Raspberry Pi Camera Module 3: подробный обзор
Новая камера Raspberry Pi Camera Module 3 наконец вышла.
У неё вполне достойный сенсор, долгожданный автофокус и, как и у предшественниц, очень доступная цена.
Но так ли она хороша, как кажется? Подойдёт ли она как универсальное решение для любых проектов?
Прежде чем ставить ей 10 из 10 и объявлять лучшей камерой Raspberry Pi всех времён, разберёмся подробнее.
Camera Module V3 вкратце
Коротко о главном в новой серии Camera Module V3:
- Камеры V3 выпускаются в 4 версиях: Standard, Wide, NoIR (без ИК-фильтра) и NoIR Wide.
- Вся линейка V3 построена на CMOS-сенсоре Sony IMX708 на 12 Мп. По словам Эбена, этот сенсор выбрали ещё несколько лет назад.
- IMX708 — сенсор со скользящим затвором, значит, у всех камер V3 скользящий затвор.
- У всех камер V3 есть автофокус.
- Автофокус работает на сочетании PDAF и CDAF (фазового и контрастного автофокуса).
- Угол обзора V3 Standard и V3 NoIR — 66° по горизонтали, у двух широкоугольных версий — 102° по горизонтали.
- Минимальная дистанция фокусировки у Standard и NoIR — 5 см, у Wide и NoIR Wide — 10 см.
- Максимальное разрешение фото — 4608 × 2592, видео — до 1080p50.
- Все камеры поддерживают съёмку в режиме HDR.
- У всех 4 камер такой же размер платы, как у камер V1.3 и V2.
- Линейка V3 работает со всеми моделями Raspberry Pi, кроме Raspberry Pi 400.
- Для подключения камер V3 к моделям Raspberry Pi Zero нужны дополнительные шлейфы.
- Все камеры V3 совместимы с libcamera и Picamera2, но больше не работают со старым ПО (raspivid, raspistill и др.).
- Линейка Camera Module V3 будет выпускаться не менее 7 лет (до января 2030 года).
Примеры снимков можно найти на официальной странице Camera Module 3 (внизу страницы), в обзоре Леса Паундера и в видеообзоре Джеффа Гирлинга.
У Camera Module 3 то же подключение MIPI на 2 линии
Все официальные модули камер (V1.3, V2, HQ), включая серию V3, подключаются только по MIPI на 2 линии.
Скорости передачи по 2 линиям (около 2 Гбит/с) и вычислительной мощности последних моделей Raspberry Pi камерам V3 вполне хватает. Но если подключать их к другой плате, где линий MIPI больше двух, ограничение пропускной способности может стать серьёзным недостатком.
В режиме HDR — только четверть разрешения
Новая камера V3 снимает в HDR и фото, и видео. В режиме HDR сенсор расширяет динамический диапазон синтезом пикселей: 4 пикселя одного канала (R, G или B) с разной экспозицией (у IMX708 — длинной, средней и короткой) после считывания объединяются в один большой.
Примерно так:
IMX708 — сенсор Quad Bayer, поэтому в режиме HDR его разрешение ограничено 3 Мп. Это подтвердил и Дэвид Плоумен, один из ведущих инженеров, разработавших модули V3.
По примерам снимков фонда Raspberry Pi и Леса Паундера (Tom’s Hardware) видно, что снимки в HDR ярче и лучше сохраняют детали и в тенях, и в светах.
С актуальным ПО снимать видео в HDR на новые камеры V3 очень просто — это выручает в сценах с яркими светами и глубокими тенями.
NoIR и NoIR Wide: о чём нужно помнить
1. Нужны дополнительные ИК-светодиоды
В комплекте NoIR и NoIR Wide только модуль камеры и шлейф на 15 контактов.
Если вы собираетесь использовать версии NoIR в темноте или для ночного видения, нужна внешняя подсветка — желательно ИК-светодиоды 850 или 950 нм.
2. ИК-засветка при ярком дневном свете
Без ИК-фильтра сенсор IMX708 улавливает более широкий диапазон длин волн, чем в стандартных версиях.
При ярком солнце изображение или видео может получиться с красноватым оттенком — из-за инфракрасного излучения.
3. Переключаемый ИК-фильтр — решаемая задача
Переключаемый ИК-фильтр, датчик освещённости и ИК-светодиоды — популярные доработки, которые Arducam применяла к прежним камерам Pi NoIR.
Встроенный датчик освещённости управляет включением ИК-фильтра и ИК-светодиодов: днём ИК-фильтр включён, а ночью автоматически отключается, и загораются светодиоды.
Так версия NoIR может работать круглосуточно: отличные снимки днём и хорошее ночное видение в темноте.
В Arducam уверены, что те же доработки можно применить к обеим камерам V3 NoIR.
Camera Module V3 на платах NVIDIA Jetson?
Ни Raspberry Pi, ни NVIDIA официально такую поддержку не обеспечивают и не заявляли о ней. Но Arducam давно занимается переносом штатных камер Raspberry Pi на платы NVIDIA Jetson, и для них уже доступны камеры Arducam серий 16MP-AF и 64MP-AF.
Камеры V3 стали бы отличным дополнением экосистемы Jetson, и, по мнению Arducam, это лишь вопрос времени.
Неизбежные недостатки автофокуса в некоторых задачах
В некоторых условиях автофокус может только мешать.
Крошечный мотор фокусировки в объективе отлично работает, когда камера неподвижна. Но в беспилотниках или роботах, где есть внешние воздействия, любая дрожь и вибрация сильно испортят результат.
Совместимость с корпусами для камер V1/V2
Ещё одна серьёзная проблема для многих — крепление камеры.
Из-за крупного объектива камера V3 не помещается в официальный корпус Raspberry Pi Zero и не подходит к большинству популярных корпусов для камер V1 и V2.
У камер V3 похожее расположение объектива и те же крепёжные отверстия, что и у камер Arducam 16MP-AF и 64MP-AF, поэтому корпуса, которые Arducam сделала для этих камер, без доработок подходят и для V3.
А Кевин Макалир сделал для неё оригинальное крепление «Жираф», которое печатается на 3D-принтере.
Аксессуары: удлинительные кабели, мультиплексирование, поворотные платформы и др.
Можно ли использовать очень длинные кабели?
Как заставить несколько камер V3 одновременно снимать или передавать видео на Raspberry Pi 4?
Что, если камеру нужно опустить под воду?
Как ещё можно увеличить угол обзора?
А если хочется превратить их в USB-камеры — это не перебор?
А как насчёт сменных объективов?
Те же вопросы, что задавали о старых камерах Pi, рано или поздно возникнут и о серии V3. По сути, запрос всегда один: как выжать из модулей камер V3 больше?
К счастью, на этот раз Arducam подготовилась лучше.
Итог: Camera Module 3 задаёт новую планку для камер Raspberry Pi
Радует, как фонд Raspberry Pi развивается вместе со своим сообществом.
Raspberry Pi отлично поработала над камерами V3: современный сенсор, HDR, очень хороший фазовый автофокус PDAF и превосходная программная поддержка.
С серией V3 во главе этот год обещает много новых и интересных решений для камер.
Примечание. Иллюстрации: Джон Ли, директор по дизайну Arducam.
