Что вы знаете про объективы

Объективы для камер систем видеонаблюдения. Картинка с сайта avanteko.ru

На качество изображения видеокамеры влияет не только матрица, но и объектив. И сейчас, когда камеры могут выдавать мегапиксельные картинки, требования к объективам стали выше. Каждый, кто выбирает объектив, прежде всего обращает внимание на его фокусное расстояние. Оно, конечно, важно, но у объективов существует еще целый набор важных параметров.

Какие бывают объективы

Существует несколько распространенных типов объективов, используемых в видеокамерах для охранного видеонаблюдения.

Zoom-объективы или моторизованные имеют возможность управлять фокусным расстоянием (приближением) удаленно. Их используют с корпусными камерами. Для таких объективов рекомендована функция автофокусировки.

Для скрытой установки камер наблюдения применяют объективы, которые называются пинхолы. Они имеют в передней конусной части небольшой диаметр.

У панорамных объективов очень широкий угол обзора, позволяющий захватить в одном кадре полную полусферу. Они сильно искажают геометрию изображения, поэтому для его нормализации используется либо возможности процессора в самой камере, либо программное обеспечение на принимающем сервере. Такие объективы применяют в псевдоповоротных камерах.

Зеркальные имеют конструкцию, состоящую из системы линз и зеркал, чтобы получать при минимально возможных габаритах максимально возможное приближение.

Со встроенным стабилизатором картинки избавляют в значительной степени от ее дрожания, если камера по разным причинам вибрирует. Существует и программная стабилизация, но она сильно уступает возможностям таких объективов.

Как подобрать правильное разрешение объектива

Когда камера выбрана, не менее важной задачей является определиться с подходящим для нее объективом. Если, допустим, на камеру с мегапиксельным разрешением установить неподходящий объектив, то вместо ожидаемого высокого качества изображения получится, как с обычной аналоговой.

Проблемка в том, разрешение объектива заметно отличаются от модели к модели, а производители в описаниях никакой информации о качестве объектива не дают. Самое большее, что они делают – это добавляют к названию «Megapixel Lens» (мегапиксельный объектив), не проясняющий ничего. Иногда такие объективы показывают себя даже хуже, чем простые CCTV для аналоговых камер.

Существует три возможных варианта подбора хорошего объектива.

1. Провести тест самостоятельно. Что это значит? Взять планируемую для объекта камеру и с разными объективами сделать пробные записи. Как объект съемки можно использовать и тестовые таблицы, и просто сцену, в которой присутствует много мелких деталей.

2. Использование опубликованных тестов, отзывов, сравнений.

3. Стоимость объектива. Производство качественных линз довольно дорого. Для этого достаточно сравнить цены на объективы CCTV и используемые в фотоаппаратах. Поэтому в данном случае цена определяет хорошую светосилу и высокое разрешение.

Чтобы быть уж совсем уверенным в правильности выбора, можно использовать все варианты в комплексе.

Что такое фокусное расстояние

Расстояние от главной точки линзы до точки фокусировки, определяющее угол захвата сцены. Более высокое значение фокусного расстояния говорит о меньшем угле обзора и о большем видимом приближении объектов.

Существуют объективы, в которых есть возможность менять фокусное расстояние – вариофакальные.

В интернете можно найти программы (платные и бесплатные), позволяющие перевести значения фокусных расстояний в градусы углов обзора. Также они могут давать картинки объектов при использовании различных объективов.

Теперь о светосиле

Светосила — это характеристика, которая описывает степень ослабления светового потока объективом. Она зависит от различных параметров объектива. В повседневной жизни светосилу определяют, как отношение фокусного расстояния к диафрагменному числу, например, F/1,4. Диафрагменное число указывает на ширину раскрытия диафрагмы: чем оно меньше, тем шире отверстие и больше света пропускает объектив. Таким образом, объектив с характеристикой F/1,4 считается более светосильным, чем объектив F/5,6.

Однако стоит учесть, что покупка дорогого светосильного объектива не всегда оправдана. Один из нюансов, связанных со светосилой, — сложность получения чёткой фокусировки при широкой диафрагме. В таких случаях рекомендуется использовать более чувствительную камеру или обеспечить искусственное освещение.

Почему чем шире открыта диафрагма, тем менее четким получается изображение?

Что влияет на качество фокусировки

Основная функция объектива — направлять лучи света на матрицу камеры. Однако качественная фокусировка не всегда проста. Рассмотрим проблему фокусировки на примере.

Асферическая линза

Представим, что у нас есть объектив, который мы условно представим, как одну линзу. Обратите внимание, что лучи света в нашем объективе сходятся в разных точках.

Независимо от того, насколько тщательно мы настраиваем резкость, изображение всё равно будет немного размытым. Это общая проблема для многих объективов. Она связана с тем, что сферические линзы не обеспечивают идеальной фокусировки на всей поверхности. Чтобы решить эту проблему, используются более дорогие асферические линзы.

Если в характеристиках объектива присутствует асферическая линза, значит возможна более качественная фокусировка и, соответственно, более резкая картинка.

Для чего нужна ИК-коррекция

Предположим, что имеется замечательный асферический объектив, установленный на уличную камеру. Однако после просмотра ночных записей выяснилось, что, хотя днём изображение было чётким, ночью резкость значительно ухудшилась. Одной из причин этого является инфракрасное излучение.

При переключении камеры в ночное время в чёрно-белый режим, инфракрасный фильтр отключается, и на матрицу попадает большое количество света в инфракрасном диапазоне. Углы преломления лучей видимого спектра и инфракрасного излучения различаются, поэтому фокус для лучей инфракрасного диапазона находится на другом расстоянии, чем для видимого света.

Для решения этой проблемы можно использовать объективы с инфракрасной коррекцией, которые благодаря применению разных типов линз обеспечивают практически одинаковый фокус для видимого света и инфракрасного излучения.

Бесплатный способ улучшения глубины резкости

Существует ещё один метод улучшить фокусировку объектива, который, в отличие от первых двух, совершенно бесплатен. Всё, что требуется сделать, – при максимально плохом освещении диафрагма максимально открывается и настраивается резкость на выбранный объект. Когда начинает светлеть, света становится больше, диафрагма начнет закрываться и, соответственно, резкость объекта будет увеличиваться. И чем меньше становится отверстие диафрагмы, тем более чёткое изображение мы получается.

Этот эффект связан с глубиной резкости — расстоянием между ближней и дальней точками пространства, которые остаются в фокусе. Закрывая диафрагму, мы увеличиваем глубину резкости. Детали, находящиеся не в фокусе, становятся более четкими.

И еще несколько характеристик

К ним относятся формат, варианты крепления и способы управления диафрагмой объектива.

1. Формат. В матрицах разного размера применяют различные объективы, например, для матриц 1/3 или 1/2. Эта характеристика всегда указывается в описании. Объектив для более крупной матрицы можно использовать с матрицей меньшей по размеру. Но в противном случае это сделать не получится. Если объектив 1/3 попробовать установить на камеру с матрицей 1/2, то края кадра будут с чёрной окантовкой.

2. Варианты крепления. В системах видеонаблюдения используются два типа креплений: C и CS. Устаревший стандарт C имеет расстояние от матрицы до плоскости объектива 17,5 мм, тогда, как в новых, более компактных матрицах (менее 1/2 дюйма) оно составляет 12,5 мм (объективы со стандартом крепления CS). Это позволило уменьшить размеры и снизить стоимость объективов. Сейчас основная масса объективов для систем видеонаблюдения имеют стандарт CS.

3. Способы управления диафрагмой. Их три: ручной, с помощью видеосигнала Video Drive (VC) и постоянным током (DC).

Каждый объект имеет свои особенности и не всегда целесообразно применять дорогие объективы, например, при коротких расстояниях охраняемых зон или при наличии постоянного освещения. Поэтому при подборе видеокамер и объективов всегда нужно исходить из условий их использования и требований к системе видеонаблюдения в целом. Всегда найдется оптимальное и рациональное решение.