Hispanopedia WikiLas cámaras FireWire utilizan el estándar de bus IEEE 1394 para la transmisión de audio , vídeo y datos de control. FireWire es la marca registrada de Apple Computer para el estándar IEEE 1394. [ 1 ]
Las cámaras FireWire están disponibles en forma de cámaras fotográficas y de vídeo , que proporcionan datos de imagen y audio . Un tipo especial de cámaras de vídeo se utiliza en los ámbitos de la industria, la medicina , la astronomía , la microscopía y la ciencia . Estas cámaras especiales no proporcionan datos de audio.
Estructura
La estructura básica de las cámaras FireWire se basa en los siguientes seis módulos:
Óptica
Las cámaras FireWire se basan en chips CCD o CMOS . El área sensible a la luz, así como los píxeles de estos chips, son pequeños. En el caso de las cámaras con óptica integrada , podemos suponer que la óptica está adaptada a estos chips.
Sin embargo, en los ámbitos de la fotografía profesional y semiprofesional , así como en el de las cámaras especiales , se suelen utilizar ópticas intercambiables. En estos casos, un especialista en sistemas debe adaptar la óptica y el chip a la aplicación (véase Integración de sistemas ). Además de los objetivos convencionales , estas lentes intercambiables pueden ser microscopios , endoscopios , telescopios , etc. A excepción de las monturas estándar C y CS, las monturas de las ópticas intercambiables son específicas de cada fabricante.
Captura de señal
Dado que el funcionamiento de una cámara FireWire depende de señales eléctricas, el módulo de captura de señal transforma la luz incidente , así como el sonido incidente, en electrones . En el caso de la luz, este proceso lo realiza un chip CCD o CMOS. La transformación del sonido la realiza un micrófono .
Digitalización
El primer paso de la digitalización de la imagen se basa en la estructura de un chip CCD o CMOS. Este divide la imagen en píxeles. Si un píxel ha captado muchos fotones, genera un voltaje alto. Si solo ha captado unos pocos fotones, genera un voltaje bajo. El voltaje es un valor analógico. Por lo tanto, durante el segundo paso de la digitalización, el voltaje debe transformarse en un valor digital mediante un convertidor analógico-digital (A/D) . Ahora se dispone de la imagen digital sin procesar.
Un micrófono transforma el sonido en un voltaje. Un convertidor analógico-digital transforma estos valores analógicos en digitales.
Mejora de la señal
La creación del color se basa en un filtro de color, ubicado frente al chip CCD o CMOS. Este filtro es rojo , verde o azul y cambia de color píxel a píxel. Por lo tanto, se le denomina matriz de filtros de color o, en honor a su inventor, filtro Bayer . Utilizando estas imágenes digitales sin procesar , el módulo de "mejora de señal" crea una imagen que cumple con los requisitos estéticos . Lo mismo ocurre con los datos de audio.
En el último paso, el módulo comprime los datos de imagen y audio y los genera, en el caso de las videocámaras, como un flujo de datos DV . En el caso de las cámaras fotográficas , se pueden generar imágenes individuales y, si corresponde, comentarios de voz como archivos.
Los ámbitos de aplicación de la industria, la medicina, la astronomía, la microscopía y la ciencia suelen utilizar cámaras monocromáticas especiales . Estas cámaras prescinden de cualquier mejora de la señal y, por lo tanto, generan los datos de la imagen digital en su estado original.
Algunos modelos especiales de cámaras a color solo pueden generar imágenes digitales en formato RAW. Estas cámaras se denominan ColorRAW o cámaras Bayer. Se utilizan con frecuencia en la industria, la medicina, la astronomía, la microscopía y la ciencia. En su versión fotográfica, son utilizadas por fotógrafos profesionales. Las cámaras fotográficas semiprofesionales suelen ofrecer un modo RAW opcional .
El procesamiento de los datos digitales sin procesar se realiza fuera de la cámara, en un ordenador, por lo que el usuario puede adaptarlos a una aplicación específica.
Interfaz
Los tres primeros módulos forman parte de cualquier cámara digital. La interfaz es el módulo que caracteriza a la cámara FireWire. Se basa en el estándar IEEE 1283, definido por la organización "Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos". Este estándar define un bus que transmite:
- datos críticos en el tiempo, por ejemplo un vídeo y
- datos cuya integridad es de vital importancia (por ejemplo, parámetros o archivos).
Permite el uso simultáneo de hasta 74 dispositivos diferentes ( cámaras , escáneres , grabadoras de vídeo , discos duros , unidades de DVD , etc.).
Otros estándares, denominados " protocolos ", definen el comportamiento de estos dispositivos. Las cámaras FireWire suelen utilizar uno de los siguientes protocolos:
- AV/C
- AV/C significa "Control de Audio y Video" y define el comportamiento de los dispositivos DV, como cámaras y grabadoras de video. Es un estándar definido por la Asociación Comercial 1348. El Grupo de Trabajo de Audio/Video es el responsable de su desarrollo.
- DCAM
- DCAM significa "Especificación de cámara digital basada en 1394" y define el comportamiento de las cámaras que generan datos de imagen sin comprimir y sin audio. Es un estándar definido por la Asociación Comercial 1394. El IIDC (Grupo de Trabajo de Instrumentación y Control Industrial) es el responsable de su desarrollo.
- IIDC
- IIDC se utiliza a menudo como sinónimo de DCAM.
- SBP-2
- SBP-2 significa "Protocolo de Bus Serie" y define el comportamiento de los dispositivos de almacenamiento masivo, como los discos duros. Es un estándar ANSI mantenido por NCITS .
Los dispositivos que utilizan el mismo protocolo pueden comunicarse entre sí. Un ejemplo típico es la conexión de una cámara de vídeo y una grabadora de vídeo. Por lo tanto, a diferencia del bus USB, no es necesario utilizar un ordenador de control. Si se utiliza un ordenador, este debe ser compatible con los protocolos del dispositivo con el que se va a comunicar (véase Intercambio de datos con ordenadores ).
Control
El módulo de control coordina a los demás. El usuario puede especificar su comportamiento mediante:
- interruptores fuera de la cámara,
- el bus FireWire, utilizando software de aplicación o
- un híbrido de los dos primeros casos.
cámaras fotográficas
Las cámaras fotográficas profesionales y semiprofesionales, y especialmente los respaldos digitales para cámaras , ofrecen interfaces FireWire para transferir datos de imagen y controlar la cámara.
La transferencia de datos de imagen se basa en el protocolo SBP-2 . En este modo, la cámara se comporta como un disco duro externo y, por lo tanto, permite el intercambio sencillo de archivos de imagen con un ordenador (véase Intercambio de datos con ordenadores ).
Para aumentar la eficiencia en un estudio fotográfico, las cámaras y los respaldos digitales también se pueden controlar mediante el bus FireWire. Generalmente, el fabricante de la cámara no publica el protocolo utilizado en este modo. Por lo tanto, el control de la cámara requiere un software especializado proporcionado por el fabricante, que suele estar disponible para ordenadores Macintosh y Windows .
Cámaras de vídeo
Aunque la compatibilidad con el bus FireWire solo se encuentra en cámaras fotográficas de gama alta, suele estar presente en videocámaras domésticas. Las videocámaras se basan principalmente en el protocolo AV/C , que define el flujo de datos de audio y vídeo, así como las señales de control de la cámara.
La mayoría de las videocámaras solo proporcionan la salida de audio y vídeo a través del bus FireWire ("DVout"). Además, algunas videocámaras pueden grabar audio y vídeo ("DVout/DVin"). Las videocámaras intercambian sus datos con ordenadores y/o grabadoras de vídeo.
Cámaras especiales
En los ámbitos de la industria, la medicina, la astronomía, la microscopía y la ciencia, las cámaras FireWire se utilizan a menudo no con fines estéticos, sino analíticos. Generan datos de imagen sin comprimir y sin audio. Estas cámaras se basan en el protocolo DCAM (IIDC) o en protocolos específicos de cada fabricante.
Debido a su campo de aplicación, su comportamiento es considerablemente diferente al de las cámaras fotográficas o de vídeo:
- Su carcasa es pequeña, está construida principalmente de metal y no sigue restricciones de diseño estéticas, sino funcionales.
- La gran mayoría de las cámaras especializadas no incorporan óptica integrada, sino una montura de objetivo estandarizada denominada « montura C » o «montura CS». Este estándar no solo se utiliza en objetivos, sino también en microscopios, telescopios, endoscopios y otros dispositivos ópticos.
- No dispone de funciones de asistencia a la grabación, como el enfoque automático o la estabilización de imagen.
- Las cámaras especiales suelen utilizar chips CCD o CMOS monocromos.
- Las cámaras especiales a menudo no aplican un filtro de corte infrarrojo ni filtros ópticos de paso bajo, evitando así que afecten a la imagen.
- Las cámaras especiales generan flujos de datos de imagen e imágenes individuales, que se capturan mediante una señal de disparo externa . De esta forma, estas cámaras pueden integrarse en procesos industriales.
- No se dispone de dispositivos de almacenamiento masivo, ya que las imágenes deben ser analizadas casi de inmediato por el ordenador conectado a la cámara.
- La gran mayoría de las cámaras especiales se controlan mediante un software instalado en un ordenador. Por lo tanto, las cámaras no disponen de interruptores externos.
- El software de aplicación rara vez está disponible de forma inmediata. Generalmente, debe adaptarse a la aplicación específica. Por ello, los fabricantes de cámaras ofrecen herramientas de programación diseñadas para sus cámaras. Si una cámara utiliza el protocolo estándar DCAM (IIDC) , también puede utilizarse con software de terceros. Muchos ordenadores industriales y sistemas embebidos son compatibles con el protocolo DCAM (IIDC) (véase Estructura/Interfaz e Intercambio de datos con ordenadores ).
En comparación con las cámaras fotográficas o de vídeo, estas cámaras especiales son muy complejas. Sin embargo, no tiene sentido utilizarlas de forma aislada. Al igual que otros sensores, son solo componentes de un sistema más amplio (véase Integración de sistemas ).
Intercambio de datos con ordenadores
Las cámaras FireWire pueden intercambiar datos con cualquier otro dispositivo FireWire, siempre que ambos dispositivos utilicen el mismo protocolo (véase Estructura/Interfaz ). Dependiendo de la cámara específica, estos datos son:
- Archivos de imagen y audio (protocolo: SBP-2 )
- Flujos de datos de imagen y audio (protocolo: AV/C o DCAM (IIDC) )
- Parámetros para controlar la cámara (protocolo: AV/C o DCAM (IIDC) )
Para que la cámara se comunique con un ordenador, este debe tener una interfaz FireWire y utilizar el protocolo de la cámara. Antiguamente, las cámaras FireWire estaban dominadas por soluciones específicas de cada empresa. Algunos especialistas ofrecían tarjetas de interfaz y controladores , accesibles únicamente mediante su software de aplicación. Siguiendo este enfoque, el software de aplicación se encargaba del protocolo. Dado que esta solución utiliza los recursos informáticos de forma muy eficiente, todavía se emplea en proyectos industriales altamente especializados. Esta estrategia suele generar problemas al utilizar otros dispositivos FireWire, como discos duros. Los sistemas abiertos evitan este inconveniente.
Los sistemas abiertos se basan en un modelo de capas . El comportamiento de cada capa (tarjeta de interfaz, controlador de bajo nivel, controlador de alto nivel y API ) se rige por las restricciones del fabricante del sistema operativo. El software de aplicación puede acceder a las API del sistema operativo, pero nunca a niveles inferiores. En el caso de las cámaras FireWire, los controladores de alto nivel se encargan del protocolo. Los controladores de bajo nivel y las tarjetas de interfaz implementan las definiciones del estándar IEEE 1394. La ventaja de esta estrategia radica en la sencillez del desarrollo del software de aplicación, que es independiente del hardware y de los fabricantes específicos.
Especialmente en el ámbito de las cámaras fotográficas y las cámaras especiales, se utilizan sistemas híbridos que combinan tecnologías abiertas con sistemas específicos de cada empresa. Las tarjetas de interfaz y los controladores de bajo nivel suelen ajustarse al estándar, mientras que los niveles superiores son específicos de cada compañía.
La característica fundamental de los sistemas abiertos es que no utilizan las API de los fabricantes de hardware, sino las del sistema operativo. Para Apple y Microsoft, el tema de la imagen y el sonido es de suma importancia. Sus API, QuickTime y DirectX , son muy conocidas. Sin embargo, en la percepción pública se las reduce a la reproducción de audio y vídeo. En realidad, son API potentes que también se encargan de la captura de imágenes.
En Linux, esta API se llama video4linux. Es menos potente que QuickTime y DirectX, por lo que existen otras API además de video4linux:
- cámaras fotográficas
- Las cámaras fotográficas suelen utilizar la infraestructura de Linux para dispositivos de almacenamiento masivo. Una de las aplicaciones típicas es digiKam .
- Cámaras de vídeo
- Las cámaras de vídeo se acceden mediante diversas API. La imagen de la derecha muestra el acceso del software de edición de vídeo Kino a la API libavc1394 . Kino también accede a otras API que no se muestran en la imagen para simplificar la explicación.
- Cámaras especiales
- La API más importante para cámaras especiales es libdc1394 . La imagen de la derecha muestra cómo el software Coriander accede a esta API. Coriander controla las cámaras FireWire basadas en el protocolo DCAM (IIDC) y adquiere sus imágenes.
Para simplificar el uso de video4linux y sus API específicas, se ha desarrollado la meta API unicap . Esta abarca sus componentes mediante un modelo de programación sencillo.
Integración de sistemas
A menudo, las cámaras FireWire son solo una pieza más de un sistema más grande. Normalmente, un especialista en sistemas utiliza varios componentes diferentes para resolver un problema específico. Hay dos enfoques básicos para hacerlo:
- El problema en cuestión resulta lo suficientemente interesante para un grupo de usuarios. El indicador típico de esta situación es la disponibilidad de software de aplicación listo para usar. La fotografía de estudio es un ejemplo.
- El problema en cuestión solo interesa a una aplicación específica . En estos casos, normalmente no existe software de aplicación disponible comercialmente. Por lo tanto, debe ser desarrollado por un especialista en sistemas. Un ejemplo de ello es la medición del espesor de una placa de acero.
Muchos aspectos de la integración de sistemas no están directamente relacionados con las cámaras FireWire. Por ejemplo, la iluminación influye notablemente en la calidad de las imágenes capturadas, tanto en aplicaciones estéticas como analíticas.
Sin embargo, en el contexto del desarrollo de software de aplicación, existe una característica especial, típica de las cámaras FireWire: la disponibilidad de protocolos estandarizados, como AV/C , DCAM , IIDC y SBP-2 (véase Estructura/Interfaz e Intercambio de datos con ordenadores ). Gracias a estos protocolos, el software se desarrolla independientemente de la cámara y el fabricante.
Al dejar la implementación del protocolo al sistema operativo y habilitar el acceso a un conjunto de API, el software puede desarrollarse independientemente del hardware. Por ejemplo, si en Linux una aplicación utiliza la API libdc1394 (véase Intercambio de datos con ordenadores ), puede acceder a todas las cámaras FireWire que utilizan el protocolo DCAM (IIDC) . El uso de la API unicap permite, además, el acceso a otras fuentes de vídeo, como capturadoras de fotogramas.
Véase también
Referencias
- ↑ Recomendaciones sobre el uso de registradores electrónicos a bordo (EOBR) para informar las horas de servicio (HOS): Informe final (PDF) . Departamento de Transporte de los Estados Unidos (Informe). Washington, DC; Cambridge, MA: Administración Federal de Seguridad de Autotransportistas. 28 de septiembre de 2005. Consultado el 6 de marzo de 2026 .
Enlaces externos
- Asociación Comercial 1394
- Lista completa de cámaras Firewire
- Descripción general del proveedor
- Gama completa de cámaras y periféricos Firewire IEEE1394a e IEEE1394b.
- Cámaras FireWire de Imaging Solutions Group
- Cámaras de vídeo FireWire : para aplicaciones industriales, científicas y médicas.
- cámaras fotográficas
- Cámaras de vídeo archivadas el 18 de enero de 2006 en Wayback Machine.
- Cámaras especiales
- API del sistema operativo
- QuickTime
- DirectX
- ActiveX
- API del sistema operativo en Linux
- video4linux
- libavc1394
- libdc1394
- discapacidad
- Software de aplicación en Linux
- ucview
- digiKam
- Kino archivado el 14 de febrero de 2014 en Wayback Machine .
- Cilantro
- Videografía
- Cámaras
- Tecnología cinematográfica y de vídeo
