Как подобрать фокусное расстояние камеры под нужную ширину обзора
Многие при выборе камеры обращают внимание на разрешение, поскольку от этого зависит четкость картинки. Но есть еще один очень важный параметр — фокусное расстояние. Он измеряется в мм и напрямую связан с физическим строением объектива. Перед выбором оборудования стоит разобраться, что такое фокусное расстояние камеры, на что оно влияет, каким бывает. Тогда вам будет проще определиться с моделями для своей системы видеонаблюдения, чтобы получить нужную ширину обзора.
Что такое фокусное расстояние камеры?
В каждой камере для захвата изображения используется объектив. Внутри него есть линза и сенсор (матрица), на который проецируется картинка. Расстояние от центра линзы до сенсора и называется фокусным расстоянием. Оно может быть коротким, средним или длинным. У одних моделей этот параметр фиксированный и не может быть изменен. У других — его можно менять дистанционно, при помощи моторчиков, которые приближают сенсор к линзе или отдаляют от нее.
На что влияет фокусное расстояние камеры?
Фокусное расстояние камеры — это базовый физический параметр, который определяет две ключевые характеристики съемки: угол обзора (ширину кадра) и степень приближения объекта (масштабирование). Чем меньше фокусное расстояние в миллиметрах, тем шире угол обзора камеры, но тем мельче объекты в кадре. И наоборот: чем больше миллиметров, тем уже угол (камера снимает узким лучом), но тем сильнее приближение удаленных предметов.
Важно учесть, что количество пикселей в кадре всегда одинаковое. Чем больше захват поля, тем меньше пикселей придется на отдельный предмет. При узком захвате объект будет занимать 50-70% кадра, получив большую часть пикселей, поэтому его легче рассмотреть более детализировано.
Если установить широкоугольную камеру на высоте 5 метров для наблюдения за длинным двором, вы увидите всю территорию. Но разглядеть лицо человека или номер машины дальше 5–7 метров будет невозможно. Для распознавания лиц и мелких деталей на расстоянии 15–20 метров потребуется объектив с узким углом, однако боковые зоны останутся за пределами кадра.
Варианты фокусного расстояния камер и ширины обзора
Рассмотрим распространенные значения фокусного расстояния и их влияние на ширину обзора. Это покажет конкретные характеристики и их оптимальные сферы использования.
Фокус 2.8 мм
Объективы с фокусным расстоянием 2.8 мм являются самыми распространенными. Имеют угол обзора 100°–110° и называются широкоугольными. Они охватывают большую часть двора или всю комнату, если разместить их в углу. Но на расстоянии 10 м от объектива человек будет занимать 1/10 кадра. Это означает, что при объективе 2-4 МП вы распознаете силуэт, увидите движение, но лица не рассмотрите. Поэтому такая ширина обзора нужна либо для небольших помещений (чтобы человек был близко к объективу), либо для общего контроля территории, чтобы исключить слепые зоны.
Фокус 3.6 мм
Камеры 3.6 мм схожи по возможностям с 2.8 мм, но уже более универсальны. Угол обзора около 80°–90° дает хороший захват по площади, но немного увеличивает кадр. Человек на дистанции 10 м занимает 1/8 от общей сцены, поэтому легче заметить детали. Это оптимальный вариант для небольших магазинов, офисов, комнат, чтобы установить ее в углу и видеть всю сцену.
Фокус 4 мм
Объективы с фокусным расстоянием 4 мм считаются стандартом для задач, где требуется баланс между широким охватом и четкой детализацией. Угол обзора камеры составляет 70°–75°, что делает его чуть более узким по сравнению с 3.6 мм, но немного повышает плотность пикселей на ключевых объектах. Человек на расстоянии 10–12 метров занимает больше места в кадре. Черты лица, одежда и крупные детали становятся лучше различимыми без необходимости искусственного цифрового приближения. Это популярный вариант для направленности на калитку, зон вдоль фасадов зданий и заборов.
Фокус 6 мм
Среднефокусные объективы 6 мм захватывают по ширине 50°–55°. Человек на расстоянии 10–12 м виден практически во весь рост, поскольку занимает большую часть кадра. Появляется возможность четкой идентификации лица. Такие модели лучше использовать в:
- длинных и узких проходах, аллеях;
- вдоль периметра по забору, зданию;
- для наблюдения за воротами и калиткой.
При большом разрешении объектива, например, 12-16 МП появится дополнительная детализация, что поможет прочитать надписи, увидеть цифры на банкнотах и пр.
Фокус 8 мм
Угол обзора камеры с фокусным расстоянием 8 мм составляет 35°–40°. Это уже узкоугольный тип. Он приближает объект. Человек на расстоянии 15–20 м отчетливо виден по пояс, легко различимы черты лица, мелкие детали одежды. Эту камеру лучше использовать для контроля въездов и выездов, чтобы хорошо видеть автономера. Еще она подойдет для узких длинных коридоров, складских пролетов между стеллажами.
Фокус 12 мм
Характеристики объектива 12 мм относится к длиннофокусным камерам с углом обзора 20°–25°. Здесь более точечное приближение. Человек или автомобиль на расстоянии 25–30 м видны крупным планом во весь кадр. Это оптимально для съемки с высоких технологических опор для точечного контроля отдельных мест.
Фокус 25 мм
Сверхдлиннофокусный объектив 25 мм захватывает только 10°–12°, снимая сцену узким лучом. Это создает эффект бинокля. Вы сможете рассмотреть детали, такие как лицо, номер машины, предметы в руках на дистанции 50 метров. Такой параметр подойдет для специфических задач: наблюдение в промышленных зонах за удаленными объектами, контроль выезда с ворот на дальней парковки и пр.
Обычный или вариофокальный объектив
В камерах с фиксированным фокусным расстоянием угол обзора всегда один и тот же. Он устанавливается при производстве на заводе и не может быть изменен. Зато такая конструкция проще, в ней меньше есть чему ломаться и она дешевле при равных остальных характеристиках.
Вариофокальный объектив имеет механизм для управления расстоянием между линзой и матрицей. Причем это можно делать удаленно через приложение в смартфоне. Тогда одна камера сможет показывать как панораму, так и приближать отдельные объекты при необходимости. А за счет поворотной функции получится осматривать даже больше, чем 110-120 градусов, как у самых широкоугольных версий.
Некоторые модели с аббревиатурой PTZ наделены автотрекингом и будут сами вести человека в кадре, приближая картинку на необходимое расстояние, чтобы фиксировать все его действия. Одна такая камера способна заменить несколько версий с неизменным фокусным расстоянием. Но стоят они дороже, поскольку сложнее устроены.
Какое фокусное расстояние выбрать?
Рассмотрим на примере, какое фокусное расстояние выбрать для частного дома, который расположен на углу участка. Условно здание находится недалеко от забора. В таком случае для кругового видеонаблюдения на территории не обязательно использовать 4 камеры с одинаковым фокусным расстоянием. Для обзора большой территории слева и сзади дома подойдут модели с фокусом 2.8 мм. Вдоль передней стены с ориентиром на калитку можно направить объектив 3.6 мм, а узкий проход справа вдоль забора удобно просматривать при помощи камеры с характеристикой 6 мм. Тогда в кадре не будет лишнего, например, соседского дома или большой части улицы.
Или можно вместо двух камер 2.8 мм в нашем примере установить в углу двора одну PTZ-камеру, которая будет осматривать дом с нескольких сторон, находясь в режиме патрулирования. Если кто-то позвонит в звонок, ее можно будет направить на калитку и рассмотреть пришедшего. Тогда останется только повесить еще одну камеру с противоположной стороны дома и иметь хорошее видеонаблюдение вокруг.
Изучив коротко понятие фокусного расстояния, теперь вы понимаете, чем отличается объектив 2.8 мм от 4 мм, и на что это влияет. Благодаря материалу из статьи вам будет легче выбрать нужную ширину обзора, чтобы хорошо видеть участок и не перегружать сцену “мусором”.
