Revisión del módulo de cámara Raspberry Pi 3

Unos días antes de lanzar el Raspberry Pi Camera Module 3 con HDR y enfoque automático, Raspberry Pi Trading me preguntó si estaría interesado en revisar los nuevos módulos y me envió tres muestras: el módulo estándar, el Raspberry Pi Camera Module 3 Wide, así como la versión NoIR que carece de filtro IR y es más adecuada para tomas nocturnas.

DHL tardó una semana completa en enviar el paquete a mi casa, pero ahora he tenido tiempo de revisar el nuevo Raspberry Pi Camera Module 3, principalmente con libcamera, pero también Picamera2, centrándome en las nuevas características como HDR, enfoque automático y gran angular. También probé rápidamente el Raspberry Pi Camera Module 3 NoIR pero sin luces IR.

Los lectores habituales saben que ya había hecho algunos soportes de cámara de bricolaje con botellas de chicle vacías, y simplemente reemplacé las pegatinas Lotte XYLITOL con algunas pegatinas CNXSoft para esta revisión.

La primera vez que usé la cámara tuve algunos problemas innecesarios porque una búsqueda en la web me envió a documentación obsoleta en Raspberry Pi dot org donde se le dice que habilite la cámara en la configuración y raspi-config. El lugar al que debe ir para obtener la documentación más reciente es Raspberry Pi punto com. Todavía tenía problemas porque descargué el sistema operativo Raspberry Pi el mes pasado, y cuando usé la aplicación libcamera-hello para verificar si se detectó la cámara, simplemente informaba que "no hay cámara disponible". Solo tuve que actualizar mi imagen con apt, y todo bien.

La buena noticia es que el módulo de cámara 3 de Raspberry Pi funciona de forma inmediata sin ninguna configuración. Solo asegúrese de instalar el último sistema operativo Raspberry Pi o actualice su instalación, y asegúrese de usar la documentación correcta y estará listo para comenzar.

Todos mis tres módulos podrían detectarse correctamente de la siguiente manera:

Cada uno tiene una firma diferente, por lo que si está escribiendo una aplicación que necesita detectar las variantes de la cámara, eso no debería ser un problema.

Ya informé que cuando jugaba con la montura de la botella de chicle, tuve problemas con el módulo de cámara 3 ancho después de un tiempo, ya que el sistema devolvía errores o mostraba que la cámara no estaba disponible. Inicialmente traté de verificar la conexión del cable FPC, pero no tuve suerte y pensé que de alguna manera había dañado el módulo. Pero finalmente descubrí que la cámara estaba ligeramente desalojada del conector (la saqué para la foto).

Una vez que lo inserté y lo presioné nuevamente, el módulo de cámara ancha funcionó como se esperaba.

Tomemos algunas muestras de fotos con libcamera comenzando con una foto no HDR con el módulo estándar:

Tenga en cuenta que tengo que girar la imagen 180 grados debido a la forma en que está montado el módulo. Puede hacer clic en las fotos para ver el tamaño original (pero convertido a WebP para la mayoría de las personas)

Ahora hagamos eso con HDR:

Tomé la foto unas horas antes del atardecer y la diferencia no es dramática, pero podemos mejorar el lado izquierdo del fondo en las fotos HDR. Perdemos resolución con HDR, ya que mientras la primera foto tiene una resolución de 4608 x 2592, la HDR es de 2304 x 2196.

El Módulo de cámara 3 (y el NoIR) pueden enfocar desde 10 cm hasta el infinito, y muevo un sujeto cerca de la cámara. Miré claro en la pequeña pantalla HDMI que usé, pero estaba a unos 9 cm de la lente, por lo que el logotipo está un poco borroso. Podemos ver que el fondo está borroso debido al enfoque.

También usé libcamera-vid para probar el enfoque automático mientras grababa un video. Eso es con HDR habilitado.

Funciona razonablemente rápido en entornos bien iluminados, incluso con HDR habilitado. El enfoque automático se siente un poco más rápido sin HDR.

Ahora cambiemos el Módulo de cámara Raspberry Pi 3 Wide colocado aproximadamente en la misma posición que el primer módulo.

Tenemos un mayor campo de visión y en esta escena en particular el HDR cobra vida ya que podemos ver algunos de los detalles bajo el techo de la glorieta.

Coloco el logo de Linux Tux/CNXSoft en la misma posición que antes (~9 cm de la lente) y podemos ver más de la botella con el mayor campo de visión, y es más claro ya que el módulo de cámara ancha puede enfocar desde 5 cm hasta el infinito .

El enfoque automático funciona relativamente bien en el siguiente video.

Pero me gustaría señalar algo interesante que sucede con los módulos de cámara estándar y ancho. En el modo de video, el campo de visión es mayor cuando se habilita HDR, mientras que la zona capturada es mucho más pequeña cuando HDR está deshabilitado.

Probablemente se deba a que la resolución está configurada en 2304 × 1296 con HDR y 1536 × 864 sin HDR. Traté de forzar la resolución a 4608 × 2592 o 2304 × 1296 en modo no HDR:

Los videos en sí se graban a una resolución de 640 × 480:

El módulo de la cámara NoIR debe brillar en escenas oscuras y de noche, preferiblemente con luces IR. Acabo de probarlo una noche con una luz encendida.

Esperaba una imagen rosada, así que sentí que algo andaba mal. Cambiar al módulo de cámara estándar en realidad no hace mucha diferencia para esta escena específica.

También probé la cámara NoIR durante el día para asegurarme de que la salida de la cámara fuera diferente, y de hecho lo es, con colores descoloridos y rosados como se esperaba, aunque no tan pronunciados como las muestras de la cámara NoiR v2.

También probé el enfoque automático en modo HDR con el módulo de cámara NoIR por la noche, y no funcionó muy bien, en absoluto.

También tuve este problema durante el día de vez en cuando, y también depende de la escena y las condiciones de iluminación. De hecho, tengo problemas similares con mi cámara DSLR, pero siempre puedo tocar la pantalla o cambiar al enfoque manual. También debería ser posible hacerlo con el Módulo de cámara 3, pero requeriría una pantalla táctil, un codificador rotatorio e implementar el software para admitir esas funciones.

Finalmente, probé la biblioteca de cámaras Picamera2 Python que se lanzó oficialmente en septiembre pasado. Se basa en libcamera, por lo que solo lo usé con el módulo de cámara estándar para asegurarme de que las nuevas funciones se implementaron correctamente.

Usé la aplicación Qt Picamera2, después de obtenerla de la siguiente manera

Comenzó y pude ver la salida de la cámara tanto para la captura fija...

y las pestañas Vídeo.

La ventana de vista previa es bastante pequeña porque estoy usando una pantalla HDMI de 1280 x 800 y se vería mucho mejor en una pantalla Full HD. También notará el mensaje "HDR no disponible: instale opencv para probarlo".

Picamera2 es una biblioteca de Python, así que intenté instalar Python OpenCV con pip:

El último comando tardó alrededor de 1h30 en completarse y falló debido a que faltaba un archivo:

Terminé pasando cuatro horas en esto solo para descubrir que debería usar apt en su lugar:

La instalación tardó entre 2 y 3 minutos, y las opciones de HDR ahora se muestran con la capacidad de seleccionar la cantidad de cuadros HDR y la configuración de gamma.

La aplicación tiene muchas otras opciones con ajuste de imagen, panorámica/zoom, AEC/AWB, y también noté que podía ajustar el enfoque manualmente moviendo un control deslizante. Pero cuando hice clic en el botón "Tomar foto", mi Raspberry Pi 4 se congeló durante varios segundos (Numlock no se encendió/apagó) y, finalmente, la aplicación Qt Picamera2 se bloqueó. Fui a revisar el kernel para descubrir que el sistema se había quedado sin memoria:

Entonces, además de usar una pantalla Full HD, podría ser mejor ejecutar la aplicación Qt en una placa con más RAM, ya que estoy usando una Raspberry Pi 4 SBC con solo 1 GB de RAM. No tuve ese problema con las utilidades de línea de comando basadas en libcamera.

Me gustaría agradecer a Raspberry Pi Trading por enviar el módulo de cámara 3 para su revisión. Las versiones estándar se venden por $ 25 y los módulos de gran angular cuestan $ 35. Los encontrarás en los distribuidores habituales de Raspberry Pi.

Jean-Luc comenzó CNX Software en 2010 como un esfuerzo de medio tiempo, antes de dejar su trabajo como gerente de ingeniería de software y comenzar a escribir noticias diarias y reseñas a tiempo completo más tarde en 2011.

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