02-07-2003

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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?

(risponde Roberto Marmo)

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 640x480 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.