English
Požadované vlastnosti kamer pro FPV
Rozdíly mezi kamerami CCD a CMOS
Paprskové kóma
Zešikmení linií
Vlnění obrazu
Dílčí chybná expozice
Interference s výbojkovým osvětlením
Shrnutí
Pro účely FPV se nejčastěji využívají miniaturní průmyslové kamery. Při výběru je třeba přihlížet zejména k těmto kritériím:
Kamera by měla poskytovat kvalitní obraz. Tady je kámen úrazu –„ kvalitní“ znamená pro každého něco jiného. Pro jednoho to může představovat pestré a věrné podání barev, pro jiného rovnoměrně exponovaný nechvějící se obraz. Výběr té správné kamery vyžaduje možnost porovnání a především znalost faktu, že se musíte rozhodnout mezi dvěma základními typy: |
|
poskytuje jasnější obraz při špatném osvětlení |
|
vyšší spotřeba |
|
CMOS |
|
|
||
|
mnohem vyváženější expozice obrazu nižší proudová spotřeba |
|
nejasný obraz při slabším osvětlení a více šumu |
CCD kamery disponují elektronickou závěrkou. Nejedná se o mechanickou závěrku jako u zrcadlovky, přesto čas potřebný pro akumulaci náboje je pro každý pixel tentýž. Poté dochází k vyhodnocení naakumulovaného elektrického náboje pro každý pixel a k převodu na elektronický obrazový signál. Z toho plynou problémy s nerovnoměrným osvětlením scény.
CMOS kamery disponují shora dolů se posouvající postupnou závěrkou. To představuje lepší šanci na správné stanovení expozice pro každý řádek obrazu, avšak v okamžiku, kdy došlo k vyhodnocení a přenosu níže umístěného řádku obrazu, může již být na senzor promítána jiná scéna. To vede zejména při vibracích a prudkých pohybech kamery k deformacím obrazu.
Přestože se pro účely zájemců o FPV nechci problematikou rozboru předností i nectností obou typů kamer věnovat nadměrně, považuji za užitečné, abyste pochopili základní rozdíly a popis vad vám pomohl ve volbě správného typu.
Podívejme se dále na stručný rozbor vad obrazu typický pro každý z uvedených typů.
Paprskové kóma (anglicky "Smear") spočívá v zobrazení svislých jasných čar protínajících celý obraz a vycházejících z přesvětlených bodů obrazu, např. slunce nebo pouličních lamp. Postihuje CCD kamery, naopak CMOS senzory s rolující závěrkou jsou proti tomuto efektu odolné. Na následujícím obrázku se nabízí zobrazení téže scény různými senzory.
CCD
|
CMOS |
Zešikmení (anglicky „Skew“) je deformací postihující obraz CMOS kamer při prudkém pohybu stranou. CCD kamery jsou proti této deformaci obrazu odolné. Je způsobena faktem, že než je sejmut a přenesen řádek v obraze níže umístěný, obraz promítaný na sensor již ujede stranou, což vede k podklouznutí a deformaci kolmých linií v obraze. Dobře je to vidět na následujících snímcích. Zatímco v klidu jsou ráhna brány jistě kolmá k zemi, při pohybu do strany se sklání k jedné nebo druhé straně podle pohybu kamery. Toto podklouznutí je tím výraznější, čím rychlejší je pohyb kamery a horší osvětlení scény. Tento efekt může při velmi rychlém pohybu vést až ke komické deformaci objektů (fotbalistovi vpravo ujely nohy vpřed).
Vlnění obrazu (anglicky „Wobble“) je charakteristickou vadou CMOS kamer. V případě vibrací se záběr promítaný na obrazový senzor pohybuje tam a zpět, postupné sejmutí a vyhodnocení obrazu rolující závěrkou však vyvolává iluzi obrazu jakoby vlnícího se na vodní hladině. Příklad extrémního případu této vady je zde.
Dílčí chybná expozice (anglicky „Partial Exposure“) je vada postihující obraz CMOS kamer v případě prudké změny expozičních podmínek, například po záblesku blesku či slunce nebo při záznamu ohňostroje. Projevuje se prudkou a chybnou změnou expozice části obrazu (viz.následující obrázek).
Podobný jev pruhování obrazu do různě světlých a tmavých pruhů se může projevit při osvětlení výbojkami. Tento efekt se jako poblikávání obrazu projeví i u CCD snímačů. Pokud závěrka snímá s rychlostí 1/60s a obraz je nasvícen výbojkou napájenou proudem o frekvenci 50Hz, projeví se v obraze nepříjemné poblikávání obrazu rozdílovou frekvencí 10Hz.
Na závěr shrňme, že pokud plánujete FPV pro plynule se pohybující model letadla, zejména větroně nebo slowflyeru, a pokud je pohonný systém vyvážen a netrpí výraznými vibracemi, použití CMOS kamery nebude problém. Její využití nabídne rovnoměrněji exponované záběry se správnou expozicí nebe i země ve srovnání s CCD senzorem, zejména se sluncem nízko nad obzorem.
CCD kamery ovšem ohledně expozice a korekce protisvětla nelze zcela zatracovat. Mezi výrobci existují výrazné rozdíly. Následující video ukazuje, že zatímco jedna ze CCD kamer si i s protisvětlem poradí dobře, jiná je schopna zobrazit jen přesvětlené nebe a černou siluetu země. Naopak vyhněte se použití CMOS snímače v případě nasazení ve vrtulníku, kopteru nebo letadle, s nímž plánujete divokou akrobacii. V takových aplikacích použijte CCD kameru, podobně v případě letů za šera. Pro ty, kdo chtějí všemu přijít hlouběji na kloub, nabízím zde odkaz na další detailnější informace o kamerových snímačích a jejich vlastnostech. |