеры (чисто цифровые, только USB разъем(ы) для подключения к компьютеру) и VGA камеры (аналого-цифровые, кроме USB имеются и VGA и HDMI выходы для прямого соединения с видеопроектором и/или ТВ);

Ну и конечно их можно классифицировать по стоимости, но это отдельный разговор. Хотя очень важно подчеркнуть, что сегодня документ-камеры вполне доступны по цене, прайс-лист начинается с 10 тысяч рублей.

Портативные документ-камеры

Данный тип камер наиболее широко представлен на рынке. Их обычный вес не превышает 3 кг, при этом они достаточно компактны, в сложенном состоянии могут быть легко убраны в шкаф, а некоторые модели даже в выдвижной ящик стола. Более того, в продуманных по дизайну камерах предусмотрено специальное транспортировочное положение с минимумом выступающих частей. Тем самым они удобны для переноски, например, из одной учебной аудитории в другую, и с этой точки зрения их вполне можно назвать мобильными. Что касается функциональных возможностей, современные портативные камеры лишь незначительно уступают настольным моделям (как правило, более дорогим).

В качестве хорошего примера компактной камеры c механическим штативом можно привести DOKO DS08MU, вес которой около 0,5 кг, а габариты в рабочем положении составляют 9х20х35 см, в сложенном – всего 9x25x8 см.

В качестве другого удачного примера компактной портативной камеры, но с гибким штативом, можно упомянуть модель DOKO DS08FS:

Настольные документ-камеры

В первую очередь они отличаются габаритами. На обычном рабочем месте учителя среди тетрадей, пособий и учебников им вряд ли найдется достаточно места, они требуют собственного столика. Подобные размеры обусловлены встроенным в основание камеры световым планшетом (Light Box) - матовой поверхностью, под которой расположена специальная система подсветки, обеспечивающая при включении равномерное яркое свечение. Данный планшет предназначен для формирования ярких и контрастных изображений полупрозрачных предметов, например рентгеновских снимков, нанесенных на пленку рисунков или чертежей на кальке.

Педагогам «старшего» возраста подобная конструкция сразу напомнит кодоскоп (он же - оверхед-проектор), только «усовершенствованный» в современных реалиях. Рабочая площадь подобного планшета обычно не превышает А4 (200х300 мм), хотя некоторые профессиональные модели (стоимостью от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов) обладают увеличенным планшетом размером до А3. Соответственно вес настольных документ камер начинается от 5 кг, но может достигать 10 и даже более килограмм.

Поскольку о портативности речи уже не идет, то можно позволить использовать более мощную светосильную оптику (оптическое увеличение от 10Х) – она соответственно более тяжелая, для ее поддержки приходится применять более прочные и надежные механические штативы. На таких штативах можно устанавливать и более яркие боковые лампы подсветки предметов (в отличие от компактных и сравнительно маломощных светодиодных ламп у портативных камер). Наличие широкого основания позволяет при необходимости встраивать небольшой вспомогательный LCD монитор, используемый для отображения экранного меню и предварительного просмотра формируемых изображений.

Безусловно, подобный расширенный функционал стоит дополнительных денег, и порой очень не малых. В среднем настольные камеры по цене в 2-4 раза дороже портативных (но по некоторым моделям цена может отличаться на порядок). Хотя надо признать, что за эти деньги можно дополнительно получить и расширенный набор интерфейсных разъемов (например, по 2 VGA входа-выхода с возможностью переключения между ними). Другое дело, что надо ли все это в повседневной работе? Для большинства педагогов подобные навороты излишни, хотя наличие встроенного планшета и хорошей оптики действительно полезно. К счастью, можно найти примеры настольных камер, построенных в соответствии с принципом «Ничего лишнего, только необходимое» и предлагаемых по цене обычной портативной камеры. Такой удачной моделью является, например, Gaoke GK-9500. При цене около 30 тысяч рублей она обладает базовым набором функций, более чем достаточным для школьных уроков.

Гибкий штатив против механического

Преимущество штативов «гусиная шея» очевидно – они позволяют развернуть камерную головку почти произвольным образом, направить ее на самый «недосягаемый» объект, подсоединить к микроскопу. Но в подобной гибкости и их слабое место – они менее устойчивы, налагают больше ограничений на допустимый вес и, как правило, предполагают немного «упрощенную» конструкцию камерной головки (в том числе облегченный объектив). Также они могут быть более подвержены вибрациям в помещении (например, от шагов по старому дощатому полу), последние могут приводить к колебаниям камерной головки и, как следствие, к дрожанию формируемого изображения.

Наконец, частое сгибание в принципе чревато механическими повреждениями (хотя если не завязывать камеру в узел, то эта опасность в современных моделях не очень существенна). Понятно, что гибкие штативы используются только в портативных камерах.

С этой точки зрения механические штативы более надежны и устойчивы. Но чтобы обеспечить необходимую гибкость наведения камерной головки и достаточное поле зрения (что среди прочего определяется максимальной длиной штатива в разложенном состоянии), и при этом сохранить разумные габариты (что особенно важно для портативных моделей), их приходится делать складными, т.е. собирать из нескольких подвижных относительно друг друга узлов (колен). Это не может не сказаться на общей стоимости устройства – как правило, камеры с механическими штативами дороже аналогичных «гибких».

Цифровые и аналого-цифровые документ-камеры

Здесь необходимо немного углубиться в историю. Первые документ камеры были построены на базе одноматричных CCD видеокамер с эффективным числом пикселей около 0,3-0,4М (соответственно под телевизионные NTSC 640x480 или PAL 768х576 стандарты) и разрешением около 400 телевизионных линий. Они обладали только стандартными видеовыходами (Video, S-Video (Y/C)). Эти камеры просто формировали телевизионное изображение предметов (документов), размещенных на рабочем столе (основании, подставке, матовом экране), и выводили их в увеличенном виде на телевизионный монитор. В те времена это было фактически единственно возможное видеоустройство отображения.

Позднее получили распространение заметно более качественные компьютерные мониторы, а вслед за ними и видеопроекторы, обеспечивающее возможность отображения с разрешением от 800х600 до 1920х1080. Для подключения к этим устройствам камеры стали оснащать VGA выходами (RGB 15-pin D-sub). В настоящее время телевизионные мониторы как средство отображения потеряли свою актуальность, а соответствующие аналоговые видеовыходы стали рудиментом. Но в дополнение к VGA в современные модели камер стали встраивать DVI/HDMI интерфейсы передачи видеоизображений в цифровом виде с разрешением вплоть до HD TV 1280х720 (720р) и 1920x1080 (1080p) или даже до 4К 3840х2160. Кроме того, на сегодня камеры, как правило, обладают дополнительным VGA входом (иногда также и HDMI) для передачи изображения в сквозном режиме через камеру с компьютера на монитор (работает даже при выключенной камере), а также аудио входом-выходом для подключения микрофона и внешних колонок. Позднее, классические документ-камеры стали дополняться и USB интерфейсом для передачи формируемых камерой цифровых изображений в компьютер. Современные документ-камеры обладают полным набором выходов, как аналоговых так и цифровых, что позволяет гибко использовать их с самым различным презентационным оборудованием.

Совершенно независимо развивалась другая линия камер, а именно так называемых компьютерных интернет камер (иногда их еще называют web-камерами) только с USB выходом. Первоначально они представляли собой простенькие устройства на дешевых CMOS матрицах низкого разрешения (от 320х240 до 640х480) с примитивными пластиковыми объективами, в основном предназначенными для передачи изображений-иконок в реальном времени по USB интерфейсу (тогда еще USB 1.1) в компьютер, а через компьютер - по сети. Подобные камеры использовались, например, для организации удаленного общения в программах-коммуникаторах skype, icq и других. Их качества было достаточно для общего визуального восприятия и распознавания образов, но не достаточно для определения деталей.

Однако со стремительным развитием цифровой фототехники качество используемых CMOS матриц стало быстро расти, а их стоимость столько же быстро падать. И в начале 2000-х годов подобные камеры стали устанавливать на штативы и использовать в качестве экспресс сканеров. Т.е. для получения с их помощью уже довольно качественных изображений предметов (документов) и сохранения в компьютере соответствующих цифровых копий (сканов) с разрешением от 5 до 16 мегапикселей. В отличие от обычных планшетных сканеров они работают почти мгновенно, а также легко позволяют захватывать изображения документов (в том числе страниц книг) большого формата (до А3). Однако надо признать, что у многих подобных устройств качество получаемых сканов не идеально, на краях нередко наблюдаются небольшие геометрические искажения и затемнения. Впрочем, это не препятствует визуальному восприятию всех деталей документов, в том числе последующему распознаванию текстов. Примером документ-сканера является модель DOKO CamScanner X08A4.

Подобные устройства обладают только цифровым USB интерфейсом для передачи изображений прямо в компьютер. Что важно, их энергопотребление столь мало, что достаточно питания по тому же USB интерфейсу. И данные камеры получили широкое распространение не только как экспресс сканеры в составе рабочих мест удаленных офисов (например, банков и страховых компаний), но и как презентационные документ-камеры для школ. При этом они передают качественные изображения в компьютер, а с него – через видеопроектор – на большой экран, учебную (интерактивную) доску. Хорошим примером подобной камеры является DOKO DS08FU:

Важно подчеркнуть, что стоимость подобных современных цифровых документ-камер составляет 10-15 тысяч рублей, что в 2-3 дешевле более сложных устройств с VGA/HDMI выходами.