MALÝ VIDEOKURZ

3. kapitola

Digitální videokamery a jejich funkce

Kamera s třemi CCD čipy. 

Každá videokamera (filmová, analogová, digitální) má několik základních částí. Zaprvé je to objektiv (optická soustava), který dopravuje světlo na snímací čip (nebo filmovou surovinu u filmových kamer).

Druhou částí je u videokamer se snímacím čipem (CCD nebo CMOS) vstupní kamerová část, která převede ČB a analogový signál z čipu(ů) na digitální, pomocí kvalitního A/D převodníku (používají se 10 - 14bitové, tedy s jemnou škálou).

Následně se signál upraví v obrazovém procesoru kamery, v co nejvyšší kvalitě (rozlišení je u HD kamer vždy plných 1920x1080, barvy jsou samplovány pro každý druhý pixel 422).

Po úpravách signál putuje do záznamové části kamery, kde je zkomprimován pomocí záznamové komprese a uložen na záznamové médiu (kazeta, disk, paměťová karta) v nižší kvalitě (10 nebo 8bit, s nižším rozlišením jasu i barev, podle typu záznamové komprese daného záznamového formátu, viz předchozí kapitola).  Nyní se podíváme na jednotlivé části podrobněji.

Vstupní část moderní profesionální SD kamery, analogový signál ze třech CCD snímačů je nejprve upraven (pro větší dynamický rozsah) pomocí funkce PreKnee, následně je vzorkován kvalitními A/D 12bit převodníky a odeslán na zpracování do signálového procesoru kamery.  

Schéma moderní HD videokamery formátu HDV, vstupní kamerová část je zcela vlevo (zde 3xCMOS neprokládaný snímač s A/D převodníky), následuje digitální obrazový procesor kamery (1920x1080p,422), komponentní výstup (1440x1080i, 422) a záznam obrazu, zde HDV (1440x1080i, 420).

Nejdříve si podrobně popišme vlastnosti jednotlivých částí videokamery:

Objektiv Videokamery

Je tou nejdůležitější (a často také nejdražší) částí videokamery. Jeho parametry naprosto zásadním způsobem předurčují kvalitu celé videokamery (tedy výslednou kvalitu obrazu). Zajímavý je i fakt, že zatímco videokamer je mnoho, různých druhů objektivů je podstatně méně. Dá se říct, že vždy několik typů videokamer (stejného výrobce) má zcela stejný objektiv.

Základní vlastnosti objektivu jsou:

1. Širokoúhlost - tedy jaký maximální úhel kamera zachytí (wide konec objektivu). Hodnoty se udávají v přepočtu na kinofilm 35mm. Je-li v přepočtu širokoúhlost menší než 35mm, je objektiv širokoúhlý, je-li větší než 35mm, je spíš méně širokoúhlý (což je u videokamer nevýhodné). Běžná širokoúhlost u rodinných videokamer je kolem 40mm, od 35mm níže je dobrá širokoúhlost, v rozmezí 32mm - 28mm to je vynikající širokoúhlost.

Různá ohnisková vzdálenost objektivu znamená, že se mění snímací úhel optické soustavy, od širokoúhlého (WIDE) až po velmi úzký (TELE).   

2. Proměnná ohnisková vzdálenost - to je velmi oblíbená věc u začátečníků. Praktický význam má pouze skutečné optické přiblížení (zoom), elektronické přiblížení degraduje kvalitu obrazu. Běžné hodnoty jsou 10x až 12x, špičkové hodnoty 16x až 20x přiblížení.

TIP - Čím vyšší hodnoty TELE či WIDE má objektiv s proměnlivou ohniskovou vzdáleností, tím náročnější je tento rozsah na kvalitu konstrukce optické soustavy. Je tak dobré vědět, že u velmi levných kamer je lepší se extrémním hodnotám optiky vyhnout (s vysokou pravděpodobností budou tyto extrémní rozsahy zatížené postřehnutelnými vadami, vysoké hodnoty tak často slouží jen k nalákání neznalého zákazníka).

3. Optický nebo elektronický stabilizátor obrazu - optický je součástí konstrukce objektivu. V levnějších kamerách začala tento kvalitní stabilizátor montovat firma Canon, která zde uplatnila několik svých patentů. Velmi účinný je ale např. i  elektronický stabilizátor firmy Sony, byť ten optický bývá o trochu účinnější. Účinnost stabilizátoru snadno vyzkoušíme, pokud optiku nastavíme na TELE konec (maximální přiblížení) a pozorujeme, jak si poradí s chvěním rukou. Samozřejmě platí, že drahé kamery (s cenou kolem 100k) mají velmi kvalitní stabilizátory s vícefrekvenční analýzou chvění kamery pomocí otřesových čidel - to nás ale nemusí tolik mrzet, pokud se naučíme používat nějaký druh ramenní nebo hrudní opěrky .-) .

Elektronický stabilizátor obrazu vyrovnává drobné pohyby posunem výřezové masky na CCD snímači, ten tak musí mít větší počet bodů, než obraz.

Optický stabilizátor obrazu vyrovnává drobné pohyby obrazu posunem optického prvku v optické soustavě kamery, snímač nemusí mít rezervu bodů, má tak lepší dynamické vlastnosti (snímání velkých kontrastů).

TIP - při pomalé horizontální panoramě krajinou (viz kapitola o natáčení) stabilizátor vypněte, neboť může záběr místy cukat (jak si stabilizátor mylně vyloží pohyb s kamerou jako nechtěný).

4. Hloubka ostrosti (Depth of field aneb DOF) -  patří mezi významné umělecké výrazové prostředky. Hloubka ostrosti je výslednicí dvou parametrů - velikosti snímacího čipu (či okénka filmu) a nastavení clony (která je součástí objektivu). Čím větší je snímací čip a čím menší je nastavená clona, tím MENŠÍ je hloubka ostrosti. Parametr přiblížení (zoom) hloubku ostrosti nemění, ale dík menšímu zornému úhlu kamery ji opticky zvýrazní (zviditelní).

Změna ohniskové vzdálenosti DOF nemění, pouze ji zvýrazní.

Závislost hloubky pole ostrosti na velikosti snímače (filmového okénka). První je 35mm filmová kamera, druhá 16mm filmová kamera, třetí je videokamera se snímačem CCD o velikosti 1/3 palce, čtvrtá je amatérská videokamera se snímačem CCD 1/6 palce. Poslední kamera je ostrá "od nevidím do nevidím", zatímco filmová 35mm kamera umožní velmi dobrou práci s DOF, dík malé hloubce pole ostrosti (zdroj internet).

Adaptér "mini35" pro používání filmových objektivů s plnohodnotnou práci s DOF, s malými digitálními kamerami s běžnými čipy, o velikosti 1/3 palce.

5. Ostření (FOCUS) -  každá optika má jistou hloubku ostrosti. Pokud se předmět před kamerou nachází v tomto poli ostrosti (která má svůj střed, spodní a horní vzdálenost), jeví se jako ostrý. Čím více je za hranicí tohoto pole ostrosti, tím méně je ostrý. Místo zaostření můžeme měnit (pomocí optického členu v soustavě objektivu), takže můžeme (při nastavené ohniskové vzdálenosti) zaostřit na předmět blízko u kamery (např. 1metr vzdálený) nebo na předmět daleko od kamery (například 200m vzdálený). Každá ohnisková vzdálenost má svou spodní hranici zaostření (pokud je předmět blíž, optická soustava kamery na něj není schopná zaostřit). Důležitá je spodní hranice zaostření na WIDE konci optiky, která nám dovolí snímat MAKRO snímky (pokud nám rozsah nestačí, můžeme zakoupit MAKRO předsádku, která nám dovolí zaostřit na bližší objekty).

Ukázka snímání detailu běžnou videokamerou (zde Sony VX2000)

Kamery jsou vybaveny také automatikou ostření (AUTOFOCUS, zkratka AF), kdy elektronika kamery zjišťuje ostrost (elektronicky, pomocí určitých frekvencí kontrastních míst v obraze) a nastavuje ostření automaticky (pomocí servomechanismu v optické soustavě ovládá zaostřovací člen). Pokud ale máme nastavenou příliš malou hloubku ostrosti, může automat někdy "dýchat" (obraz se opakovaně nepatrně zaostřuje a rozostřuje, jak automatika hledá správné zaostření). Pokud je hloubka ostrosti velká, pak tyto malé změny jsou zamaskované a nejsou vidět (obraz se jeví ostrý). Pozor, v hledáčku při natáčení tyto malé změny nemusí být vidět, na velké TV doma je ale uvidíme určitě .-) . Pozor také na různé "instant autofocus" (automatiky rychlého zaostření), které mívají své vlastní čidlo vedle objektivu. Pokud toto čidlo náhodou nasměrujeme na bližší předmět, může kamera změnit zaostření na jiný předmět, než který máme v hledáčku.

Autofocus bude špatně fungovat tam, kde NEJSOU žádná kontrastní rozhranní v obraze (večer za malého světla, vodní hladina s drobnými vlnkami, lidská tvář příliš blízko před objektivem), tam, kde se do objektivu odráží "silné záblesky světla" (například odrazy slunce na naleštěném automobilu, odrazy slunce od okna a lesklých předmětů, záblesky  reflektorů při večerním natáčení apod.), nebo tam, kde je pravidelný kontrastní rastr v obraze (například nějaké kontrastní pruhy, tyče apod). Autofocus také špatně ostří při nasazené WIDE předsádce.

TIP - v těchto podmínkách je lepší buď zaostřit na jiný kontrastní předmět, zhruba ve stejné vzdálenosti (a pak autofocus zablokovat a kameru namířit na původní nekontrastní předmět), nebo (pokud kvalita hledáčku či náhledu na LCD dovolí) ostřit manuálně.

TIP - zajímavým výrazovým prostředkem je tzv. přeostření. Nejlépe se dělá s kamerou na stativu, kde si zvolíme vhodnou scénu (s předmětem v popředí a v pozadí), při malé hloubce ostrosti (malou clonou, se zdůrazněním mírným přiblížením). Při takto nastavené kameře si ostření přepneme na manuál a předem si několikrát vyzkoušíme přeostření z bližšího na vzdálenější předmět a naopak. Pokud je rozdíl příliš velký, upravíme ho pomocí přiblížení a clony a nasnímáme raději dvakrát až třikrát "naostro".

Malá hloubka ostrosti je často využívaná při portrétování nebo při snímání detailů (stébla trávy v pozadí jsou např. rozostřená), což vytváří výrazný estetický dojem (expoziční režim portrét se také snaží udržet co nejmenší DOF). Efektem je i zdůraznění hloubky dvourozměrného obrazu nebo větší zaměření divákovi pozornosti na určitý detail.

TIP - Malá hloubka ostrosti je také obsažena v expozičním režimu portrét. V tomto expozičním režimu se kamera snaží preferovat (v závislosti na světelných podmínkách) co nejvíc otevřenou clonu. Pomoci jí můžeme například tím, že za většího světla použijeme ND filtr (4x, 8x) který sníží obsah světla dopadající do objektivu (a tím nám dovolí mít víc otevřenou clonu i za velkého světla).

TIP - nepoužívejte ze začátku často zoom (přiblížení). Lepší je nechat záběr o něco méně dokonale zarámovaný, než měnit přiblížení během záběru. Naopak si dostatečně vyzkoušejte, kdy má autofocus problémy, v těchto situacích používejte zablokování automatiky ostření (nebo manuální zaostření).

TIP - optiku čistěte ofouknutím balónkem (prodává se ve foto potřebách za pár korun), nebo specielní utěrkou z mikrovlákna (tamtéž). Velmi doporučuju koupit levný UV filtr a mít ho trvale našroubovaný na kameře (jako ochranné sklo proti náhodnému poškrábání). Už mnohokrát se mi to vyplatilo.

Ochranný UV filtr, zde našroubovaný na objektivu kamery JVC GY-201.

6. Kresba optiky - každá optická soustava kreslí v určitém rozsahu ohnisek lépe, než v jiných. Může se měnit ostrost rohů (na WIDE ohnisku) nebo naopak může dojít k softnutí obrazu (máznutí) při maximálním přiblížení (TELE konec optiky). Prokreslenost ovlivňuje (poměrně významně) i nastavená clona. Pokud příliš zacloníte (F6 - F11) mohou některé optické soustavy znatelně trpět difrakcí (odrazy světla v optice), která kresbu významně sníží (pomůže opět ND filtr, namísto extrémního zaclonění). Toto vše je třeba si předem vyzkoušet a s kamerou se postupně sžít (včetně kvality náhledů, mohou obraz ořezávat víc nebo méně a vy nasnímáte obraz malinko jinak, než vidíte - je vždy lepší ho snímat nepatrně širší, než užší, zvětšit obraz dodatečně v nouzi jemně lze, zmenšit ho, abyste viděli širší pohled, už ne). Na testování kresby optiky se požívají různé čárové testy, které jsou snímány při různé cloně z různých ohniskových vzdáleností.

Na tomto obrázku můžete vidět, jaký vliv má příliš velké zaclonění na kresbu obrazu - způsobí difrakce (odrazy světla v optice), (Canon HF100, zdroj Wolfgang's blog)

Kresba optiky HDV kamery Canon XH-A1 je i při plném 20x přiblížení vynikající, lze tak snímat detailně prokreslené předměty i z velké vzdálenosti.

7. Možné doplňky objektivu - především jsou to různé filtry (UV filtr, Gradientní filtr šedý, ND filtr, Polarizační cirkulační filtr), pak samozřejmě předsádky (WIDE a TELE předsádka). Jen vězte, že každá předsádka má své vlastní optické chyby, které se s vadami optiky kamery spíš násobí (než sčítají). Je tak vždy lepší předsádky vyzkoušet a především pak je lepší koupit rovnou kameru s patřičnými parametry optické soustavy, to vždy bude lepší řešení, než jakákoliv předsádka.

První obrázek je bez filtru, druhé dva ukazují působení gradientního šedého filtru COKIN, čtvrtý ukazuje sytou oblohu dík použití polarizačního filtru.

8. Vady optiky - běžné vady jsou asi tak trojího druhu. Zaprvé je to tmavnutí rohů při velkém přiblížení (vinětace). To je vlastnost optiky, jediná obrana je vyzkoušet si kameru pořádně před koupí. Druhou vadou bývá soudkové zkreslení na WIDE ohnisku (tedy svislé a horizontální linie v okrajích obrazu jsou prohnuté ve tvaru soudku). S tímto se dá žít, samozřejmě výrazné zkreslení může vadit při snímání architektury (nebo objektů s výraznými přímými liniemi). Třetí běžnou vadou je chromatická aberace, kdy optická soustava vykazuje různý lom světla a kontrastní kontury v okrajích obrazu získají zelené nebo purpurové okraje. Toto je vlastnost objektivu, drobná CA se dá odstranit v postprodukci pomocí sw korekce, za cenu mírné ztráty kresby v krajích obrazu.

První obrázek ukazuje tmavnutí rohů (vinětaci), druhý soudkovité zkreslení WIDE předsádky, třetí výřez s barevnými fialovými a zelenými konturami chromatické aberace.

Na závěr zbývají následující poznámky. Zaprvé profesionální tvůrci používají objektivy s různou ohniskovou vzdáleností, aby docílili jistého uměleckého výrazu obrazu. Například ve filmu Vojtěcha Jasného Všichni dobří rodáci jsou nádherně nasnímané krajinné kompozice. Vznikly snímáním speciálními objektivy s velmi dlouhou ohniskovou vzdáleností, které dovolily kameramanovi snímat speciální perspektivu, kterou by s objektivy s krátkým ohniskem nikdy nedocílil.

Druhou poznámkou je pak vztah vzdálenosti kamery, objektu v popředí a objektu v pozadí. Čím dále bude kamera od objektu v popředí (například člověka na louce), tím užší bude výřez v pozadí za ním. Tohoto optického klamu můžete například využít pro docílení vysoce dynamických záběrů - pokud v pozadí za ním bude například vysoký vodopád, dík větší vzdálenosti od něj získáte úzký výřez v pozadí padajících vod. Budou rozhodně vypadat dramatičtěji, než široký pohled na pozadí, kde vodopád bude tvořit pouze malou část scény.

Třetí poznámkou budiž, že rychlost objektů (pohybujících se před kamerou) může být opticky změněna (trikově) úhlem pohledu optiky (budete-li snímat pohyb "zepředu", bude pomalý, z boku naopak bude vypadat "rychle").

Proměnná ohnisková vzdálenost nahrazuje u levných kamer několik různých objektivů. Jde jako vždy o peníze, protože objektivy s menším rozsahem ohniskových vzdáleností nebo s pevnou ohniskovou vzdáleností jsou vždy kvalitnější (se skvělou kresbou bez vad, dle kvality provedení) než "univerzální objektivy" s velkým rozsahem ohniskových vzdáleností. Proto mají profesionální kamery výměnné objektivy.

Snímací čip videokamery

Snímací čipy videokamery (nebo 3 čipy u tříčipových kamer) je druhou nejdůležitější částí videokamery. I tento prvek zcela zásadním způsobem ovlivňuje výslednou kvalitu obrazu, nasnímaného kamerou. Jedním z hlavních hledisek je počet světlocitlivých bodů na čipu (respektive jejich skutečná fyzická velikost, čím jsou větší, tím pro kvalitu obrazu lépe) a celková fyzická velikost čipu (udává se v palcích, ale včetně pouzdra). Jak už jsme zmínili, pokud má videokamera optický stabilizátor, může mít snímač menší počet bodů (na stejné ploše) a tím získá uživatel kvalitnější obraz (především s větší dynamikou velkých kontrastů).

Druhé zcela zásadní rozdělení videokamer je pak ve způsobu snímání barev - kamery jednočipové používají před čipem fyzicky uložený mozaikový filtr, zatímco kamery tříčipové používají pro snímání barev skleněný dělící hranol, který světlo rozdělí do tří směrů, následně je před každým snímačem jeden celistvý barevný filtr (nikoliv mozaikový). Druhé řešení má mnoho výhod, ale samozřejmě také (v kvalitním provedení) znatelně vyšší cenu.

Dalším důležitým faktem je, že technologie CCD je vyvíjená podstatně déle, než (novější) technologie CMOS. To je nutné brát v úvahu, neboť CMOS snímače mají (stejně jako snímače CCD) určité nectnosti, které jsou postupně vývojem upravovány a korigovány. Pojďme se na složitou a prostorově velmi stísněnou technologii polovodičových snímacích čipů podívat trochu podrobněji.

Ukázka CCD a CMOS čipu v pouzdru (CMOS čip je větší, pouzdro obsahuje víc elektroniky, která je u CCD mimo pouzdro čipu), miniaturní čočka u jednočipových kamer soustřeďuje světlo na snímací prvek, čímž minimalizuje světelné ztráty, další dva obrázky ukazují, že snímací prvek může být uložený v přední nebo zadní části polovodičové konstrukce čipu, což má opět vliv na větší množství zachyceného světla. Jsou to různá "technologická kouzla" výrobců čipů.

Vlevo je vidět "ilustraci" mozaikového filtru jednočipové kamery (fyzicky předsazený před snímací čip), vpravo skleněný hranol a tři celistvé barevné filtry tříčipové kamery.

První věc, kterou je třeba si uvědomit, je fakt, že snímací plocha čipu má často pouhých několik milimetrů (5 až 6mm), na této ploše je umístěn často víc než 1mil bodů, u jednočipových kamer navíc s předsazeným barevným mozaikovým filtrem a mini čočkami. Je zřejmé, že technologie výroby takových čipů je vysoce náročná záležitost. Čipy samy o sobě jsou "černobílé", proto je nutné, aby pro snímání třech barev před nimi byly uloženy barevné filtry (podobně jako tři emulze snímají tři barvy na filmovém pásu, viz první kapitola), které propustí k jednotlivým světlocitlivým bodům snímače žádoucí část světelného spektra, odpovídající jednotlivým třem barvám. U jednočipových kamer k tomu slouží již zmíněné mozaikové filtry.

První mozaikový filtr (Bayer) používá CCD snímač (vždy dva pix jsou zelené, jeden modrý a jeden červený), druhý CMOS snímač (vždy z 8pix je 6zelených, jeden červený a jeden modrý, což podporuje rozlišení jasové složky, jejímž základem je zelený kanál, u nových jednočipových HD kamer).

Televizní obraz je vytvářený pomocí systému součtu tří základních barev - zelené, červené a modré. Lidské oko vidí v zeleném spektru nejlépe, proto jsou zelené filtry využívané u jednočipových kamer ve větší míře, jako základní informace pro výpočet jasové složky (která se počítá ze všech tří barev). Z těchto tří barev lze vytvořit všechny potřebné ostatní barvy (byť samozřejmě jsou tu omezení, některé tóny barev vytvořit - zobrazit na tv - nelze). Barevnému prostoru, který tyto tři barvy obsáhnou, se říká gamut. Je ale třeba mít na zřeteli, že různá zobrazovací zařízení, tvořené odlišnými technologiemi, mají různý gamut (tedy různou schopnost zobrazit větší nebo menší množství barevných tónů). Technologické provedení TV přijímačů má tak také svůj vliv na výsledné množství zobrazených barevných tónů tv obrazu.

TV gamut je barevný prostor, který obsáhnou tři RGB barvy, přenášené zakódovaně jako YUV (YCrCb, YPbPr), dle tv normy ITU R 601 (SD) nebo ITU R 709 (HD).

Pokud tyto tři základní barvy sečteme (podle určitého vzorce, každá barva má jiný koeficient), získáme informaci o jasové složce (Y), tedy černobílý obraz v odstínech šedi pro každý pixel obrazu. Pokud budou všechny tři barvy v maximálních hodnotách, získáme po sečtení maximální jasovou hodnotu bílou, pokud budou v minimálních hodnotách, získáme minimální jasovou hodnotu černou. Tento výpočet tvoří základ složitého "demozaikovačního algoritmu" (viz obrázek níž), který u jednočipových kamer dopočítává nejen hodnoty jasu, ale i hodnoty barev (pro všechny pixely).

Základní vtip je v tom, že každá informace jednotlivých pixelů je využívána opakovaně, tedy barevná informace je vypočítávána pro každý pixel komplikovaným vzorcem, vždy i z informací okolních pixelů (tím jsou informace využity vícenásobně).

Pomocí výpočtu v obrazovém procesoru se jednočipové kamery uplatňuje tzv. demozaikovací algoritmus, který vypočítává barevnou a jasovou informaci pro každý pixel částečně i z informací okolních pixelů. Vtip je v tom, že informace jednotlivých pixelů mohou být použity vícekrát.

Tyto informace o jasu a barvě jsou pak pro další zpracování zakódovány do tv systému YUV (složek), z důvodu zpětné kompatibility s čb televizory, kde se přenáší jedna informace o jasu (Y) a dvě rozdílové informace o barvě (UV). Víme-li, že součtem tří barev získáme informaci o jasu, můžeme zpětně z informace o jasu a dvou (od ní odečtených) informací o barvě snadno zpětně dopočítat třetí informaci o barvě. V této podobě YUV složek jsou pak informace v kameře zpracovávány, komprimovány pro záznam, přenášeny tv přenosovými soustavami a nakonec přijímány v TV přijímači, kde se z nich zpětně dekódují tři základní barevné informace RGB, které pak svým součtem vytváří na stínítku CRT TV (či pomocí nových technologií zobrazení - LCD či plazmových TV, atd.) barevný TV obraz.

Výstupem z čipu je analogový signál RGB, převedený A/D převodníky na digitální RGB signál. Zde se provádějí úpravy, jako například knee (viz dále, pro zvětšení dynamiky pro snímání velkých kontrastů), následuje maticový obvod, který signál transformuje na složkový Y, R-Y a B-Y. Zde je už oddělena informace o jasu Y od informací o barvě, což umožňuje provádět další korekce signálu kamery (zde u kamery Sony úprava saturace barev v části upravené pomocí knee).

Vraťme se ke snímacím čipům. Než se odečtou tři barevné informace (a pomocí A/D převodníků převedou do digitální podoby, vhodné pro zpracování v procesoru kamery), je třeba zmínit několik důležitým vlastností CCD a CMOS snímačů, které zásadně ovlivňují kvalitu snímaného obrazu. Ta první je ...

1. Dynamický rozsah čipu - je schopnost kamery a jejího čipu snímat velké kontrasty (velké rozdíly jasů v jedné scéně). Klasickým příkladem je okno v místnosti nebo silná bodová světla při večerním natáčení, ale takových velkých kontrastů najdete mnoho i při natáčení za běžného denního světla v exteriérech. Tuto vlastnost zcela určuje fyzická velikost jednoho snímacího bodu na snímači CCD či CMOS (byť obecně platí, že CMOS snímače jsou méně náchylné k smear efektu - tedy vzniku svislé "šmouhy", kterou vytvoří CCD snímač, pokud je například bodové světlo příliš intenzivní).

Typické příklady velkých kontrastů, příliš jasná místa jsou "vypálená" bez kresby. Právě knee a gama pomáhají k většímu dynamickému rozsahu čipů tím, že zpracovávají tmavá nebo jasná místa obrazu "nelineárně" (křivka jasu je na koncích "ohnutá", nelineární).

Při snímání těchto scén si prostě musíme vybrat, která část scény je pro nás důležitější, nejlepší je zablokovat expozici, aby se jas scény "s průchodem někoho v tmavém oblečení před objektivem" rušivě neměnil (namíření kamery blíže k oknu má podobný efekt, tady automatika přicloní). Ke "zhoupnutí jasu stačí průjezd tmavého auta, expoziční automatiky prostě na změnu jasu vždy zareagují a je lepší je v tomto případě nastavit manuálně.

Specifickým příkladem je i natáčení nějakého vystoupení na jevišti, nasvíceném reflektory. Tady je bezpodmínečně nutné využít buď expoziční režim bodové osvětlení, nebo využít možnosti "zebry", která identifikuje přepaly na displeji šrafováním zasažených oblastí (tyto části jsou pak zcela bez kresby). V tomto případě je třeba v bližších záběrech clonit na obličeje nasvícených aktérů, ve velmi širokých záběrech pak je možné připustit i malé přepaly tváří, ale expozice scény musí být posuzovaná velmi citlivě.

Typické příklady velkých kontrastů, v letním exteriéru, silné protisvětlo v zimě, večerní bodové osvětlení. 

Při snímání mohou na snímacím čipu kamery vznikat i další vady, jednou z novějších je tzv. rolling shutter (rolující závěrka), kdy u nových CMOS čipů (narozdíl od CCD) není čip skenován najednou, ale postupně od shora dolů. Tím se u rychleji pohybujících se objektů na scéně křiví svislé linie, ve směru pohybu (viz obrázek). Naštěstí vada není většinou výrazná a laický divák ji nepostřehne, na druhou stranu jsou chvíle, kdy je na první pohled patrná (viz obrázek). Podobně potrápí cmos čipy i rychlé záblesky fotoaparátů (dík postupné závěrce se narozdíl od CCD čipů neprojasní celý frame, ale jen část - jakýsi horizontální proužek. Při větší sérii záblesků pak proužky "šmrncají přes obraz" v různých výškách, což je celkem rušivé, připomíná to jakési vady, šmrncy). Podobně špatně dopadne i stroboskop, ale to jsou extrémní světelné situace.

Příklad vady nových CMOS čipů, křivení svislých linií ve směru pohybu, vliv "postupné závěrky" (rolling shutter).

2. Elektronická závěrka čipu (shutter) reguluje množství zachyceného náboje v polovodičových světlocitlivých buňkách snímače CCD nebo CMOS.  Udává se ve zlomku času (např. 1/50 sec), nemá vliv na snímkovou rychlost kamery (pokud jsou časy kratší). Nejdelší běžný čas je 1/50 (který je většinou pro snímání nejvhodnější, čip je skenován po celou dobu dopadu světla), krátký je např. 1/120 nebo 1/250 (tyto časy jsou vhodné na snímání sportu nebo rychlého pohybu, pozor ale na kratší časy, pak může pohyb v obraze mírně strobovat - nepůsobí pak plynulým dojmem, čip je totiž skenován přerušovaně, jen v části času 1/50), velmi krátký je čas 1/500. Kratší časy využije jen triková speciální kamera (takové kamery mají vysoké snímkové rychlosti, točí jen desítky vteřin, poskytnou trikové záběry pro velmi kvalitní zpomalení). Pro běžné podmínky stačí čas 1/50, pro rychlejší stačí 1/100 (120). Pokud svítí jasné slunce, nasaďte na kameru ND filtr (ND4x, u moře ND8x), kamera nebude tolik zkracovat čas závěrky, pohyb v obraze pak bude působit plynuleji (klidněji, příjemněji).

3. Rozlišení čipu - to je poslední parametr čipu, který si představíme. Jednoduše řečeno je to počet světlocitlivých buněk na čipu umístěných, ale má to svoje "ale". Jde totiž o vztah k dynamice velkých kontrastů a ke schopnosti natáčet i za sníženého osvětlení, s minimem šumu.

Pokud "prostě" zvýšíme počet bodů (na čipu například o velikosti 1/3 palce), aby měl co největší rozlišení, přijdeme současně o dynamiku (neboť plocha jednotlivé buňky má velký vliv na schopnost snímat velké kontrasty i malé světlo). Protože už víme, že jde jako vždy o peníze, tak výrobci volí co nejrozumnější kompromis, podle účelu kamery, pro který byla vyrobená.

Proto spotřební videokamery, určené domácímu natáčení, mají větší počet bodů na menším čipu, zatímco profesionální kamery se snaží o co nejmenší počet bodů na co největším čipu, stručně řečeno. Profesionální kamery také jednoznačně preferují nejen velikost čipů, ale také tříčipové snímání barev. Naopak kamery spotřební kombinují v kameře i funkci fotoaparátu, proto jsou čipy osazeny často 8 miliony body, i když pro HD stačí jen 2mil bodů. To snižuje jejich dynamické schopnosti (při snímání velkých kontrastů) a také zvyšuje šum při snímání za malého světla.

Obecně se také dá říct, že kvalita jednotlivých komponent (optika, čipy, korekce signálu v procesoru kamery) je u profesionálních kamer vyrovnaná, na určitou výslednou kvalitu obrazu (za všech světelných podmínek). Rozlišení je jen jedním z parametrů, troufnu si i říct, že vůbec ne nejdůležitějším. U spotřebních kamer je kvalita optiky nižší (to se projeví různými vadami na různých ohniscích), čip je pak optimalizovaný na běžné světelné podmínky (extrémní situace už nezvládne), celkově kamery dávají uspokojivé výsledky za běžného světla (a velmi dobré výsledky za perfektního osvětlení). Za horších podmínek se ale kvalita obrazu prudce snižuje, dynamický rozsah kamer (schopnost snímat velké kontrasty) také nebývá velký.

Zde vidíte na prvním obrázku prokreslenost obrazu kamery HMC151E (koukněte na žebra chladiče v pravé části) na druhém obrázku je rozlišení kamery XH-A1, za stejných podmínek (výřez z HD obrazu). V prvním případě volil výrobce z finančních důvodů čipy s menším počtem bodů, kamera HMC151E má dík tomu nižší šum za malého světla. Pro HD videokameru "bez kompromisů"  byste si museli pořádně připlatit, ceny začínají minimálně na dvojnásobku zde uvedených kamer.

Na výstupu procesoru kamery je pak signál komprimován do druhé (nižší) kvality, pro záznam. Záznamová část kamery signál uloží, pro další zpracování při střihu.

Musíme zmínit ještě jednu důležitou část kamery, tou je zvuková část.

U spotřebních kamer existují dvě okolnosti, kamera buď má vstup pro externí mikrofon, nebo ne (může mít i výstup pro kontrolu nahrávaného zvuku sluchátky). Ideální je, pokud lze úroveň zvuku regulovat i manuálně.

Manuální ovládání, jeho ergonomie (použitelnost) a kvalita náhledů obrazu na LCD či hledáčku

Tohle jsou velmi důležité části kamery. Laik se bude jistě spoléhat na automatiky ostření, expozice, vážení bílé či zesílení (gain), ale časem zjistí, že automatiky nefungují vždy stoprocentně. Proto jsou kamery vybaveny manuálním režimem, případně lze použít "poloautomatické" expoziční režimy (portrét preferující malou DOF - tedy otevřenou clonu, sport preferuje kratší časy závěrky, velké kontrasty-bodové světlo zaměřuje expozici na jasné body - aby byly správně prokreslené, velké kontrasty-sníh a pláž zaměřuje expozici na tmavé body - tmavé body jsou více prokreslené, atd.).

Ideální je, pokud kamera dokáže manuálně ovládat všechny základní parametry - clonu, čas závěrky (shutter) a gain (elektronické zesílení, to ale přidává šum, takže musí být použito střídmě nebo ve spojení s dešumátory, což může snižovat prokreslenost obrazu) - dohromady jsou tyto tři parametry označované u levných kamer termínem "EXPOZICE" (levná kamera vám tedy někdy nedovolí řídit tyto parametry jednotlivě, ale pouze souhrnně - kamera si pak sama řídí, zda použije ke změně expozice clonu, čas závěrky nebo gain, a uživateli poskytne jen souhrnné tlačítko "manuální EXPOZICE", kde uživatel může manuálně zablokovat expozici kamery a následně posunuje hodnoty "v abstraktní stupnici" plus a minus).

Pro dobré ovládání je třeba i dobré umístění ovládacích prvků (aby se daly ovládat prakticky "po paměti", bez rozhoupání kamery) a nutný je i nastavitelný náhled (např. při kompozici velmi vadí množství údajů na displeji kamery, lepší kamery tak poskytují možnost údaje vypnout a nechat si jen některé nejdůležitější).

Kvalitní náhled je pro dobré kameramany absolutní nutnost. Musí vědět, jestli nějak obraz náhled neořezává, musí být schopen kontrolovat ho perfektně i za silného světla (proto lepší kamery mají vždy hledáček se širokou očnicí pro odstínění světla).

Jistě je zřejmé, že běžný rodinný videoamatér takovou kameru snad ani nevyužije (a nezaplatí). Proto jsou spotřební kamery plné kompromisů, které mají jediný účel - snížit cenu kamery. Proto při koupi kamery musíte zvážit, jak drahou kameru vlastně potřebujete. Opravdu s ní budete natáčet každý rok mnoho desítek hodin materiálu? Nepřestane vás natáčení po nějakém čase bavit? Využijete manuální ovládání a vysokou kvalitu kamery i za malého světla? Jakou to vše má cenu, jaké finanční náklady vás čekají při zpracování HD videa ???

To jsou důležité otázky, důležitější než "ostrost" obrazu .-) . Poměr finanční náročnosti a kvality výsledku udává tzv. poměr "výkon/cena". Doporučuju nenechte se ošálit reklamními záběry na velké TV v prodejně videokamer. Pokud vaše peněženka má své limity (a priority), pečlivě posuzujte údaje o kamerách na specializovaných serverech na internetu, kde se porovnávají kamery a hodnotí se jistým skóre. Často takové hodnocení napoví, jak si stojí v poměru výkon/cena, ve srovnání se svými konkurentkami.

Nakonec přijde ten moment, kdy máte kameru doma.

.. ale třeba zjistíte, že vám některé vlastnosti kamery nesedí. Snažte se chvíli vydržet, neházejte flintu do žita hned. S kamerou se každý majitel musí sžít, čím levnější kamera, tím pečlivěji. Běžná doba "seznamování" je tak tři měsíce, proto nekupujte kameru poslední týden před dovolenou (nebudete mít šanci ji dobře vyzkoušet). Každá kamera může mít i vadu, je třeba ji před důležitou akcí vyzkoušet a sžít se s ní (záběry z dovolené vás "při ostrém startu" bez zácviku, při natáčení pouze  "na automat" určitě neuspokojí).

Další část se věnuje prvnímu natáčení - rozvaze co a jak natáčet.