Як підібрати фокусну відстань камери відповідно до потрібної ширини огляду
Багато хто під час вибору камери звертає увагу на роздільну здатність, оскільки від цього залежить чіткість зображення. Але є ще один дуже важливий параметр — фокусна відстань. Вона вимірюється в мм і безпосередньо пов'язана з фізичною будовою об'єктива. Перед вибором обладнання варто розібратися, що таке фокусна відстань камери, на що вона впливає, якою буває. Тоді вам буде простіше визначитися з моделями для своєї системи відеоспостереження, щоб отримати потрібну ширину огляду.
Що таке фокусна відстань камери?
У кожній камері для захоплення зображення використовується об'єктив. Усередині нього є лінза та сенсор (матриця), на який проєктується зображення. Відстань від центру лінзи до сенсора й називається фокусною відстанню. Вона може бути короткою, середньою або довгою. В одних моделей цей параметр фіксований і не може бути змінений. В інших — його можна змінювати дистанційно, за допомогою моторчиків, які наближають сенсор до лінзи або віддаляють від неї.
На що впливає фокусна відстань камери?
Фокусна відстань камери — це базовий фізичний параметр, який визначає дві ключові характеристики зйомки: кут огляду (ширину кадру) і ступінь наближення об'єкта (масштабування). Що менша фокусна відстань у міліметрах, то ширший кут огляду камери, але тим дрібніші об'єкти в кадрі. І навпаки: що більше міліметрів, то вужчий кут (камера знімає вузьким променем), але тим сильніше наближення віддалених предметів.
Важливо врахувати, що кількість пікселів у кадрі завжди однакова. Що більше охоплення поля, то менше пікселів припадатиме на окремий предмет. За вузького охоплення об'єкт займатиме 50-70% кадру, отримавши більшу частину пікселів, тому його легше розглянути детальніше.
Якщо встановити ширококутну камеру на висоті 5 метрів для спостереження за довгим подвір'ям, ви побачите всю територію. Але розгледіти обличчя людини або номер автомобіля далі ніж за 5–7 метрів буде неможливо. Для розпізнавання облич і дрібних деталей на відстані 15–20 метрів знадобиться об'єктив із вузьким кутом, проте бічні зони залишаться за межами кадру.
Варіанти фокусної відстані камер і ширини огляду
Розглянемо поширені значення фокусної відстані та їхній вплив на ширину огляду. Це покаже конкретні характеристики та оптимальні сфери їх використання.
Фокус 2.8 мм
Об'єктиви з фокусною відстанню 2.8 мм є найпоширенішими. Мають кут огляду 100°–110° і називаються ширококутними. Вони охоплюють більшу частину подвір'я або всю кімнату, якщо розмістити їх у кутку. Але на відстані 10 м від об'єктива людина займатиме 1/10 кадру. Це означає, що за роздільної здатності 2-4 МП ви розпізнаєте силует, побачите рух, але обличчя не роздивитеся. Тому така ширина огляду потрібна або для невеликих приміщень (щоб людина була близько до об'єктива), або для загального контролю території, щоб виключити сліпі зони.
Фокус 3.6 мм
Камери 3.6 мм схожі за можливостями з 2.8 мм, але вже більш універсальні. Кут огляду близько 80°–90° забезпечує хороше охоплення площі, але трохи збільшує зображення. Людина на дистанції 10 м займає 1/8 від загальної сцени, тому легше помітити деталі. Це оптимальний варіант для невеликих магазинів, офісів, кімнат, щоб встановити камеру в кутку й бачити всю сцену.
Фокус 4 мм
Об'єктиви з фокусною відстанню 4 мм вважаються стандартом для завдань, де потрібен баланс між широким охопленням і чіткою деталізацією. Кут огляду камери становить 70°–75°, що робить його трохи вужчим порівняно з 3.6 мм, але дещо підвищує щільність пікселів на ключових об'єктах. Людина на відстані 10–12 метрів займає більше місця в кадрі. Риси обличчя, одяг і великі деталі стають краще помітними без необхідності штучного цифрового наближення. Це популярний варіант для спрямування на хвіртку, зон уздовж фасадів будівель і парканів.
Фокус 6 мм
Середньофокусні об'єктиви 6 мм охоплюють по ширині 50°–55°. Людину на відстані 10–12 м видно практично на повний зріст, оскільки вона займає більшу частину кадру. З'являється можливість чіткої ідентифікації обличчя. Такі моделі краще використовувати для:
- довгих і вузьких проходів, алей;
- спостереження вздовж периметра паркану, будівлі;
- спостереження за воротами та хвірткою.
За великої роздільної здатності об'єктива, наприклад, 12-16 МП, з'явиться додаткова деталізація, що допоможе прочитати написи, побачити цифри на банкнотах тощо.
Фокус 8 мм
Кут огляду камери з фокусною відстанню 8 мм становить 35°–40°. Це вже вузькокутний тип. Він наближає об'єкт. Людину на відстані 15–20 м чітко видно до пояса, легко розрізняються риси обличчя, дрібні деталі одягу. Цю камеру краще використовувати для контролю в'їздів і виїздів, щоб добре бачити автомобільні номери. Також вона підійде для вузьких довгих коридорів, складських проходів між стелажами.
Фокус 12 мм
Характеристики об'єктива 12 мм належать до довгофокусних камер із кутом огляду 20°–25°. Тут більш точкове наближення. Людина або автомобіль на відстані 25–30 м видні великим планом на весь кадр. Це оптимально для зйомки з високих технологічних опор для точкового контролю окремих місць.
Фокус 25 мм
Наддовгофокусний об'єктив 25 мм охоплює лише 10°–12°, знімаючи сцену вузьким променем. Це створює ефект бінокля. Ви зможете розглянути деталі, такі як обличчя, номер автомобіля, предмети в руках на дистанції 50 метрів. Такий параметр підійде для специфічних завдань: спостереження в промислових зонах за віддаленими об'єктами, контроль виїзду з воріт на дальній парковці тощо.
Звичайний чи варіофокальний об'єктив
У камерах із фіксованою фокусною відстанню кут огляду завжди один і той самий. Він встановлюється під час виробництва на заводі й не може бути змінений. Зате така конструкція простіша, у ній менше деталей, які можуть зламатися, і вона дешевша за однакових інших характеристик.
Варіофокальний об'єктив має механізм для керування відстанню між лінзою та матрицею. Причому це можна робити віддалено через застосунок у смартфоні. Тоді одна камера зможе показувати як панораму, так і наближати окремі об'єкти за потреби. А завдяки поворотній функції вийде оглядати навіть більше ніж 110-120 градусів, як у найширококутніших версій.
Деякі моделі з абревіатурою PTZ оснащені автотрекінгом і самі супроводжуватимуть людину в кадрі, наближаючи зображення на необхідну відстань, щоб фіксувати всі її дії. Одна така камера здатна замінити кілька моделей із незмінною фокусною відстанню. Але коштують вони дорожче, оскільки мають складнішу конструкцію.
Яку фокусну відстань вибрати?
Розглянемо на прикладі, яку фокусну відстань вибрати для приватного будинку, який розташований у кутку ділянки. Умовно будівля знаходиться недалеко від паркану. У такому разі для кругового відеоспостереження на території не обов'язково використовувати 4 камери з однаковою фокусною відстанню. Для огляду великої території ліворуч і позаду будинку підійдуть моделі з фокусом 2.8 мм. Уздовж передньої стіни з орієнтиром на хвіртку можна спрямувати об'єктив 3.6 мм, а вузький прохід праворуч уздовж паркану зручно переглядати за допомогою камери з характеристикою 6 мм. Тоді в кадрі не буде зайвого, наприклад, сусідського будинку або великої частини вулиці.
Або можна замість двох камер 2.8 мм у нашому прикладі встановити в кутку подвір'я одну PTZ-камеру, яка оглядатиме будинок із кількох боків, перебуваючи в режимі патрулювання. Якщо хтось подзвонить у дзвінок, її можна буде спрямувати на хвіртку й розглянути відвідувача. Тоді залишиться лише повісити ще одну камеру з протилежного боку будинку й мати хороше відеоспостереження навколо.
Коротко ознайомившись із поняттям фокусної відстані, тепер ви розумієте, чим відрізняється об'єктив 2.8 мм від 4 мм і на що це впливає. Завдяки матеріалу зі статті вам буде легше вибрати потрібну ширину огляду, щоб добре бачити ділянку й не перевантажувати сцену «сміттям».
