Как происходит фокусировка у камер фотоаппаратов и телефонов? Как они понимают что надо размыть?

Само по себе понятие «настройка камеры видеонаблюдения» не совсем правильное. По крайней мере, это понятие, в привычном его понимании, не отображает сути. Все дело в том, что говоря «камера не настроена» подразумевается вовсе не камера, а ее объектив. А если уж совсем вдаваться в подробности, то – Объектив относительно камеры (матрицы видеокамеры).

В этой статье пойдет речь о настройке объективов камер видеонаблюдения.

Для начала надо разобраться с возможными модификациями видеокамер, объективов и т.п.

В основе практически любой камеры видеонаблюдения, так называемый – Модуль видеокамеры.

Модуль видеокамеры, представляет собой плату со всеми необходимыми элементами, включая матрицу, процессор обработки сигнала и разъемы. Размеры такого модуля, как правило, 4х4см. По хорошему, такой модуль уже является камерой видеонаблюдения, но «наблюдать» через него не получится, пока мы правильно не сфокусируем свет на его матрицу. Вот тут-то нам и понадобится объектив. Задача любого объектива – Правильным образом сфокусировать свет на светочувствительной поверхности (матрице).

Модуль видеокамеры не оснащается каким либо креплением объектива, т.к. по сути является полуфабрикатом для полноценной камеры видеонаблюдения. (на Рис.1 изображен Модуль уже с креплением объектива). Задача производителя видеокамер очень проста – подобрать корпус для этого модуля, оснастить креплением объектива и, при необходимости, самим объективом. Именно по этому в последнее время стало появляться так много новых производителей видеокамер. Они просто покупают модули, корпуса и собирают камеру под своим брендом.

Рассмотрим устройство камеры видеонаблюдения стандартного исполнения.

Рис.2 Камера видеонаблюдения стандартного исполнения.

На  этом рисунке мы видим самую обыкновенную камеру видеонаблюдения (CCTV).

В этом примере Модуль видеокамеры помещен в подходящий корпус, который и является креплением объектива.

Такие камеры видеонаблюдения оснащаются объективами с типом крепления C/CS. Продаются же такие камеры без объективов, т.к. они не считаются Ширпотребом, а значит, покупаются для специальных, зачастую узконаправленных целей, которые не может обеспечить простая Китайская видеокамеры с радиорынка.

Видеокамеру стандартного исполнения можно оснастить любым объективом, важно только знать тип крепления.

Другой распространенный вид камер видеонаблюдения (Ширпотреб) – Модульная видеокамера и модификации на ее основе.

Модульная видеокамера – это все тот же Модуль видеокамеры, но уже оснащенный креплением объектива (Холдер) и самим объективом, что делает Модуль видеокамеры – законченным устройством готовым к эксплуатации.

Рис.3 Модульная камера видеонаблюдения.

Тем не менее, такую видеокамеру сложно использовать как камеру видеонаблюдения – у нее нет защиты от пыли и влаги, нет удобного крепления и т.д. По этому, практически весь Ширпотреб – это Модульная видеокамера помещенная в различные корпуса. Зачастую целая линейка таких камер отличается только корпусами.

Вернемся к объективам. Холдеры (Холдер — так называется крепление объектива к Модулю), устанавливаемые на модули видеокамер, могут быть двух основных видов и отличаются по типу крепления объектива – «C/CS» (как в видеокамере стандартного исполнения) и М12.

Тип крепления C/CS изображен на Рис.1 и 2, тип крепления М12 изображен на Рис.3

В чем их принципиальное отличие? В первую очередь, это Светосила, т.е. количество света проходящее через объектив и попадающее на матрицу. В принципе – и все. Разве что… Разнообразных модификаций объективов с креплением C/CS можно найти гораздо больше чем М12.

Типы объективов с креплением М12

Самый простой и наиболее часто встречаемый – стандартный объектив «board»

Рис.4 Объектив для камеры видеонаблюдения Board – M12.

Такие объективы различаются только Фокусным расстоянием (увеличением, углом обзора).

Следующий объектив – Вариовокальный, т.е. с изменяемым фокусным расстоянием (увеличением, углом обзора)

Рис. 5 Вариофокальный объектив для камер видеонаблюдения с типом крепления M12.

Такие объективы, также как и обычные, различаются только Фокусным расстоянием, но фокусное расстояние в вариофокальном объективе возможно изменить в пределах заданного диапазона.

Следующий объектив – Вариофокальный с АРД.

Рис.6 Вариофокальный объектив с АРД для камер видеонаблюдения с типом крепления M12.

Отличие от обычного Вариофокального объектива в наличии АРД (Автоматическая Регулировка Диафрагмы). Камера видеонаблюдения должна иметь функцию управления диафрагмой и соответствующий разъем.

Типы объективов с креплением
C/
CS

Как я уже писал ранее, тип крепления C/CS чаще используется в более продвинутых и более дорогих видеокамерах, по этому самый распространенный здесь – Вариофокальный с АРД, а остальные практически не используются.

Рис.7 Вариофокальный объектив с АРД для камер видеонаблюдения с типом крепления C/CS.

Итак, перейдем к процессу настройки камер видеонаблюдения – регулировка объектива.

Раз у Вас встал вопрос настройки объектива, значит и камера и объектив у Вас уже есть, по этому я не буду вдаваться в подробности подбора объектива.

Предположим, у нас уже есть видекамера с объективом, но качество картинки говорит о необходимости настройки.

Начнем с самого простого – Объектив M12-Board (Рис. 3,4,8).

Рис. 8 Модульная камера видеонаблюдения с Объективом Board-M12 – Фиксация винтом.

Процесс настройки фокуса в такой видеокамере заключается в приближении или отдалении объектива от матрицы. Так как объектив вкручивается по резьбе в холдер, для изменения расстояния от объектива до матрицы необходимо поворачивать (вкручивать или выкручивать) объектив в холдере – по резьбе. Стоит учесть несколько нюансов.

• Как правило, объектив не свободно вращается в холдере, а каким-либо образом зафиксирован в нем. На Рис.8 мы можем видеть винт фиксации. Для поворота объектива в холдере необходимо ослабить винт фиксации, а после регулировки – снова зафиксировать.

Вместо винта фиксации, на различных моделях камер видеонаблюдения может быть использована специальная пружинка, которая препятствует свободному вращению объектива (Рис. 9)

Рис. 9 Модульная камера видеонаблюдения с Объективом Board-M12 – фиксация пружиной.

В этом случае объектив можно поворачивать руками без дополнительных манипуляций.

Также встречаются камеры видеонаблюдения с фиксацией объектива при помощи резьбового герметика или клея. Как правило такие видеокамеры никогда не требуют настройки, т.к. у объектива просто нет шансов «соскочить» с нужной точки. Если все же такая необходимость возникает, есть только один вариант – срывать объектив с приклеенного места, путем проворота по резьбе. Для этого могут понадобиться пассатижи. При таком «срыве», велика вероятность повреждения объектива, холдера или модуля.

• При слишком сильном закручивании объектива внутрь холдера, появляется опасность повреждения матрицы. Не вкручивайте слишком сильно объектив в холдер.
• Для правильной настройки камеры видеонаблюдения лучше выбирать реальное место ее расположения, расстояния до объектов наблюдения и температуру. Также есть смысл настройки камеры в условиях недостаточной освещенности – когда в изображении с камеры еще видны все объекты, но уже не яркое освещение. Дело в том, что если камеру настроить в ярком освещении, потом, в сумерках, картинка может снова стать не четкой, а если наоборот, картинка останется четкой при любом освещении. Хотя последний совет больше относится к настройке объективов с диафрагмой.

При настройки видеокамеры необходимо смотреть, в реальном времени, картинку с камеры. Суть настройки – добиться максимально качественной картинки. Чтобы не повредить матрицу и не выкрутить объектив из холдера, необходимо крутить объектив только в ту сторону, в которую изображение становится лучше. При достижении максимального качества картинки на мониторе, продолжим поворачивать объектив в ту же сторону и снова увидим ухудшение картинки, вернем объектив обратно до достижения максимального качества – все. При необходимости – фиксируем объектив.

Настройка – Объектив
M12 – Вариофокальный и Вариофокальный с АРД (Рис. 5,6,7,10,11).

В принципе нет большой разницы есть ли в нашем объективе АРД или нет. Также бывают объективы с Ручной регулировкой диафрагмы. Стоит только лишь учесть, что положение диафрагмы немного влияет на фокус. Рекомендация такая: Производить настройку при полностью открытой диафрагме, т.е. в условиях недостаточной освещенности, тогда при изменении освещенности, фокус не «уплывет».

Рис. 10 Модульная камера видеонаблюдения с Вариофокальным объективом, с АРД, тип крепления M12.

Рис. 11 Модульная камера видеонаблюдения с Вариофокальным объективом, с АРД, тип крепления M12.

Вариофокальный объектив  — это объектив с изменяемым фокусным расстоянием (приближение, угол обзора). За изменение фокусного расстояния отвечает рычажок «Регулировка фокусного расстояния», который располагается ближе к входному зрачку (внешней линзе).  За настройку резкости отвечает рычажок «Регулировка резкости».

Рычажки, как правило, одновременно являются фиксаторами объектива. Для фиксации – он поворачивается и затягивается (слегка) как обычный винт – по часовой стрелке, для регулировки (ослабления) – против часовой стрелки.

Если камера у нас уже стояла и просто «убежала» резкость, соответственно фокусное расстояние мы трогать не будем, нам надо подстроить только резкость. Для этого необходимо поворачивать рычажок «Регулировка резкости» по оси вращения объектива. Рис. 12

Рис.12 Регулировка резкости вариофокального объектива.

При настройке видеокамеры необходимо смотреть, в реальном времени, картинку с камеры. Суть настройки – добиться максимально качественной картинки. Необходимо поворачивать рычажок только в ту сторону, в которую изображение становится лучше. При достижении максимального качества картинки на мониторе, продолжим поворачивать рычажок в ту же сторону и снова увидим ухудшение картинки, вернем объектив обратно до достижения максимального качества – все. Фиксируем рычажок.

Если помимо резкости нам понадобится изменить и фокусное расстояние, т.е. изменить угол обзора видеокамеры, что-то приблизить или отдалить, в этом случае необходимо провести настройку при помощи рычажка «Регулировка фокусного расстояния». Рис. 13

Рис.13 Регулировка фокусного расстояния вариофокального объектива.

При настройке видеокамеры необходимо смотреть, в реальном времени, картинку с камеры. Суть настройки – добиться необходимого фокусного расстояния. Необходимо поворачивать рычажок в ту сторону, в которую изображение становится лучше. При повороте рычажка, изображение будет расплываться и в какой-то момент станет невозможно разглядеть что-либо, по этому, периодически необходимо подстраивать и резкость (рычажком «регулировка резкости»).  При достижении необходимого фокусного расстояния, произвести настройку резкости так, как описано в предыдущем пункте. Зафиксировать рычажки.

Дам еще пару общих советов по настройке камер видеонаблюдения:

Для настройки камер всегда лучше самому смотреть на то, что получается на экране, но не всегда есть такая возможность. Если например мы будем настраивать камеры на объекте, то могут возникнуть определенные сложности с передачей информации от того кто смотрит, тому кто настраивает. К тому же, если на объекте установлена цифровая система виденаблюдения, могут возникать небольшие задержки и искажения при обработке сигнала с камеры и выводе изображения на экран. Чтобы этого не происходило, рекомендуется пользоваться переносным монитором, который подключается непосредственно к камере и позволяет видеть инженеру аналоговый сигнал в режиме реального времени. Есть специальные – портативные (переносные) сервисные мониторы, созданные специально для настройки и диагностики камер видеонаблюдения. Они работают на батарейках (аккумуляторах) и как правило имеют удобное крепление на руку инженера. Некоторые из них оснащаются выходом питания 12 Вольт для подключения видеокамеры непосредственно от этого монитора. Это особенно удобно на этапе монтажа, когда питание еще не возможно подать с центрального источника. В этом случае, обычно, настройка камер откладывается на завершающую стадию монтажа, после запуска всей системы видеонаблюдения. Соответственно, нет возможности заранее предусмотреть возможные недочеты, брак видеокамер, и значительно увеличивает трудозатраты и время, т.к. к одной и той же видеокамере приходится подниматься как минимум дважды. Имея такой монитор с выходом питания 12В. можно проверять и настраивать камеры видеонаблюдения сразу же, в момент установки. Это позволит выбрать оптимальное место установки, настроить видеокамеру, еще до ее крепления, разделки проводов и т.п., а также позволит убедиться в работоспособности камеры. Еще такие мониторы позволяют наглядно диагностировать такой вид помех как: Помехи по питанию, блуждающие токи и т.п. Все это, несомненно, поможет сэкономить время и облегчить работу монтажников и инженеров.

Поделиться в соц. сетях

Для обеспечения защиты объекта и создания достаточного уровня безопасности необходимо устанавливать специализированные системы. Одним из востребованных охранных комплексов является видеонаблюдение. По своему компонентному составу система видеонаблюдения достаточно сложная. Спроектировать и установить ее можно с помощью высококвалифицированных специалистов. Для надежной, качественной и эффективной работы системы в первую очередь необходимо настроить камеру видеонаблюдения.

Виды устройств видеонаблюдения и их настройка

Камеры видеонаблюдения на современном рынке представлены огромным модельным рядом. Разнообразие оборудования заключается не только в марке производителя. Видеокамеры можно классифицировать также по типу соединения:

• Наружные;
• Корпусные;
• Купольные;
• Скрытые;
• Аналоговые;
• Цифровые;
• Проводные;
• Беспроводные.

Настраивать каждую камеру необходимо в зависимости от ее индивидуальных особенностей. Несмотря на разнообразие оборудования, можно описать общий процесс его настройки. Для того чтобы настроить камеры, следует знать их составляющие компоненты. Как правило, наблюдение выполняется с помощью таких элементов видеокамеры:

• Платы;
• Матрицы;
• Процессора;
• Разъемов.

Все вышеперечисленные механизмы комплектуют камеру видеонаблюдения любого типа. Для того чтобы контроль над происходящими событиями осуществлялся эффективно и непрерывно, необходима настройка фокуса камеры.

Залогом качественной работы видеоустройства является правильная фокусировка света на матрицу. Для выполнения этой задачи используется объектив.

Чтобы настроить камеры с соблюдением правильной подачи света на матрицу, необходимо знать принцип работы объектива и его виды. Сам объектив нужно установить на специальный корпус. Размер разъема крепления должен строго соответствовать габаритам устройства. По типу крепления выделяют два вида объективов:

• C/CS;
• М 12.

Они различаются количеством светового потока, который попадает на матрицу. Установив объектив, нужно настроить фокусное расстояние. Фокусным является расстояние от объектива до матрицы. С помощью специальной резьбы механизм может регулироваться, т. е. приближаться или удаляться. Выполнятся настраивание путем вкручивания резьбы. Устанавливать режим фокуса можно и самостоятельно: для этого необходимо ослабить винт фиксации. После завершения наладочного процесса винт необходимо вернуть в первоначальное положение.

Существуют модели видеооборудования, имеющие пружину или резьбовой герметик. В таком случае настраивать фокус не нужно, поскольку объектив может сбиться с запрограммированной точки. Вращать объектив нужно до тех пор, пока выводимое на монитор изображение не будет наилучшего качества.

На видео 0 настройка камеры:

Выполнение необходимых настроек для веб-камеры

После завершения установки видеокамер и иного оборудования линии видеонаблюдения возникает  вопрос: «Как настроить камеру?». Правильно выполненная настройка является залогом надежной и качественной работы системы в целом. В последнее время широкое распространение получили веб-камеры. Запись, полученная от веб-камеры, может передаваться посредством компьютерной сети. Такой способ передачи видеоинформации позволяет управлять оборудованием дистанционно.

Вся информация записывается на жесткий диск персонального компьютера или съемный носитель.

Выполнение настройки камер видеонаблюдения, работающих посредством виртуальной сети, осуществляется довольно просто. Современное видеооборудование имеет функцию анализа видеопотока. Она заключается в том, что программа проводит сравнение полученных кадров (более ранних с последующими). Любые изменения в кадре незамедлительно фиксируются в программе.

Пользователь может самостоятельно настроить камеру, а именно вариант оповещения. Для возникновения нештатной ситуации, в работе веб-камеры предусмотрено два варианта оповещения:

• Посредством отправки информации на электронную почту пользователя;
• Путем включения режима записи с момента возникновения изменений в кадре.

При использовании двух вариантов оповещения одновременно отсутствует необходимость в постоянном просмотре видеороликов. Также, настраивая камеру, можно установить режим получения предупреждения. Предупредительное сообщение будет посылаться каждый раз при переходе видеокамеры из режима ожидания в режим записи. Для полноценной работы веб-камеры необходимо установить программное обеспечение. Оно содержится на диске, который идет в комплекте с оборудованием.

Установочный диск необходимо вставить в дисковод и программа выполнит автоматический запуск настройки. Настраивать программное обеспечение необходимо пошагово, согласно подсказкам. В основном, настройка проводится путем нажатия клавиш  Next или Install.

На видео показано, как настроить камеру своими руками:

Тестирование настроек современного оборудования видеонаблюдения

В последнее время большую популярность приобретает проведение тестирования выпускаемой продукции. Оборудование для видеонаблюдения не является исключением. Тестирование, как правило, выполняется в специальных лабораториях. Тест видеокамер проводится по нескольким параметрам:

• Разрешающей способности;
• Эффективности видеокомпрессии;
• Равномерности встроенной подсветки.

Разрешающая способность подлежит оценке по всему передаваемому изображению. Для тестирования выставляются максимальные параметры настройки, выбирается освещение, приближенное к реальным условиям использования механизма. Проверка эффективности видеокомпрессии заключается в определении сжатия получаемого видеопотока информации. Для этих целей используется динамическая таблица. Устанавливается одинаковая частота записи и минимальные настроечные параметры. Работа встроенной подсветки определяется путем проведения исследования в затемненном помещении. Влияние внешнего источника света при исследовании сводится к минимуму.

2015-03-18

Это краткое руководство о том, какие режимы фокусировки использовать в работе с камерой, в той или иной съемочной ситуации. Многие начинающие фотографы плохо разбираются в том, когда использовать автоматический режим, а когда лучше настроить фотокамеру вручную.

Зачем использовать ручной режим, если в камере есть автоматический?

Как и любая автоматика, автоматический фокус не всегда срабатывает идеально. Иногда, система автофокуса может фокусироваться совершенно не на том участке кадра, на котором хотите акцентировать внимание вы, в своей фотографии.

Не поймите нас неправильно: сегодняшние зеркальные и беззеркальные фотоаппараты способны фокусировать так быстро, как никогда ранее. Однако, для создания по настоящему творческих и художественных фотографий, вам необходимо самостоятельно настраивать фокус.

Использование автофокусировки: 9 ситуаций, когда автофокус вас подведет

В каких случаях автофокус будет работать неправильно?

Ваша камера может ошибиться в автоматической фокусировке тогда, когда ей не хватает света или при съемке однотонных объектов, например, при фотографировании коричневой собаки в чистом поле. В данном случае камера просто не сможет определить точку для фокуса.

В таких ситуациях, объектив будет двигаться взад и вперед, пытаясь зафиксироваться хоть на какой-то точке. Если в данном случае, есть какой-то объект переднего плана – куст, ветка и т.д., то, скорее всего, фотоаппарат сфокусируется именно на нем.

Движущиеся объекты могут оказаться очень проблематичными объектами съемки для автоматической фокусировки. Для такой съемки необходимо удостоверится, что вами был выбран правильный режим фокусировки, только так есть шанс сделать красивые, четкие и резкие изображения.

Какие режимы фокусировки стоит использовать и когда?

Первое, что нужно решить, хотите ли вы использовать автофокус или переключитесь в режим ручной фокусировки. Есть несколько ситуаций, когда ручная фокусировка является лучшим вариантом. Для того, что бы убедится, что вы работаете в автоматическом режиме, посмотрите, что бы на объективе было установлено значение AF, а не MF.

Автофокус предлагает два различных режима, один из которых необходимо установить на камере. Это One-Shot AF (Canon) / Single-Servo AF (Nikon) и AI Servo AF (Canon) / Continuous-Servo AF (Nikon). One-Shot/Single-Servo лучший вариант для съемки неподвижных объектов. После того как система сфокусируется на нужном объекте, вы можете смело делать свой снимок.

Как следует из названия, в режиме AI Servo AF / Continuous-Servo AF, камера непрерывно фокусируется на объекте, этот режим более удобный для слежения за перемещением объекта. В данном случае, вы можете сделать снимок в любой момент съемки, даже если объект находится не в фокусе. Это предусмотрено для более быстрой и продуктивной работы.

Многие камеры предлагают еще один режим автофокусировки: AI Focus AF (Canon) или Auto AF (Nikon). В этом режиме камера автоматически определяет, является ли объект неподвижным или движется, и в зависимости от этого переключается в соответствующий режим.

Не стоит путать выбор режима автофокусировки с выбором зоны фокуса, которая также может быть установлена автоматически или вручную.

В чем разница между режимом автофокуса и зоной фокуса?

Режим фокусировки определяет то, как объектив будет фокусироваться
, а зона автофокуса определяет, где камера сфокусируется
. Зоны фокусировки могут быть разными на разных моделях фотокамер, и у разных производителей.

Работая с камерой, у фотографа есть возможность выбрать будет ли она фокусироваться по одной точке, или по нескольким. Смотря в видоискатель и зажав на половину кнопку спуска затвора, вы увидите, как фокусируется фотокамера. При фокусировке по одной точке, вы можете передвинуть точку.

Точки фокусировки. Как грамотно их использовать?

Сколько точек автофокусировки стоит использовать?

Все зависит от того, что вы снимаете. Если вы устанавливаете фокусировку по нескольким точкам, то камера автоматически выбирает какие использовать, чтобы сосредоточиться на объекте.

При этом, если объект съемки достаточно большой, то, вас может не устроить то, как фокусируется камера. Например, при съемке памятника, фотоаппарат может сфокусироваться на ногах статуи, в то время как хотелось бы, что бы фокус был на лице. Кроме того, в таком случае есть риск фокусировки на объектах переднего плана, в то время как объект съемки находится на заднем плане.

В то же время, автоматическая фокусировка по нескольким точкам может оказаться более продуктивной при съемке объекта на однотонном фоне
, например, при фотографировании птиц на фоне голубого неба. Чем больше точек автофокусировки в камере, тем точнее она будет фокусироваться и лучше следить за объектом по мере его движения в кадре. В других случаях будет предпочтительнее использовать фокусировку по нескольким точкам.

Из всех доступных точек автофокусировки, центральная точка, обеспечивает наилучшую точность
. Лучше всего фокусироваться именно по этой точке, а потом, зафиксировав фокус, переместить камеру так, что бы композиционно создать привлекательную фотографию.

Когда использовать ручную фокусировку?

Ручная фокусировка может пригодиться тогда, когда фокусное расстояние, остается неизменными. Например, фотографируя автогонку, вы можете автоматически сфокусироваться на трассе, а затем, когда машина будет подъезжать переключиться на ручную фокусировку и, следя за авто, фокусироваться вручную.

Ручная фокусировка также единственный вариант тогда, когда камера не может сконцентрироваться самостоятельно. Некоторые объективы позволяют постоянно корректировать фокусировку камеры вручную, для этого вам не придется все время переключатся с ручного режима на автоматический.

Как сфокусироваться с Live View

Live View отлично фокусируется в ручном режиме. При переходе в автоматический режим фокуса, не ожидайте чудес от своей камеры.

Автоматическая фокусировка

Автоматический режим в Live View может работать по-разному, в каждой модели фотокамеры. Большинство камер обладают возможностью быстрого автоматического фокуса и более медленного, но более точного режима с возможностью обнаружения лиц.

Ручное управление

Live View помогает при ручной фокусировке, так как с помощью экрана вы можете увеличить часть экрана и сделать более тонкую настройку фокуса. Это особенно удобно при пейзажной фотографии и макро. Задача фотографа произвести очень точную настройку, так как разница между резким и четким, может оказаться существенной.

Максимальная глубина резкости и гиперфокальная фокусировка

Пейзажная фотография обычно требует точной ручной фокусировки. Даже не смотря на то, что самой действенной во время фокусировки будет только одна центральная точка, вы можете увеличить глубину резкости, используя меньшие отверстие диафрагмы и то, что называется гиперфокальной фокусировкой.

Для создания максимально четкой пейзажной фотографии необходимо установить фокус на бесконечность, используя ручную фокусировку. Для этого на объективе есть специальная шкала.

С помощью Live View или в видоискателе, все пространство окажется размытым, необходимо вручную настроить фотоаппарат так, что бы изображение стало резким.

6 ноября, 2013

Опубликовано в
Основы фотографии