Funktion einer Webcam


Stand Mai 2013

Was ist eine WebCam?

Eine Webcam ist eine beliebige Kamera, deren Bilder über das Internet in Echtzeit übertragen werden. Zur Übertragung gibt es unterschiedliche Techniken. So ist vom Einzelbild alle paar Minuten über Bilder im Sekundenabständen bis zum Echtzeitvideo alles möglich. Besonders reizvoll sind steuerbare Kameras, die es dem Betracher erlauben den Blickwinkel der Kamera selbst zu bestimmen. Umgangssprachlich wird der Begriff Webcam auch für niederpreisige Kameras zum Anschluss an einen Computer verwendet.


Systemvoraussetzungen

Computer

Zum FTP-Upload oder Übertragen eines Bilderstreams reicht ein älteres System vollkommen aus. Für Livevideo sollte es schon etwas mehr sein. Die jeweiligen Mindestanforderungen sind auf den Webseiten der Hard- und Software-Herstellers ersichtlich. Netzwerkkameras benötigen einen Rechner nur zur Konfiguration über den Webbrowser.

Betriebssysteme

Das Betriebssystem wird in den meisten Fällen Windows Vista oder höher sein. 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. Ein Blick auf die Homepage des Kameraherstellers ist daher bei Verwendung dieses Betriebssystems ratsam. Traurig sieht es mit der Unterstützung von Linux aus. Sofern überhaupt vorhanden, ist der Betrieb meist nur mit herstellerfremden Treibern möglich.

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 (ausgenommen Multicast) steigt die benötigte Bandbreite pro Besucher. Fünf Besucher, die sich gleichzeitig den Stream ansehen, benötigen auch die fünffache Bandbreite. So kann selbst eine ADSL-Leitung sehr schnell überlastet sein. Das übertragene Datenvolumen sollte man im Auge behalten.

Webspace

Wer seine Kamerabilder der Öffentlichkeit nicht vorenthalten will, benötigt Speicherplatz (Webspace) auf einem Webserver. Webspace inkl. Domain und Zusatzfunktionen wie CGI, Perl, Datenbank, etc. ist mittlerweile für ein paar Euros im Monat zu haben. Wichtig sind schnelle Server und ein ordentlicher Service. Hoster in Übersee sind meiner Erfahrung nach zu langsam und nicht immer erreichbar. Kostenloser Speicherplatz ist aufgrund diverser Einschränkungen im Funktionsumfang und in der Geschwindigkeit nicht sonderlich empfehlenswert.


Kameras

Die Wahl der richtigen Kamera wird in der Regel durch den geplanten Standort und die gewünschten Funktionen bestimmt.

Verschiedene Kameratypen

PC-Kameras

Für Videokonferenzen oder Aufnahmen im Umkreis des Rechners sind solche 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 Kabellängen von 5 Meter vor.

Videokameras (CCTV-Kameras)

Im professionellen Bereich werden vielfach Videokameras eingesetzt, wie sie beispielsweise auch in der Sicherheitstechnik zu finden sind. In Verbindung mit einer Video-, TV- oder Grafikkarte mit Videoeingang eignen sie sich gut um kostengünstig größere Distanzen zu überbrücken. Eine gute Bildqualität, je nach Modell nützliche Funktionen wie Autofokus und Motorzoom, sowie die Möglichkeit das Videosignal über einen UHF-Modulator in ein Antennensystem einzuspeisen, sprechen für diese Variante. Wenn Sie Ihren neuen Camcorder zweckentfremden, bedenken Sie, dass diese Geräte eher für Familienaufnahmen und nicht für den Dauerbetrieb rund um die Uhr konzipiert sind.

Netzwerkkameras

Bei vorhandenem Netzwerk sind Netzwerk- oder IP-Kameras eine Überlegung wert. Sie werden einfach ins Kabel- oder Funknetzwerk eingebunden und bekommt 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 liegt entweder der Kamera bei oder können leicht über Suchmaschinen im Internet gefunden werden. Meist stehen Testversionen zum Download bereit, sodass niemand die Katze im Sack kaufen muss. Erwähnen möchte ich hier stellvertretend das kostenlose Yawcam, sowie die kommerziellen Vertreter WebcamXP und VisionGS. Eine weitere interessante Software ist SplitCam. Das Programm übernimmt die Kontrolle des Videogerätes und stellt es gleichzeitig mehreren Videoanwendungen zu Verfügung.

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. Der FTP-Upload gehört zu den Grundfunktionen jeder WebCam-Software. Je nach Programm ist bei Wählverbindungen ein automatischer Verbindungsaufbau und die automatische Trennung nach dem Upload möglich.

Schema FTP-Upload

Die Software-Konfiguration beschränken sich im Wesentlichen auf die Auswahl der Videoquelle, den Pfad des Kamerabildes am Webserver, die Aktualisierungsrate, sowie die Zugangsdaten für den FTP-Upload. Nach dem Start nimmt das Programm in regelmäßigen Abständen ein Bild auf und lädt es per FTP auf den Webserver. Das Kamerabild wird wie eine gewöhnliche Grafik in eine Webseite eingebunden. Sobald ein Besucher diese WebCam-Seite aufruft, bekommt er das zuletzt hochgeladene Bild der Kamera zu sehen. Allerdings muss er hin und wieder die Seite aktualisieren, um das jeweils neueste Bild anzuzeigen. Es gibt jedoch verschiedene Techniken um dies zu automatisieren. Nähere Informationen sind auf der Seite Bildaktualisierung zu finden.

Bilderstream

Eine streamingfähige WebCam-Software, wie z.B. Yawcam, WebcamXP oder VisionGS, arbeitet ähnlich einem Webserver. Die Anzeige erfolgt in der Regel durch Java-Applets, ActiveX-Controls oder JavaScripts, die in eine Webseite eingebunden werden. 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 variabel. Manche Netzwerkkameras arbeiten ebenfalls nach diesem Prinzip. Bei diese Art der Übertragung muss der Zugriff aus dem Internet permanent gewährleistet sein. Nähere Informationen dazu sind auf der Seite Dynamic DNS zu finden.

Videostream

Soll ein echtes Livevideo übertragen werden, dann kommt Streaming Media ins Spiel. Zu nennen sind hier unter anderem Flash Video von Adobe, Windows Media von Microsoft und QuickTime von Apple. Die Video- und Audiodaten werden mit einem Encoder komprimiert und an einen speziellen Mediaserver übermittelt. Der Mediaserver stellt den Stream im Internet zu Verfügung und kann bei entsprechend starker Internetanbindung eine Vielzahl an Besuchern bedienen. Zur Anzeige des Streams im Webbrowser werden Plugins benötigt.

Windows Media Encoder

Betreiber sehr gut besuchter Webcams werden um einen Mediaserver nicht herumkommen. Ob dieser zu Hause oder angemietet in einem Rechenzentrum steht, hängt in erster Linie von den Anforderungen bzw. der vorhandenen Internetanbindung ab. Neben kommerziellen Produkten sind auch kostenlose wie der Red5 Media Server verfügbar.

Wer mit nur wenigen Besuchern gleichzeitig rechnet kommen auch ohne Fremdanbieter, ohne Mediaserver und vor allem kostenlos ans Ziel. Nähere Informationen dazu sind auf der Seite Windows Media Encoder bzw. bei einem neueren Betriebssystem ab Windows XP SP3 auf der Seite Microsoft Expression Encoder zu finden.

Zu guter Letzt noch ein Hinweis auf Dienste wie Justin.tv, die es ihren Benutzern erlauben, Videos per Livestreaming ins Internet zu übertragen. Die Anbieter finanzieren sich durch Werbung und man muss mit dem zufrieden sein, was man vorgesetzt bekommt.


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