Webcam. Titel WIRTSCHAFTSIGENEURWESEN. Ausbildungsschwerpunkt: Logistik. Name: Patricia Schleifer Klasse: 1AHWIL Jahr: 2012/13

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1 Name: Patricia Schleifer Klasse: 1AHWIL Jahr: 2012/13 Titel Webcam 1 1 Titelbild, Quelle: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 1

2 Inhaltsverzeichnis Titel... 1 Webcam DEFINITION WEBCAM ENTWICKLUNG DER WEBCAM Installation einer Webcam ANSCHLUSSMÖGLICHKEITEN TECHNIK EINER WEBCAM CMOS Sensor CCD Sensor EINSATZGEBIETE EINER WEBCAM Öffentliche Einsatzgebiete Private Einsatzgebiete KAMERAS PC Kamera Videokamera (CCTV-Kameras) Netzwerkkamera ÜBERTRAGUNGSTECHNIKEN FTP-Upload Bilderstream Videostream Client Pull SYSTEMVORAUSSETZUNG Computer Betriebssysteme Internetzugang Webspace VORTEILE EINER WEBCAM NACHTEILE EINER WEBCAM RECHTE BEI AUFNAHMEN MIT EINER WEBCAM LITERATURVERZEICHNIS... 9 Referat Webcam_Schleifer Seite 2

3 1. DEFINITION WEBCAM Unter dem EDV Begriff Webcam versteht man einesteils eine Kamera, die in kurzen Zeitspannen Bilder, meist außerhalb von Gebäuden, aufnimmt, welche dann über eine Website öffentlich abrufbar sind. Andererseits wird eine einfache Kamera bezeichnet, die dazu dient Videobilder einer Person für einen Videochat oder Bildtelefonie zu übertragen. Dazu wird die Webcam über USB an den PC angeschlossen und normalerweise auf den Benutzer ausgerichtet. In Laptops ist die Webcam dazu meist schon vorhanden und über dem Bildschirm fest eingebaut ENTWICKLUNG DER WEBCAM Die Inspiration zur Entwicklung der ersten Webcams war das Trojan Room Coffee Pot Projekt, das im Jahr 1991 von Studenten im Labor der Cambridge Universität in Großbritannien verwirklicht wurde. Die Kamera war auf eine Kaffeemaschine gerichtet, dank welcher die Studenten aus verschiedenen Räumen sehen konnten, ob der Kaffee gebrüht wurde. Die Kaffeemaschine konnte von jeder Person über das Internet mit einem Webbrowser betrachtet werden. 3 Die Webcam sendete vom 11. November 1991 bis 2001 Bilder von der Kaffeemaschine ins Web. Nachdem die Kaffeemaschine im Frühjahr 2001 kaputt wurde, wurde sie für 3500 ersteigert. Sie wurde vom Hersteller kostenlos repariert und kann seitdem wieder durch zwei Webcams beobachtet werden. 4 Die erste Webcam: Diese Philips-CCD- Kamera schrieb Internet-Geschichte. 2.1 Installation einer Webcam Der große Vorteil der USB Schnittstelle ist, dass man Geräte auch im laufenden Betrieb anschließen kann. Man steckt die Webcam in einen freien USB Port und das Gerät wird sofort erkannt. Nachdem man die vom Betriebssystem verlangte CD eingelegt hat, startet die Installation und nach einigen kurzen Augenblicken ist die Kamera fertig installiert. 5 2 Quelle auszugsweise: [ 3 Selbstgeschrieben Quelle siehe Literaturverzeichnis 4 Quelle auszugsweise: [ 5 Quelle auszugsweise: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 3

4 3. ANSCHLUSSMÖGLICHKEITEN Es existiert eine Reihe von Webcams mit verschiedenen Anschlussmöglichkeiten wie USB, Firewire, serielle oder parallele Schnittstelle, sowie Funk, Bluetooth oder WLAN (wireless LAN). Die bekanntesten Webcam Anbieter sind Logitech, Creative Labs und Phillips TECHNIK EINER WEBCAM Eine Webcam besteht meistens aus einer Linse, einen Bildsensor, Unterstützungselektronik und manchmal auch ein Mikrofon für einen Ton. Verschiedene Objektive stehen zur Verfügung, das am häufigsten in Konsumenten-Webcams verwendete Objektiv ist eine Kunststofflinse, die ausgefahren werden kann, um die Kamera zu fokussieren. 7 Die Webcam sendet in einem bestimmten Zeitabstand Bilder ins Internet. Das Bild wird als Einzelbild oder als Film (Stream) auf eine Website hochgeladen. Den wichtigsten Bestandteil einer Webcam stellt der Bildsensor dar. Durch ihn wird einfallendes Licht in Informationen umgewandelt, welche daraufhin von der Kameraelektronik verarbeitet werden. Bei der Webcam werden in der Regel zwei Sensortypen genutzt, der CCD - Sensor und der CMOS - Sensor CMOS Sensor CMOS steht für Complementary Metal Oxide Semiconductor. Der Chip besteht aus Halbleiterelementen, die empfindlich auf Licht reagieren. CMOS-Bildsensoren sind günstig in der Herstellung, liefern jedoch zumeist schlechtere Bilder als CCD- Bildsensoren. Um die Funktion einer Webcam auszuprobieren, reicht die Qualität eines CMOS-Sensors aber aus 4.2 CCD Sensor CCD steht für Charge-coupled Device. Diese Halbleiter-Chips reagieren wie CMOS- Sensoren ebenfalls auf Licht. CCD-Bildsensoren sind in der Herstellung teuer und werden deswegen vermehrt in hochwertigen Geräten, wie Digitalkameras, verbaut. Bei den Webcams liefern CCD-Sensoren bessere Bilder als der CMOS, sind jedoch zumeist auch teurer. 9 Beide Sensortypen eignen sich für bestimmte Anwendungsbereiche besonders gut. 6 Quelle auszugsweise: [ 7 Selbstgeschrieben siehe Literaturverzeichnis 8 Quelle auszugsweise: [ 9 Quelle auszugsweise: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 4

5 5. EINSATZGEBIETE EINER WEBCAM Der Begriff Webcam geht auf Webseiten zurück, auf denen durch den Betreiber regelmäßig aktualisierte Bilder angeboten werden. Bei vielen Webcams wird dabei das Bild nur in längeren Abständen aktualisiert, nur manche Webcams bieten tatsächlich eine Art Live- Stream. Die Motive für den Betrieb einer Webcam sind sehr unterschiedlich. Dargestellt werden die unterschiedlichsten Inhalte: Öffentliche Orte, Büroarbeitsplätze, Privatwohnungen, Baustellen und vieles andere. 10 Beim Einsatz für Videokonferenzen oder andere Live -Zwecke ist wichtig, wie viele Bilder pro Sekunde die Kamera aufnehmen kann. Oft muss die Auflösung bei Live-Aufnahmen runter gesetzt werden, was aber auch die Verwendungsmöglichkeiten einschränkt. 5.1 Öffentliche Einsatzgebiete Bei Verwendung im Außenbereich sind sowohl die Bildqualität bei Nacht, als auch die bei Starklicht oder direkter Sonneneinstrahlung von Bedeutung. Öffentliche Einsatzgebiete sind zum Beispiel Skigebiete, Sehenswürdigkeiten und Städte Private Einsatzgebiete Typische private Einsatzgebiete sind Skype und MSN. Skype und MSN sind Instant- Messaging-Funktionen, die Dateiübertragungen und Videotelefonie beinhalten. Jedoch auch zur Fern-Körpervermessung werden Webcams eingesetzt, über welche das Körpermaß eines Kunden erfasst und anschließend eine Kaufempfehlung gegeben wird. Dieses Prinzip dient dem Ziel, den Online-Kauf von Kleidungsstücken entscheidend zu vereinfachen. Des Weiteren werden Webcams auch auf Webseiten wie Chatroulette im Jahr 2009, einer Website für Videochats. Hier haben Nutzer die Möglichkeit, sich mit ihnen völlig unbekannten Personen über eine Webcam auszutauschen KAMERAS Die Wahl der richtigen Kamera wird in der Regel durch den geplanten Standort und die gewünschten Funktionen bestimmt. Es gibt drei Arten von Kameras: PC Kamera, Videokamera und Netzwerkkamera. 10 Quelle auszugsweise: [ 11 Selbstgeschrieben siehe Literaturverzeichnis 12 Quelle auszugsweise: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 5

6 6.1 PC Kamera Für Videokonferenzen oder Aufnahmen im Umkreis des Rechners sind PC- Kameras sehr gut geeignet. Sie sind klein und handlich und können am Monitor befestigt werden. Für die Installation muss der Rechner nicht geöffnet werden. Die Spezifikationen des USB sehen eine maximale Kabellänge von 5 Meter vor Videokamera (CCTV-Kameras) Im professionellen Bereich werden vielfach Videokameras eingesetzt. In Verbindung mit einer Video-, TV- oder Grafikkarte mit Videoeingang eignen sie sich gut um kostengünstig größere Distanzen zu überbrücken. Eine gute Bildqualität mit Funktionen wie Autofokus und Motorzoom bietet diese Videokamera. Diese Geräte sind eher für Familienaufnahmen und nicht für den Dauerbetrieb rund um die Uhr geeignet. 6.3 Netzwerkkamera Bei vorhandenem Netzwerk sind Netzwerk- oder IP-Kameras eine Überlegung wert. Sie werden einfach ins Kabel- oder Funknetzwerk eingebunden und bekommen eine eigene IP-Adresse. Über den integrierten Webserver stehen die Bilder zum Abruf bereit. Es werden keine zusätzlichen Programme zu Übertragung benötigt. Besonders interessant sind schwenk- und neigbare Netzwerkkameras, da die Ansteuerung problemlos über den Webserver der Kamera erfolgt ÜBERTRAGUNGSTECHNIKEN Programme zur Bildübertragung liegen entweder der Kamera bei oder können leicht über Suchmaschinen im Internet gefunden werden. Meist stehen Testversionen zum Download bereit. 7.1 FTP-Upload Die Aktualisierung per FTP ist die einfachste Übertragungsart und findet hauptsächlich Verwendung, wenn zwischen den aufgenommenen Bildern eine längere Zeitspanne liegt. Dazu wird in regelmäßigen Abständen ein Bild der Kamera aufgenommen und anschließend per FTP auf einen Webserver hochgeladen. 7.2 Bilderstream Sobald das Kamerabild vollständig geladen ist, wird ein neues übermittelt. Die Zeitspanne zwischen zwei Bildern ist daher je nach Dateigröße, Anzahl der Betrachter und Bandbreite der Verbindung veränderlich. Manche Netzwerkkameras arbeiten ebenfalls nach diesem Prinzip. Bei dieser Art der Übertragung muss der Zugriff aus dem Internet permanent gewährleistet sein Selbstgeschrieben siehe Literaturverzeichnis 14 Quelle auszugsweise: [ 15 Quelle: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 6

7 7.3 Videostream Die Video- und Audiodaten werden mit einem Encoder verdichtet und an einen speziellen Mediaserver übermittelt. Der Mediaserver stellt den Stream im Internet zur Verfügung. Zum Betrachten mit dem Browser werden eigene Player benötigt. 16 Zwei weitere Übertragungstechniken, die weit verbreitet sind: Server Push und Client Pull Server Push Bei dieser Technik wird die Verbindung vom Web-Server nach dem Laden eines Bildes nicht geschlossen. Das Bild wird vom Server über die bestehende Verbindung immer wieder neu aktualisiert und so ein Videostream erzeugt. Bei einer schnellen Verbindung können flüssig Bewegungen dargestellt werden. 7.5 Client Pull Mit dieser Technik kann nur sehr eingeschränkt eine flüssige Bewegung dargestellt werden. Der Client lädt über eine Anweisung in gleichen Zeitabständen neu. Die Zeitabstände sind dabei größer als 1 Sekunde SYSTEMVORAUSSETZUNG Eine Webcam setzt einige Voraussetzung für das System, bevor sie überhaupt Aufnahmen machen kann. Die vier wichtigsten Voraussetzungen sind: ein Computer, ein Betriebssystem, ein Internetzugang und Webspace. 8.1 Computer Zum FTP-Upload oder Übertragen eines Bilderstreams reicht ein älteres System vollkommen aus. Für Livevideo sollte es schon etwas mehr sein. Netzwerkkameras benötigen einen Rechner nur zur Konfiguration über den Webbrowser. 8.2 Betriebssysteme Das Betriebssystem ist in den meisten Fällen Windows Vista oder höher. Entsprechende Windows-Treiber liegen allen neuen Kameras bei. Windows XP ist eine Alternative bei altersschwachen Rechnern und Webcams ohne Treiber für moderne Betriebssysteme. Treiber für MacOS sind nicht bei allen PC-Kameras enthalten. 8.3 Internetzugang Beim Internetzugang ist ein Breitbandanschluss, Stand der Technik und die Geschwindigkeit nur bei Videostreams ein Thema. Wichtig ist hier vor allem die Geschwindigkeit beim Upload, da diese meist deutlich geringer ausfällt. Beim Streamen von Bildern und Videos steigt die benötigte Bandbreite pro Besucher. So 16 Quelle auszugsweise: [ 17 Quelle: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 7

8 kann selbst eine ADSL-Leitung sehr schnell überlastet sein. Das übertragene Datenvolumen sollte man im Auge behalten Webspace Webspace ist ein Speicherplatz auf einem Webserver, wo man Webcam Bilder mit der Öffentlichkeit teilen kann. 9. VORTEILE EINER WEBCAM Webcams erfreuen sich einer stetig steigenden Beliebtheit. Viele Menschen nutzen inzwischen die zahlreichen Vorteile der kleinen Internetkameras. Webcams werden bei vielen, vor allem jungen, Menschen immer beliebter. Ein großer Vorteil ist, dass die Kameras sehr klein sind und problemlos auf dem Computer befestigt werden können. Vor allem für Menschen, welche sich sehr nahe stehen und sich eine lange Zeit nicht sehen können, sind Webcams eine sehr praktische, einfache und preiswerte Alternative, um wenigstens einige Bilder voneinander sehen zu können. Das moderne Zeitalter der Webcams macht dieses Gefühl der Nähe und Zusammengehörigkeit zwischen weit voneinander entfernt lebenden Menschen möglich. Inzwischen nutzen sehr viele Menschen auf der ganzen Welt die Vorteile der Webcams NACHTEILE EINER WEBCAM Webcams haben meistens eine sehr schlechte Auflösung und sind kein Ersatz herkömmlicher Digitalkameras. Sie haben in der Regel einen sehr begrenzten Schärfebereich. Leider neigen Webcams besonders bei längeren Belichtungszeiten zu mehr oder weniger starkem Bildrauschen und haben meist ausgeprägte systematische Bildfehler, wohl eine Folge des extrem günstigen Preises und der üblicherweise verwendeten, billigeren CMOS-Chips. Auch schnelle Bewegungen werden stark verwischt dargestellt, daher eignen sich diese Geräte vor allem für Aufnahmen, die auf einem Tisch oder in einem kleinen Bereich stattfinden. Webcams können auch keinen guten Ton aufzeichnen RECHTE BEI AUFNAHMEN MIT EINER WEBCAM Aufnahmen von Landschaften und öffentlichen Plätzen bei denen Menschen nur Beiwerk sind und nicht den eigentlichen Zweck der Aufnahme darstellen sind grundsätzlich erlaubt. Ebenso das Filmen einer öffentlichen Kreuzung. Das Zoomen auf z.b. Beteiligte eines Unfalls an einer Kreuzung ist verboten. Bilder einer Veranstaltung oder Demonstration dürfen 18 Quelle auszugsweise: [ 19 Quelle auszugsweise: [ 20 Quelle auszugsweise: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 8

9 ohne Zustimmung veröffentlicht werden. Wichtig ist, dass die Veranstaltung eigentlicher Bildinhalt ist und es sich dabei um eine Menschenmenge handelt. Das Zoomen auf eine Einzelperson ist nicht zulässig. Aufnahmen der Außenansicht von Gebäuden an öffentlichen Wegen sind gestattet. Ein ständiges Beobachten des Nachbargrundstücks könnte aber als Verletzung des allgemeinen Persönlichkeitsrechtes ausgelegt werden LITERATURVERZEICHNIS (CMOS Server, Webcam, FTP Upload, Videostream, Kameraarten) 21 Quelle auszugsweise: [ Referat Webcam_Schleifer Seite 9