Nouvelle caméra Raspberry Pi avec obturateur global

Raspberry Pi vient d'introduire un nouveau module de caméra au format caméra de haute qualité. Pour le même prix de 50 $ que vous paieriez pour la caméra HQ, vous obtenez environ huit fois moins de pixels. Mais il s'agit d'une caméra à obturateur global, et si vous avez besoin d'un obturateur global, il n'y a tout simplement pas de substitut. C'est un gros problème pour l'écosystème Raspberry Pi.

La plupart des appareils photo actuels utilisent des capteurs CMOS en mode volet roulant. Cela signifie que le capteur commence dans le coin supérieur gauche et progresse, lisant les valeurs d'exposition de chaque ligne avant de descendre à la ligne suivante, puis de recommencer en haut. L'avantage est une conception CMOS plus simple, mais l'inconvénient est qu'aucun des pixels n'est exposé ou lu au même instant.

Comparez cela avec un obturateur global, où tous les pixels CMOS sont exposés, puis leurs valeurs stockées jusqu'à ce qu'elles soient toutes lues. Il s'agit d'un dispositif beaucoup plus compliqué, car chaque cellule a essentiellement besoin d'un circuit d'échantillonnage et de maintien, ce qui explique la densité de pixels inférieure. Mais le résultat est que l'image est en fait un instantané dans le temps, et si quelque chose dans votre scène se déplace rapidement, cela compte.

Alors, qui a besoin d'un obturateur global ? D'abord et avant tout, c'est un must pour la vision industrielle. La combinaison de sujets en mouvement et de volets roulants déforme la forme de tout ce qui est en vue, et si vous essayez de mesurer sa taille ou même de déterminer son contour correct, vous devez le filmer avec un obturateur global. Les pilotes de quad connaîtront le revers de la médaille de l'obturateur roulant - "l'effet jello" (lien vidéo YouTube). Sur les quads, ce n'est pas la scène mais la caméra qui vibre rapidement, ce qui fait que même les scènes statiques semblent vaciller comme cet horrible effet de séquence de rêve cliché. Pas bien.

Ou imaginez que vous prenez des photos d'éclairs ou d'autres événements de courte durée, et peut-être que vous voulez le chronométrer. Avec un obturateur global, une image sera sombre et une autre sera claire. Avec un volet roulant, vous êtes presque assuré d'avoir des cadres à moitié remplis à chaque extrémité.

Ici, j'ai sorti la démo classique : une hélice qui tourne. Regardez les formes étranges qui sortent de la caméra à obturateur roulant ! Toutes les images sont un peu floues car la lame se déplaçait rapidement pendant l'exposition ; si vous avez besoin de réduire le flou, plus de lumière et des temps d'exposition plus courts seraient utiles. Mais si vous voulez déplier la banane, seul un obturateur global peut vous sauver.

De même, consultez les démos vidéo. Au fur et à mesure que j'augmente et diminue la vitesse de l'hélice, vous pouvez avoir un aperçu de la forme en crénelage avec les fréquences d'images des caméras. Avec l'obturateur global, vous obtenez de beaux trèfles, mais avec le volet roulant, vous obtenez des faucilles et même des lames fantômes déconnectées. Trippant.

Pour en savoir plus sur les effets de volet roulant, regardez cette vidéo.

Si vous avez 50 $ en train de brûler un trou dans votre poche et que vous avez besoin d'un capteur de caméra pour votre Pi, qu'obtenez-vous ? Du côté des pros, la caméra à obturateur global a un obturateur global — c'est assez évident. Il a également une assez bonne sensibilité à la lumière, peut enregistrer 1440 x 1080 pixels à 60 images par seconde en mode vidéo, et chacune de ces images est un instantané réel dans le temps. Le gros inconvénient est que la résolution est beaucoup plus faible par rapport à la caméra à volet roulant HQ. Mais pour la vision par ordinateur et de nombreuses autres applications non artistiques, le 1080p est suffisant. Honnêtement, si vous exécutez CV sur un Raspberry Pi, le nombre réduit de pixels est probablement une bénédiction.

Comme la caméra HQ, cette caméra a un capteur plus grand que les caméras Raspberry Pi moins chères, mais vous devez (ou arriver à) fournir votre propre objectif. Les caméras HQ et Global Shutter ont des montures C et CS, ce qui signifie que vous pouvez visser n'importe quel objectif CCTV, ou même imprimer en 3D un adaptateur pour les fixer à n'importe quoi, d'un microscope à un télescope. Parfois, vous voulez un appareil photo, d'autres fois, vous voulez juste le capteur. Ici, vous obtenez juste le capteur et un support de trépied. Tenez compte du prix d'un objectif dans votre budget si vous voulez un appareil photo.

J'ai obtenu ce modèle gratuitement pour examen par Raspberry Pi, et ils comprenaient un objectif. C'est assez bon, mais pour une raison quelconque, il n'a pas été facile de faire la mise au point correctement sur le capteur. Je pense qu'il manque une entretoise quelque part dans l'empilement de l'adaptateur à monture C, ce qui explique la colle chaude dans mes photos glamour. À plus long terme, j'imprimerai probablement en 3D la bague de la bonne taille. J'aime aussi le fait que les fabricants d'objectifs évaluent l'optique (analogique) pour le nombre de mégapixels qu'elle produit. La physique!

Comme pour la caméra HQ, vous devez utiliser le nouveau logiciel et les nouveaux pilotes libcamera. Ils sont beaucoup plus performants et conviviaux que les anciens raspistill et raspivid, donc ce ne sera pas un problème si vous écrivez votre propre code. Mais notez que certains programmes plus anciens, comme l'excellente interface Web RPi Cam, ne fonctionnent pas encore avec les nouvelles bibliothèques.

Enfin, et je ne sais pas si cela est en commun avec la caméra HQ, il y a quelques points de test invitants répartis à l'arrière de la caméra. Quelqu'un sait quoi faire avec eux?