Руководство по объективам для камеры Raspberry Pi HQ
Видео по теме опубликовано на YouTube.
Камера HQ — не новая V3: это не законченный модуль камеры
Если в 2019 году заходила речь о новой камере Pi, логично было ждать Raspberry Pi Camera Module V3 — следующую после V1 (2013) и V2 (2016).
Новая камера вышла в апреле 2020 года и удивила названием — High Quality Camera. По словам Raspberry Pi, это не новая итерация камеры V2, а скорее другая линейка продуктов. Камера HQ действительно заметно отличается от V2, потому что она не законченная: в комплект официального модуля камеры объектив не входит, и прежде чем пользоваться модулем, объектив нужно выбрать у сторонних производителей.
Сменные объективы — не новость для фотолюбителей, но для широкого сообщества Pi они могут оказаться в новинку. Arducam продвигает сменные объективы для камер Pi со времён выхода V1, поэтому в Arducam решили написать статью о том, что нужно знать при выборе объектива: теперь это решение приходится принимать каждому покупателю камеры HQ.
Широкоугольный объектив 6 мм и телеобъектив 16 мм для камеры Raspberry Pi HQ
Raspberry Pi сама объективы не выпускает, но вместе со сторонним производителем рекомендует для камеры HQ два объектива: 6 мм с креплением CS и 16 мм с креплением C.
В рекомендации производителей объективов нет ничего плохого. Но двумя объективами трудно закрыть все потребности пользователей, а большинство пользователей Pi плохо представляют, какие снимки дают эти два объектива.
Чтобы вы были готовы выбрать и использовать подходящий объектив, разберём три ключевых фактора: фокусное расстояние, фокусировку и диафрагму.
Фокусное расстояние: чем короче, тем шире
Фокусное расстояние характеризует способность объектива собирать свет — проще говоря, насколько сильно он преломляет лучи. Чем сильнее объектив собирает свет, тем быстрее сходятся лучи, пришедшие под разными углами, и тем короче фокусное расстояние. Кроме того, такой объектив вмещает в кадр больше, и обзор получается шире. Длинное фокусное расстояние, наоборот, даёт узкий обзор и крупный план деталей.
Если объяснение выше показалось слишком мудрёным, вот снимки, которые инженеры Arducam сделали объективами Arducam с разным фокусным расстоянием. Видно, как фокусное расстояние влияет на изображение: с его ростом картинка приближается.
Чтобы покупатели могли быстро подобрать подходящий объектив, в Arducam сделали калькулятор фокусного расстояния. Оптический формат сенсора камеры HQ — 1/2.3". Допустим, вы снимаете этой камерой лист A4 в альбомной ориентации с расстояния 1 м: получится фокусное расстояние около 21 мм, так что для этой задачи подойдёт объектив 20 мм.
Если нужен один объектив на разные фокусные расстояния, посмотрите на вариообъективы. У вариообъектива фокусное расстояние регулируется, поэтому интересующую область можно приблизить или отдалить.
Как добиться резкого изображения
На объективе есть рычажок фокусировки, им наводят фокус на объект. Обычно на нём есть отметки NEAR и FAR — фокусировка на близкий объект и на бесконечность.
Иногда объект всё равно не удаётся сфокусировать как следует, потому что не совпадает задний фокальный отрезок. В этом случае поправьте его кольцом регулировки заднего фокуса, а затем наведите фокус рычажком на объективе.
В каком-то смысле переходное кольцо C-CS — тоже дополнение к регулировке заднего фокуса: у объективов C задний фокальный отрезок длиннее, чем у CS, и эта разница выходит за пределы того, что может компенсировать кольцо регулировки заднего фокуса. Адаптер приподнимает объектив, и задний фокальный отрезок перестаёт быть препятствием для объективов C.
Автофокус для камеры Raspberry Pi HQ?
Камеры смартфонов просты: навёл и снял. Может ли камера Raspberry Pi HQ быть такой же удобной и поддерживать автофокус, чтобы не крутить кольцо фокусировки раз за разом?
У автофокуса есть условия: нужны моторы с программным управлением, которые двигают объектив вместо вас. В модуле камеры Raspberry Pi HQ нет ни мотора фокусировки, ни схемы управления им. Поэтому официальный модуль камеры Raspberry Pi HQ автофокус не поддерживает — нужна доработка сторонним производителем.
Подробнее об автофокусе на Raspberry Pi — в руководстве:
Автофокус камеры Raspberry Pi: полное руководство (V1, V2, HQ)
Arducam предлагает доработанный модуль камеры IMX477 High Quality с управлением мотором фокусировки по I2C. Фокус модуля камеры настраивается программно: команды мотору можно отправлять клавишами со стрелками или из примеров автофокуса на OpenCV.
Программное управление фокусом камеры HQ на IMX477 12 Мп: фокусировка с клавиатуры и даже автофокус
Диафрагма, как зрачок глаза, ограничивает свет
Диафрагма объектива похожа на зрачок человеческого глаза: она ограничивает количество света, попадающего на сенсор. Зрачок подстраивается автоматически, а на этих объективах C/CS диафрагма регулируется вручную. На объективе 6 мм с креплением CS кольцо диафрагмы находится посередине, на нём есть отметки «open» и «close». На объективе 16 мм с креплением C это внутреннее кольцо, ближайшее к камере.
Как кольцо диафрагмы влияет на освещённость? Поворачивая его, вы видите, как диафрагма физически открывается или закрывается, и от размера этого отверстия напрямую зависит, насколько светлым получится снимок.
Размер диафрагмы влияет не только на количество света, попадающего в камеру, но и на глубину резкости — расстояние между ближайшим и самым дальним объектами, которые на снимке выглядят достаточно резкими. Если открыть диафрагму, глубина резкости уменьшится, а если закрыть — в фокусе окажется больше объектов.
Объективы от зеркальных камер на камере Raspberry Pi HQ
Некоторые хотят использовать с камерой Raspberry Pi HQ объективы от своей зеркальной камеры и спрашивают, возможно ли это.
Конечно. У Arducam есть адаптер, который позволяет это сделать на камере Raspberry Pi HQ.
Объективы Nikon на камере Raspberry Pi HQ
- Адаптер Arducam для установки объективов Nikon F на камеру Raspberry Pi HQ с креплением C (снят с производства)
Объективы Canon на камере Raspberry Pi HQ
- Адаптер Arducam с объективов Canon EOS на крепление C для камеры Raspberry Pi HQ, совместим со всеми объективами EF и EF-S (снят с производства)
Объективы Arducam для камеры HQ: M12, CS и C
Как уже сказано, у Arducam большой опыт работы со сменными объективами, особенно M12, CS и C. Arducam предлагает адаптеры M12–CS, которые позволяют ставить на камеру HQ более компактные и доступные объективы M12, а также объективы C/CS с фокусными расстояниями, отличными от рекомендованных Raspberry Pi 6 и 16 мм. Новые объективы — в каталоге объективов Arducam.
Объективы M12 дают и дополнительные преимущества — малый вес и более широкий обзор. Подробнее об объективах M12 — в статье ниже.
Камера Raspberry Pi HQ с объективом и креплением M12
Если остались вопросы, напишите нам на quote@arducam-russia.ru.
