15 بهمن 1401
تهران، خیابان آزادی، تقاطع قریب
Media

ساخت ماژول دوربین جدید با فوکوس خودکار!

ساخت ماژول دوربین جدید با فوکوس خودکار!

امروز ما مفتخریم که عرضه Module 3 دوربین Raspberry Pi به بازار را اعلام کنیم. این ماژول‌ها شامل چهار نوع مختلف از ماژول دوربین 3 (Camera Module 3) هستند که قیمت آن‌ها از 25 دلار شروع می‌شود. ما ماژول دوربین های خود را با آپشن‌های حساس به نور مرئی و مادون قرمز، و با میدان دید استاندارد یا گسترده (FoV) تولید کرده‌ایم. و به جای اپتیک‌های فوکوس ثابت در نسخه‌های قبلی خود، فوکوس خودکار را در ماژول دوربین 3 خود ارائه داده‌ایم. – که بسیاری از مشتریان درخواست کرده بودند- این ویژگی به شما این امکان را می‌دهد که از اجسام از فاصله 5 سانتیمتر تا بی‌نهایت، تصاویر واضح بگیرید.

یک شات پر زرق و برق، ولی نه با سایز واقعی

یک شات پر زرق و برق، ولی نه با سایز واقعی

بار دیگر، ما با سونی شریک شدیم، این بار با استفاده از سنسور IMX708 با نور پشتی (back-illuminated) آن‌ها. این سنسور وضوحی بالاتر (دوازده مگاپیکسل) ارائه می‌دهد. طراحی پیکسل بزرگتر و حساس‌تری دارد، و از تصویربرداری با داینامیک رینج بالا پشتیبانی می‌کند.

ماژول دوربین 3 Raspberry Pi

ماژول دوربین 3 Raspberry Pi

ماژول دوربین، اولین اکسسوری رسمی Raspberry Pi بود. در سال 2013 آن را راه‌اندازی کردیم و به یک موفقیت سریع دست یافتیم. در اواخر همان سال، نوع حساس به مادون قرمز NoIR را ساختیم. ماژول دوربین 2 که حول حسگر 8 مگاپیکسلی IMX219 سونی ساخته شده است، در سال 2016 عرضه شد و از آن زمان تاکنون، صادقانه در خدمت ما بوده و در راه تبدیل شدن به یک محصول پرچمدار و با عرضه طولانی، تاکنون 2 میلیون نسخه از آن به فروش رفته است.

اما اکنون تکنولوژی سنسور تصویر CMOS وارد شده است.

ماژول دوربین 3 واید
Camera Module 3 Wide
ماژول دوربین 3
Camera Module 3

ما توانسته‌ایم به قیمت 25 دلار برای انواع استاندارد FoV پایبند باشیم. انواع wide‑FoV دارای پشته نوری پیچیده‌تر و گران‌تری هستند و 35 دلار قیمت دارند.

ماژول دوربین 3 واید Noir
Camera Module 3 NoIR Wide
ماژول دوربین 3 Noir
Camera Module 3 NoIR

بیایید هر یک از این آپگریدها را به ترتیب تجزیه و تحلیل کنیم.

وضوح بالاتر، پیکسل‌های بزرگتر

در مقایسه با IMX219 که آرایه 3280×2464 (8.1 مگاپیکسل) و 1.12 میکرومتر پیکسل دارد، IMX708 یک آرایه 4608×2592 (11.9 مگاپیکسل) دارد و 1.40 میکرومتر پیکسل ارائه می‌دهد. وضوح افقی بالاتر نشان‌دهنده توانایی تصویربرداری از جزئیات دقیق است. نسبت تصویر 16:9 به ما اجازه می‌دهد تا فیلمبرداری HD داشته باشیم که از کل ناحیه سنسور استفاده می‌کند. پیکسل‌های بزرگتر و معماری پیکسل‌های مدرن‌تر، به حساسیت بالاتر و عملکرد بهتر در نور کم تبدیل می‌شوند.

آپشن‌های میدان دید

انواع استاندارد FoV از ماژول دوربین 3 یک FoV 66 درجه (افقی) ارائه می‌دهند که تطابق نزدیکی با FoV 62 درجه قبلی دارد. برای این گونه‌ها، رزولوشن خطی (linear) بالاتر IMX708 مستقیماً به رزولوشین زاویه‌ای (angular) بیشتر تبدیل می‌شود. در این‌جا، چند عکس آورده‌ایم که بتوانید با مقایسه آن‌ها، تفاوت بین میدان دید استاندارد و wide را تشخیص دهید.

باز هم یک روز زمستانی در الی، اما در نمایی wide
باز هم یک روز زمستانی در الی، اما در نمایی wide
یک روز زمستانی در الی
یک روز زمستانی در الی

انواع wide در FoV ، یک FoV 102 درجه (افقی) ارائه می‌دهند. آن‌ها وضوح خطی بالاتر IMX708 را در یک زاویه بزرگتر پخش کردند و وضوح زاویه‌ای کمی کمتر از ماژول دوربین 2 ایجاد کردند. اما اپلکیشن‌های جدید، ویژگی‌های جالبی از جمله digital panning را امکان‌پذیر می‌کنند.

فوکوس خودکار

هر ماژول دوربینی که تا به امروز ساخته‌ایم، دارای اپتیک‌های فوکوس ثابت بوده است: مجموعه‌ای از لنزهای ثابت فیزیکی، که برای فوکوس بی‌نهایت بهینه‌سازی شده‌اند، اما می‌توانند تصویر نسبتاً واضحی از اجسام، در فاصله یک متری ارائه دهند.

ماژول دوربین 3 برای  اولین بار پشتیبانی از فوکوس خودکار قدرتمند را معرفی می‌کند. ست لنز بر روی یک محرک سیم‌پیچ صوتی نصب شده است و به ما امکان می‌دهد آن را نسبت به سنسور، به عقب و جلو جرکت دهیم؛ تا زمانی که یک ناحیه انتخاب شده (به طور پیش‌فرض در وسط تصویر)، به طور مطلوب فوکوس شود.

برای انتخاب موقعیت مناسب برای لنز، از قابلیت‌های فوکوس خودکار تشخیص فاز (PDAF) حسگر IMX708 استفاده می‌کنیم و اگر نتیجه PDAF با اطمینان بالا در دسترس نباشد، به الگوریتم فوکوس خودکار تشخیص کنتراست (CDAF) خود بازمی‌گردیم. یکی از محاسن PDAF این است که به ما امکان می‌دهد الگوریتم فوکوس خودکار را به طور مداوم در حین ضبط ویدئو اجرا کنیم و در حین حرکت دوربین و اشیا در صحنه، فوکوس بهینه را حفظ کنیم.

داینامیک رینج (dynamic range) بالا

برای من، این هیجان‌انگیزترین ویژگی ماژول دوربین 3 است.

یک حسگر تصویر با شمارش تعداد فوتون‌هایی که در مدت زمان نوردهی به هر پیکسل برخورد می‌کنند، تصویر را می‌گیرد. انتخاب زمان نوردهی مهم است. چرا که در یک صحنه تاریک، ما برای ثبت جزئیات با بهترین نسبت سیگنال به نویز ممکن، نیاز به یک نوردهی طولانی داریم. در حالی که در یک صحنه روشن، برای این‌که از اشباع سنسور و blowing out شدن عکس، مدت زمان کمی از نوردهی را نیاز داریم.

داینامیک رینج (dynamic range) بالا

برای صحنه‌ای با هر دو ناحیه روشن و تاریک (یکی با داینامیک رینج بالا)، لزوماً انتخاب خوبی برای زمان نوردهی وجود ندارد: شما با انتخاب‌هایی بد بین blowing out کردن مناطق روشن یا نوردهی کم مناطق تاریک روبرو هستید. سنسورهایی با داینامیک رینج بالا (HDR) مانند IMX708 با گرفتن چندین نوردهی همزمان با زمان‌های نوردهی متفاوت، این مشکل را برطرف می‌کنند. سپس می‌توانیم نوردهی‌ای را انتخاب کنیم که جزئیات را در هر ناحیه از تصویر به بهترین شکل ثبت می‌کند و یک فرآیند tone mapping را برای فشرده‌سازی داینامیک رینج نتیجه، برای نمایش یا ذخیره‌سازی اعمال می‌کنیم.

تصاویر به دست آمده، دارای یک چهارم وضوح شات non-HDR هستند، اما من فکر می‌کنم که نتایج خود گویا هستند.

تصویر Tone-mapped HDR از ماژول دوربین 3 با توانایی ثبت جزئیات داخلی و بیرونی
تصویر Tone-mapped HDR با توانایی ثبت جزئیات داخلی و بیرونی
نمای داخلی به درستی جزئیات بیرون را ثبت کرده است
نمای داخلی به درستی جزئیات بیرون را ثبت کرده است
نمای داخلی با جزئیات بیرون را خیلی کم ثبت کرده است
نمای داخلی با جزئیات بیرون را خیلی کم ثبت کرده است

یک ماژول دوربین با کیفیت بالا و با پایه M12

دوربین با کیفیت Raspberry Pi که در سال 2020 عرضه شد، از لنزهای قابل تعویض با استانداردهای C- و CS-mount پشتیبانی می‌کند. برخی از مشتریان صنعتی ما آداپتورهایی به آن اضافه کرده‌اند که به آن‌ها امکان استفاده از لنزهای M12-mount را بدهد. Fisheye و لنزهای تخصصی دیگر در این فرمت به راحتی در دسترس هستند.

لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است چاپگرها و متون بلکه روزنامه و مجله در ستون و سطرآنچنان که لازم است.

نمای عقب M12
نمای عقب
ماژول دوربین با کیفیت بالا و با پایه M12
پایه M12 جدید

برای حمایت بهتر از این مشتریان، امروز ما یک نوع دوربین با کیفیت بالا و با پایه M12 را به قیمت 50 دلار عرضه می‌کنیم. این کار نیاز به آداپتور را از بین می‌برد و به دلیل افزایش انعطاف‌پذیری بک فوکوس، از طیف بسیار گسترده‌تری از لنزها پشتیبانی می‌کند.

سازگاری

ماژول دوربین 3 با تمام کامپیوترهای Raspberry Pi با کانکتورهای CSI سازگار است. البته همه به جز Raspberry Pi 400 و نسخه 2016 از Zero. ابعاد برد و موقعیت سوراخ نصب با ماژول دوربین 2 یکسان است. اما به دلیل تغییر در اندازه و موقعیت ماژول سنسور، از نظر مکانیکی با درب دوربین Raspberry Pi Zero Case سازگار نیست.

مقایسه انواع مازول دوربین RaspBerry Pi

مقایسه انواع ماژول دوربین RaspBerry Pi

ماژول دوربین 3 جدید فقط توسط محیط نرم افزاری مدرن libcamera و توسط Picamera2 بتا مبتنی بر libcamera تحت سیستم عامل Raspberry Pi OS Bullseye پشتیبانی می‌شود، و نه توسط پشته دوربین closed-source قدیمی. پس قبل از ورود باید مطمئن شوید که آخرین نسخه را دارید. زیرا فقط آخرین نسخه از فوکوس خودکار پشتیبانی می‌کند. اما نگران نباشید. اسناد سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، از جمه اسناد کتابخانه Picamera2 ، از سمت ما برای کمک به شما آپدیت شده‌اند.

Credits

سخت افزار ماژول دوربین 3 و دوربین آپدیت‌شده با کیفیت بالا توسط سیمون مارتین طراحی شده‌اند. نائوش پاتوک، نیک هالینگ‌هورست، دیوید پلومن، سرگی اشنایدر و دیو استیونسون این نرم افزار را نوشته‌اند. آلاسدیر آلن، دیود پلومن، اندرو شلر و لیز آپتون روی ساخت اسناد کار کرده‌اند. آستین سو sourcing را رهبری کرد. جک ویلیس بسته‌بندی را طراحی کرد و برایان او هالوران این عکس‌های جذاب را گرفت.

همچنین مایلیم از کمک فیل هولدن و جان کانروی در سونی، تکنولوژی Chongqing TS-Precision و Shenzhen O-HN Optoelectronic قدردانی کنیم.

منبع ترجمه: raspberrypi

Leave feedback about this

  • کیفیت
  • قیمت
  • خدمات

PROS

+
Add Field

CONS

+
Add Field
Choose Image
Choose Video
X