Nuova fotocamera Raspberry Pi con otturatore globale

Raspberry Pi ha appena introdotto un nuovo modulo fotocamera nel formato fotocamera di alta qualità. Per lo stesso prezzo di $ 50 che sborseresti per la fotocamera HQ, ottieni circa otto volte meno pixel. Ma questa è una fotocamera con otturatore globale e, se hai bisogno di un otturatore globale, non c'è sostituto. Questo è un grosso problema per l'ecosistema Raspberry Pi.

La maggior parte delle fotocamere oggi disponibili utilizza sensori CMOS in modalità rolling shutter. Ciò significa che il sensore inizia nell'angolo in alto a sinistra e procede in raster, leggendo i valori di esposizione da ciascuna riga prima di passare alla riga successiva e quindi ricominciare dall'alto. Il vantaggio è una progettazione CMOS più semplice, ma lo svantaggio è che nessuno dei pixel viene esposto o letto nello stesso istante.

Confrontalo con un otturatore globale, in cui tutti i pixel CMOS vengono esposti e quindi i loro valori vengono archiviati finché non vengono letti tutti. Questo è un dispositivo molto più complicato, perché ogni cella necessita essenzialmente di circuiti di campionamento e mantenimento, e questo spiega la minore densità di pixel. Ma il risultato è che l'immagine è in realtà un'istantanea nel tempo, e se qualcosa nella scena si muove velocemente, questo è importante.

Allora chi ha bisogno di un otturatore globale? Innanzitutto è un must per la visione artificiale. La combinazione di soggetti in movimento e tapparelle distorce la forma di ciò che è in vista, e se stai cercando di misurarne le dimensioni o anche solo di determinarne il contorno corretto, allora devi filmarlo con un otturatore globale. I piloti di quad conosceranno l'altra faccia della medaglia della tapparella: l'"effetto gelatina" (link video YouTube). Sui quad, non è la scena ma la fotocamera a vibrare rapidamente, e questo fa sì che anche le scene statiche sembrino oscillare come quell'orribile vecchio cliché effetto sequenza onirica. Non buono.

Oppure immagina di fotografare un fulmine o altri eventi di breve durata e forse vuoi cronometrarlo. Con un otturatore globale, un fotogramma sarà scuro e un altro sarà chiaro. Con una tapparella, hai quasi la certezza di avere fotogrammi pieni a metà su entrambe le estremità.

Qui ho tirato fuori la classica demo: un'elica che gira. Dai un'occhiata alle strane forme che escono dalla telecamera con tapparella! Tutte le immagini sono leggermente sfocate perché la lama si muoveva velocemente durante l'esposizione; se è necessario ridurre la sfocatura, sarebbe utile più luce e tempi di esposizione più brevi. Ma se vuoi piegare la banana, solo un otturatore globale può salvarti.

Allo stesso modo, guarda le demo video. Mentre aumento e diminuisco la velocità dell'elica, puoi intravedere la forma che si altera con i frame rate delle telecamere. Con l'otturatore globale ottieni dei bei trifogli, ma con l'otturatore avvolgibile ottieni falci e persino lame fantasma sconnesse. Trippy.

Per ulteriori informazioni sugli effetti tapparella, guarda questo video.

Se hai $ 50 che ti bruciano in tasca e hai bisogno di un sensore per fotocamera per il tuo Pi, cosa ottieni? Dal punto di vista dei professionisti, la fotocamera con otturatore globale ha un otturatore globale: questo è abbastanza ovvio. Ha anche una sensibilità alla luce abbastanza buona, può registrare 1440 x 1080 pixel a 60 fotogrammi al secondo in modalità video e ciascuno di questi fotogrammi è un'istantanea reale nel tempo. Il grande svantaggio è che la risoluzione è molto più bassa rispetto alla telecamera con tapparella HQ. Ma per la visione artificiale e molte altre applicazioni non artistiche, 1080p è sufficiente. Onestamente, se stai utilizzando CV su un Raspberry Pi, il numero ridotto di pixel è probabilmente una benedizione.

Come la fotocamera HQ, questa fotocamera ha un sensore più grande rispetto alle fotocamere Raspberry Pi più economiche, ma devi (o devi fornire) il tuo obiettivo. Sia le telecamere HQ che quelle con otturatore globale hanno attacchi C e CS, il che significa che puoi avvitare qualsiasi obiettivo CCTV o persino stampare in 3D un adattatore per collegarli a qualsiasi cosa, da un microscopio a un telescopio. A volte vuoi una fotocamera, altre volte vuoi solo il sensore. Qui riceverai solo il sensore e un supporto per treppiede. Se desideri una fotocamera, includi il prezzo di un obiettivo nel tuo budget.