Camera elements

Wrażliwość na światło

Wrażliwość na światło, lub minimalne oświetlenie, odnosi się do najmniejszej ilości światła, jaka jest niezbędna, aby przy użyciu kamery można było uzyskać obrazy o użytecznej jakości. Minimalne oświetlenie jest wyrażane w luksach (lx), czyli jednostkach miary natężenia oświetlenia. Jeśli obraz nie jest prześwietlony, jego jakość jest zazwyczaj tym lepsza, im więcej jest dostępnego światła w obserwowanym obszarze. Jeśli ilość światła jest niewystarczająca, obraz jest ciemny lub zawiera zakłócenia. Ilość światła wymagana do uzyskania obrazów o dobrej jakości zależy od używanej kamery oraz jej wrażliwości na światło.

Aby przechwytywać obrazy dobrej jakości w warunkach braku oświetlenia lub słabego oświetlenia, trzeba posłużyć się kamerą z trybem pracy dzień/noc, współpracującą z oświetlaczem podczerwieni. Najlepsze rozwiązanie przeznaczone do detekcji w całkowitych ciemnościach i w trudnych warunkach, takich jak zadymienie, zamglenie czy zapylenie, to termowizyjna kamera sieciowa. Więcej informacji o termowizyjnych kamerach sieciowych można znaleźć na stronie Termowizyjne kamery sieciowe firmy Axis.

Natężenie światła zmienia się w zależności od warunków oświetlenia. Wiele naturalnych scen charakteryzuje się średnio złożonym oświetleniem, w którym występują zarówno cienie, jak i rozjaśnione obszary, zapewniające różne odczyty natężenia oświetlenia w różnych fragmentach sceny. W związku z tym należy pamiętać, że wartość natężenia oświetlenia odczytywana w luksach nie informuje o warunkach oświetleniowych całej sceny ani o kierunku padania światła.

Oświetlenie Warunki oświetleniowe
100 000 luksów Silne światło słoneczne
10 000 luksów Pełne światło dzienne
500 luksów Światło biurowe
100 luksów Słabo oświetlony pokój

 

Przykłady różnych poziomów oświetlenia.

Wielu producentów określa minimalny poziom oświetlenia, jaki jest wymagany, aby przy użyciu kamery sieciowej można było uzyskać obrazy o akceptowalnej jakości. Podczas gdy takie dane techniczne umożliwiają porównywanie wrażliwości na światło kamer tego samego producenta, podobne porównanie między produktami różnych producentów jest z góry skazane na niepowodzenie. Dzieje się tak, ponieważ różni producenci stosują różne metody i kryteria określania granicy akceptowalnej jakości obrazu. Innymi słowy, proces pomiaru wrażliwości na światło jest skomplikowany i nierozstrzygający. Wynika to z kilku przyczyn.

Światło padające a światło odbite

Kamery i mierniki natężenia oświetlenia gromadzą różne informacje o oświetleniu. Podczas gdy mierniki natężenia oświetlenia mierzą ilość światła widzialnego, które pada na określony obszar lub oświetla go (światło padające), kamera rejestruje ilość światła odbitą od obiektów znajdujących się w pokrytym obszarze (światło odbite). Przez to pomiar wyrażonego w luksach natężenia oświetlenia dotyczący dwóch osób znajdujących się w tym samym miejscu — jednej ubranej na czarno, a drugiej na biało — ma identyczną wartość. Jednak ilość światła przechwyconego przez kamerę pokrywającą ten sam obszar może być mniejsza lub większa, częściowo ze względu na to, że osoba ubrana na czarno odbija mniej światła niż osoba ubrana na biało.

Różnica między światłem padającym mierzonym przez miernik natężenia oświetlenia a światłem odbitym przechwytywanym przez kamerę.

Przykłady wartości natężenia oświetlenia

Naturalne sceny często charakteryzują się złożonym oświetleniem. Wartość mierzonego w luksach natężenia oświetlenia reprezentuje wyłącznie światło obiektu znajdującego się w centrum ostrości. Na poniższych obrazach wyrażona w luksach wartość reprezentuje na przykład natężenie oświetlenia w punkcie na drzewie lub przed budynkiem. Jaśniejsze niebo i ciemniejsze podłoże nie są brane pod uwagę.

5 lux.
80 lux.
4000 lux.

Czynniki wpływające na wrażliwość na światło

Wrażliwość kamery na światło zależy od wielu zmiennych czynników. Niektóre czynniki mające wpływ na wrażliwość kamery na światło to:

  • czas ekspozycji,
  • wartość F-stop,
  • jakość i rozmiar przetwornika,
  • jakość obiektywu,
  • temperatura kolorów.

W związku z brakiem oficjalnej normy, poszczególne metody pomiarowe różnią się między sobą. W branży wideo nie istnieje globalna norma pomiaru minimalnego natężenia oświetlenia, co oznacza, że również liderzy rynku posługują się różnymi metodami, utrudniając dostawcom określanie wiarygodnych wartości i zmniejszając zaufanie klientów. Aby prawidłowo porównać wydajność dwóch różnych kamer przy słabym oświetleniu, należy je umieścić obok siebie i obserwować przy ich użyciu ruchome obiekty.

Lens elements