Come funzionano le quick e le web cam? E come possono trasmettere in tempo reale al PC milioni di byte al secondo senza algoritmi di compressione?

Il termine “quick cam” è il nome commerciale di alcuni modelli di
videocamera per PC, mentre con webcam si intende di solito una
videocamera che genera immagini accessibili tramite la rete Internet
ed in sostanza non è altro che una videocamera associata ad un
web server.

Grazie all’elevata miniaturizzazione dei componenti elettronici, è possibile
collegare al computer una videocamera per acquisire immagini, in un
formato che può essere facilmente trasmesso su internet. In
tal modo è possibile fare videoconferenze, creare messaggi video da
allegare
alle email, creare un sistema di videosorveglianza, acquisire singole
immagini per farne fotografie.

Il principio di funzionamento di una webcam è
simile a quello degli altri dispositivi di acquisizione ottica digitale in
commercio. L’occhio digitale è formato da una lente di focalizzazione
regolabile per mettere a fuoco l’immagine, un sensore CCD (Charge Coupled
Device, o dispositivo ad accoppiamento di carica) per creare l’immagine
digitale, un
sistema di acquisizione dati che trasferisce l’immagine dal CCD al
computer, di solito utilizzando la porta USB.

Il
risultato fornito dalla webcam è rappresentato da un filmato costituito
da una sequenza di singoli fotogrammi, il cui numero può essere
calcolato
moltiplicando la velocità di ripresa, in fotogrammi al secondo,
per la durata in secondi del video stesso. Ogni fotogramma può occupare
una
quantità di spazio da centinaia di kbyte fino ad alcuni mbyte,
dipendentemente
dalla
risoluzione grafica e dalla
profondità di colore scelte. Le più comuni camere per PC hanno una
risoluzione di 640×480 pixel
con 3 byte per pixel per rappresentare i colori, ovvero sono necessari
circa 900KB per ogni immagine.
Per inviare l’immagine al PC è quindi spesso necessario effettuare una
compressione in modo da consentire la trasmissione di parecchie
immagini al
secondo (tipicamente 20-30) per ottenere una impressione di movimento
naturale.
Il driver all’interno del PC ha in tal caso anche il compito di
decodificare
l’immagine compressa.

Se poi le immagini in movimento devono essere trasmesse su Internet (ovvero su un
canale trasmissivo ancora più lento) è indispensabile
usare appositi algoritmi di compressione dei dati e magari
aggiornare l’immagine a intervalli di tempo maggiori.
Gli algoritmi di
compressione
che vengono impiegati sono assai complessi, ma in sostanza permettono di trasmettere solo le parti che sono
cambiate
tra un fotogramma ed il successivo, riducendo così drasticamente
la quantità dei dati.

Le webcam che trasmettono le immagini riprese in forma
continua sono dette di tipo “streaming”, mentre quelle che
trasmettono un’immagine ogni tanto sono dette “non-streaming”.
La trasmissione di immagini in modo streaming non è supportata dal
semplice protocollo HTML ed occorre usare programmi particolari per accedere
a
siti internet che forniscono servizi di tipo streaming.