Nueva cámara Raspberry Pi con obturador global

Raspberry Pi acaba de presentar un nuevo módulo de cámara en formato de cámara de alta calidad. Por el mismo precio de $ 50 que pagaría por la cámara HQ, obtiene aproximadamente ocho veces menos píxeles. Pero esta es una cámara con obturador global, y si necesita un obturador global, simplemente no hay sustituto. Eso es un gran problema para el ecosistema Raspberry Pi.

La mayoría de las cámaras que existen hoy en día usan sensores CMOS en modo de obturador rodante. Eso significa que el sensor comienza en la esquina superior izquierda y se desplaza a lo largo, leyendo los valores de exposición de cada fila antes de pasar a la fila siguiente, y luego comenzar de nuevo en la parte superior. El beneficio es un diseño CMOS más simple, pero la desventaja es que ninguno de los píxeles se expone o se lee en el mismo instante.

Compare esto con un obturador global, donde todos los píxeles CMOS están expuestos y luego sus valores se almacenan hasta que se leen todos. Este es un dispositivo mucho más complicado, porque cada celda esencialmente necesita un circuito de muestreo y retención, y esto explica la menor densidad de píxeles. Pero el resultado es que la imagen es en realidad una instantánea en el tiempo, y si algo en su escena se mueve rápido, eso importa.

Entonces, ¿quién necesita un obturador global? En primer lugar, es imprescindible para la visión artificial. La combinación de sujetos en movimiento y persianas enrollables distorsiona la forma de lo que está a la vista, y si está tratando de medir su tamaño o incluso determinar su contorno correcto, entonces necesita filmarlo con un obturador global. Los pilotos de quads conocerán la otra cara de la moneda de la persiana: el "efecto gelatina" (enlace de video de YouTube). En los quads, no es la escena sino la cámara la que vibra rápidamente, y esto hace que incluso las escenas estáticas parezcan tambalearse como ese horrible efecto de secuencia de sueño de viejo cliché. No es bueno.

O imagina que estás tomando fotografías de relámpagos u otros eventos de corta duración, y tal vez quieras cronometrarlos. Con un obturador global, un cuadro será oscuro y otro será claro. Con una persiana enrollable, es casi seguro que tendrá marcos medio llenos en cada extremo.

Aquí he sacado la demostración clásica: una hélice giratoria. ¡Echa un vistazo a las extrañas formas que salen de la cámara con obturador rodante! Todas las imágenes están un poco borrosas porque la hoja se movía rápido durante la exposición; si necesita reducir el desenfoque, más luz y tiempos de exposición más cortos ayudarían. Pero si quieres desdoblar el plátano, solo un obturador global puede salvarte.

Del mismo modo, echa un vistazo a las demostraciones de vídeo. A medida que aumento y disminuyo la velocidad de la hélice, puede vislumbrar el alias de la forma con las velocidades de fotogramas de las cámaras. Con el obturador global, obtienes bonitos tréboles, pero con el obturador enrollable, obtienes hoces e incluso cuchillas fantasma desconectadas. Alucinante.

Para obtener más información sobre los efectos de obturador rodante, vea este video.

Si tiene $ 50 quemando un agujero en su bolsillo y necesita un sensor de cámara para su Pi, ¿qué obtiene? En el lado positivo, la cámara con obturador global tiene un obturador global, eso es bastante obvio. También tiene una sensibilidad a la luz bastante buena, puede grabar 1440 x 1080 píxeles a 60 cuadros por segundo en modo video, y cada uno de esos cuadros es una instantánea real en el tiempo. La gran desventaja es que la resolución es mucho más baja en relación con la cámara de obturador rodante HQ. Pero para la visión artificial y muchas otras aplicaciones no artísticas, 1080p es suficiente. Honestamente, si está ejecutando CV en una Raspberry Pi, la cantidad reducida de píxeles probablemente sea una bendición.

Al igual que la cámara HQ, esta cámara tiene un sensor más grande que las cámaras Raspberry Pi más baratas, pero debe (o debe) proporcionar su propia lente. Tanto la cámara HQ como la de obturador global tienen monturas C y CS, lo que significa que puede atornillar cualquier lente de CCTV, o incluso imprimir en 3D un adaptador para conectarlos a cualquier cosa, desde un microscopio hasta un telescopio. A veces quieres una cámara, otras veces solo quieres el sensor. Aquí, solo obtienes el sensor y una montura de trípode. Tenga en cuenta el precio de una lente en su presupuesto si quiere una cámara.

Obtuve este modelo gratis para revisión de Raspberry Pi, e incluyeron una lente. Es bastante bueno, pero por alguna razón no fue fácil lograr que enfocara correctamente en el sensor. Creo que le falta un espaciador en algún lugar de la pila del adaptador de montura C, lo que explica el pegamento caliente en mis fotos glamorosas. A más largo plazo, probablemente imprimiré en 3D el anillo del tamaño correcto. También me encanta que los fabricantes de lentes califiquen la óptica (analógica) por la cantidad de megapíxeles que produce. ¡Física!

Al igual que con la cámara HQ, debe usar el nuevo software y controladores libcamera. Son mucho más capaces y fáciles de usar que los antiguos raspistill y raspivid, por lo que no habrá problema si está escribiendo su propio código. Pero tenga en cuenta que algunos programas más antiguos, como la excelente interfaz web RPi Cam, aún no funcionan con las bibliotecas más nuevas.

Finalmente, y no sé si esto es en común con la cámara HQ, hay algunos puntos de prueba atractivos en la parte posterior de la cámara. Alguien sabe que hacer con ellos?