Examen du module de caméra Raspberry Pi v3 : un nouvel angle sur la photographie

Il fonctionne hors de la boîte et il prend de superbes photos. La qualité vidéo est bonne et plus que suffisante pour les projets. Le HDR et le grand angle sont des améliorations clés.

Faible coût

Compatible avec tous les modèles de Raspberry Pi

Grande qualité d'image

HDR

Plus épais que les versions précédentes

Toujours pas de montage vissé

Pourquoi vous pouvez faire confiance à Tom's Hardware Nos examinateurs experts passent des heures à tester et à comparer les produits et services afin que vous puissiez choisir celui qui vous convient le mieux. En savoir plus sur la façon dont nous testons.

Raspberry Pi a publié une caméra mise à jour, Camera Module 3 (alias Camera v3 ou Camera Module v3), avec un PDSF de 25 $ pour la norme ou de 35 $ pour la version grand angle. Le nouveau module apporte plus de pixels, rivalisant avec les 12 mégapixels de la caméra haute qualité tout en conservant le plus petit facteur de forme du capteur sur carte. La nouveauté de ce petit appareil photo est la mise au point automatique. Il s'agit de la première caméra officielle Raspberry Pi avec autofocus, bien que la caméra haute résolution d'Arducam ait fourni cette fonctionnalité l'année dernière.

La caméra Raspberry Pi a été le premier accessoire officiel de Raspberry Pi, en 2013. Le modèle original 5MP a été mis à jour vers la v2 en 2016, ce qui a apporté 8MP au jeu. Ensuite, les caméras sont devenues un peu plus "sérieuses" avec la caméra haute qualité Raspberry Pi 12MP en 2020 ; cette version a apporté des objectifs interchangeables et une pléthore de choix pour le photographe passionné, mais elle est chère et n'est pas livrée avec un objectif.

Avance rapide jusqu'en 2023 et nous avons une nouvelle caméra Pi grand public, la Raspberry Pi Camera v3 qui met à jour le facteur de forme du capteur sur carte de la caméra d'origine pour emballer un capteur Sony IMX708 12MP et une mise au point automatique. Il est également disponible en quatre versions : standard, grand angle, NOIR et NOIR grand angle.

Nous avons testé les versions standard et grand angle (non NOIR) de l'appareil photo v3 et avons trouvé la qualité d'image excellente, avec la fonction de mise au point automatique une mise à niveau vraiment utile.

À première vue, il n'y a pas beaucoup de différence entre l'appareil photo v3 et v2, mais sous un boîtier argenté se trouve le système de mise au point automatique du capteur Sony IMX708. Ce paquet supplémentaire est l'endroit où nous avons rencontré un petit problème. La circonférence de la caméra, de l'extrémité de l'objectif à l'arrière du PCB, v3 est plus épaisse que les modèles précédents.

Le modèle standard a une épaisseur de 11,5 mm et la version grand angle est de 12,4 mm. Ce n'est pas un problème majeur pour la plupart, mais cela pourrait causer des problèmes pour les boîtiers et les montages existants. Si vous repérez un support de caméra cool à imprimer en 3D avec l'une des meilleures imprimantes 3D, vous devrez alors ajuster l'impression pour l'épaisseur supplémentaire. Nous avons imprimé un support rapide en un peu plus d'une heure avec notre Creality Ender 2 Pro, bien qu'il ait fallu un petit ajustement MacGyver pour s'adapter au module plus épais.

Support pour appareil photo Raspberry Pi par Atle Berg chez Printables

Nous avons consulté l'excellente documentation de Raspberry Pi couvrant tous ses modèles de caméra précédents et en utilisant ses données, nous avons inclus la caméra Raspberry Pi v3 à des fins de comparaison. La v3 se situe juste entre la v2 et la caméra HQ, exactement comme on pouvait s'y attendre. On gagne plus de mégapixels et une image globalement plus grande. Nous n'avions pas de données précises pour certaines colonnes, nous les remplirons donc plus tard.

Au moment de la rédaction, il existe deux façons principales de contrôler la caméra. La bibliothèque libcamera (qui a remplacé raspistill et raspivid) et Picamera2 (une mise à jour interne de la communauté de longue date créée par Picamera). Avec notre Raspberry Pi 4 éteint, nous avons inséré le câble de la caméra et l'avons verrouillé en place. Comme la caméra utilise le même connecteur que les modèles précédents, cela signifie qu'elle peut être utilisée avec toute la gamme de cartes Raspberry Pi, y compris la Raspberry Pi Zero 2 W via un câble adaptateur.

Le plus gros inconvénient des modules de caméra officiels a toujours été le facteur de forme. Il manque un mécanisme pour verrouiller la caméra en place (dans une classe de 30 éducateurs, utilisant tous leurs caméras, nous avons trouvé des moyens innovants de les sécuriser). Ce problème a été corrigé avec le support à vis de la caméra HQ, mais avec le module de caméra v3, nous ne voyons que les points de montage hérités sur les coins de la caméra. La caméra autofocus d'Arducam comprend un boîtier qui fournit un point de montage via un boîtier à clipser. Nous aurions aimé que cela soit livré en standard avec le module de caméra 3. Hélas, il semble que ce ne sera pas le cas, mais nous pouvons toujours imprimer en 3D un support rapide.

Nous avons allumé notre Pi exécutant la dernière version du système d'exploitation Raspberry Pi, et notre première pensée a été d'activer l'interface de la caméra, mais nous avons ensuite réalisé que nous n'avions plus à le faire. Nous avons mis à jour notre liste de référentiels de logiciels, puis mis à niveau le logiciel. Cela a tiré les dernières mises à jour du module de caméra v3, y compris Picamera2.

Notre premier test s'est fait via libcamera. Nous avons capturé une série d'images JPEG. La caméra était placée à 9 pouces des objets de test et l'éclairage était constant entre chaque prise de vue. Ce que nous avons trouvé dans nos tests, c'est que les images fixes étaient excellentes. Qu'ils soient proches (4 pouces / 10 cm) ou éloignés, ils étaient de qualité constante et à égalité avec l'appareil photo de haute qualité. Les temps de mise au point automatique pour les images fixes étaient rapides ; nous pouvions voir la caméra chercher une cible de mise au point, mais ce n'était jamais "juddery".

L'enregistrement de vidéos était une autre affaire. La mise au point essayait de sécuriser une cible, ce qu'elle faisait rapidement, mais nous pouvions voir les "étapes" alors que la mise au point travaillait pour suivre le rythme. Cela dit, la mise au point rapprochée était excellente dans nos vidéos, ramassant les composants de montage en surface du Raspberry Pi d'origine.

Une nouvelle fonctionnalité incluse avec le module de caméra 3 est le HDR (High Dynamic Range) qui augmente la plage de luminosité dynamique des images. Avec HDR, nous obtenons une obscurité plus profonde et des images plus lumineuses. Cela fonctionne en capturant plusieurs images de la même scène, chacune avec des expositions différentes. Ces images sont ensuite combinées en une seule image qui englobe toute la gamme.

Les images HDR du module de caméra 3 sont limitées à 3MP que libcamera utilise pour générer une image avec une résolution de 2304 x 1296. Nous avons pris deux photos de la même scène, un gros plan d'un Raspberry Pi. Une image était avec HDR; l'autre sans. L'image HDR était incontestablement plus lumineuse et vibrante, mais elle avait un peu de bruit. L'image non HDR manquait de luminosité, mais avait également peu ou pas de bruit. HDR serait un ajout intéressant aux caméras de piste Raspberry Pi et pour enregistrer des scènes de paysage.

En déplaçant nos tests vers Picamera2, nous avons recréé les étapes d'un tutoriel récent, mais nous avons remarqué que la mise au point automatique n'était pas très "automatique". Il s'avère que nous devons inclure une importation de classe supplémentaire et une ligne de code avant d'ouvrir une fenêtre d'aperçu et d'enregistrer. Cette ligne supplémentaire est picam2.set_controls({"AfMode": controls.AfModeEnum.Continuous}) et elle provient de la classe libcamera Controls.

Avec cette ligne, nous demandons à la caméra de rechercher la mise au point. Le processus et la qualité sont identiques à libcamera. Les images fixes étaient de bonne qualité et la recherche de la mise au point de la caméra était acceptable. L'enregistrement vidéo était un peu saccadé lorsque la mise au point recherchait une cible, mais encore une fois, c'était acceptable.

Picamera2 dispose également du HDR, mais pas directement dans le module. Le problème concerne V4L2, l'interface du noyau entre la caméra et le système vidéo Linux. À l'heure actuelle, il n'offre pas de prise en charge immédiate du HDR avec cet appareil photo. Afin d'activer HDR pour Picamera2, nous devons ouvrir un terminal et configurer manuellement l'appareil photo pour l'utiliser.

et pour l'éteindre nous utilisons

Nous avons pris deux images avec Picamera2, l'une utilisant HDR et l'autre sans. Les résultats sont presque identiques à libcamera, mais osons-nous dire que l'image HDR Picamera est un peu meilleure ?

La version grand angle du module de caméra 3 offre un angle de vue de 120 degrés. En d'autres termes, nous obtenons des plans plus larges qui englobent une plus grande zone. Le champ de vision supplémentaire apporte avec lui une petite distorsion dans le plan vertical – pensez à l'exploration d'ouverture de Star Wars. Mais l'espace horizontal supplémentaire est remarquable et montre (pour le meilleur ou pour le pire) l'état de notre établi.

À part l'objectif, tout est identique à la version standard à 75 degrés. Nous avons pris quelques images en gros plan avec l'objectif large, pour montrer la distorsion. Nous avons également créé une scène rapide pour afficher les couleurs et une comparaison de scènes pour les images HDR.

Nous utiliserions cet objectif pour des projets extérieurs tels que les caméras de trail, l'observation des oiseaux, les paysages et les sports.

La mise au point fixe des modules de caméra précédents (oui, vous pouviez les pirater avec un peu de scalpel sur la bague de l'objectif) signifiait que les projets d'apprentissage automatique et d'IA pouvaient être difficiles. Les visages / objets doivent être à une distance définie de la caméra pour pouvoir les "voir".

Avec le module de caméra 3, nous avons la possibilité d'étendre la vision de nos projets ML/AI et de les utiliser pour surveiller des objets à distance. Imaginez-le en train de choisir un visage parmi une foule, de se concentrer sur la voiture rouge sur une autoroute ou de repérer un geai bleu volant dans les arbres. À un niveau plus domestique, les amateurs utiliseront la mise au point automatique sur les caméras de piste, les systèmes d'alarme et les projets de vision robotique pour fournir des réponses dynamiques aux objets en mouvement.

L'objectif grand angle se prête aux projets extérieurs, et bien qu'il puisse toujours être utilisé en ML/AI, la distorsion peut ne pas profiter à l'utilisation prévue. La recherche et les tests avant le déploiement sur des projets critiques sont indispensables.

Pour 25 $ à 35 $, il y a beaucoup à aimer ici. Si vous avez besoin d'un appareil photo pour un projet Pi, vous verrez les avantages de l'utilisation de l'appareil photo v3 par rapport à l'appareil photo v2 au prix similaire. Si vous utilisez le dernier système d'exploitation Raspberry Pi, c'est vraiment plug and play et les résultats sont excellents. Bien sûr, nous manquons de la vis de montage standard de la caméra que l'on trouve sur la version d'Arducam, mais nous gagnons en simplicité.

La qualité d'image est excellente, la vidéo est bonne et le HDR est un ajout bienvenu au répertoire. Nous ne tournerons pas le prochain blockbuster avec cet appareil photo, mais nous aurons beaucoup de plaisir à prendre de superbes images.

Les Pounder est éditeur associé chez Tom's Hardware. Il est un technologue créatif et a créé pendant sept ans des projets pour éduquer et inspirer les esprits, petits et grands. Il a travaillé avec la Fondation Raspberry Pi pour écrire et dispenser leur programme de formation des enseignants "Picademy".

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