Karczma TVHOW TO and WHY NOT?

#1 Kamera samochodowa, videorejestrator – co kupić, czym się kierować?

Na temat wyboru najlepszej kamery do samochodu można w sieci znaleźć wiele poradników. Wszystkie mówią o tym samym, dlatego nie ma sensu aby powtarzać się po raz kolejny. Jeden z ciekawszych tekstów, a zarazem (moim zdaniem) wyczerpujących temat, możecie znaleźć, np. tutaj: http://www.wideorejestratory24.info/

Mając jednak na uwadze własne doświadczenie z kamerami (np. GoPro) i aparatami (głównie lustrzanki, w tym nagrywanie video lustrzankami) chciałbym uzupełnić kilka informacji, głównie dotyczących jakości nagrywanego materiału video, w tym najważniejszej kwestii – odczytu numeru tablic rejestracyjnych.

I to właśnie na tym skupimy się w teście: która kamera rejestruje najlepszy obraz, który umożliwi odczytanie tablic. No tak, bo samo zarejestrowanie zdarzenia, można zrobić nawet tosterem. Ale odczytać tablice może okazać się wielkim wyzwaniem.

W powyższym tekście jak i w praktyce, prawdą jest że jakość rejestrowanego obrazu zależy od wielu czynników, zarówno sprzętu: matryca, optyka, procesor, jak i warunków: pogoda, ilość światła, dzień/noc. Wszystko to przekłada się na pewne ograniczenia, przez które jeden obraz będzie lepszej jakości od innego, ale może zostać łatwo zepsuty, np. dodatkową kompresją chociażby w serwisie YouTube.

Ważne. Poniższy wpis opiera się głównie na pojęciu „migawki”, która jest częścią składową (w postaci czasu jej otwarcia) tzw. ekspozycji. Na ekspozycję filmu/zdjęcia, składa się wiele czynników (przysłony, czasu naświetlania, czułości materiału naświetlanego), itp.. Docelowo jednak, mając na względzie, że kamera działa w trybie automatycznym, nie mamy na większość ustawień wpływu. Jedyne co mogę zrobić, to starać się pokazać Wam, jak czas otwarcia migawki, przekłada się nie tyle na ilość rejestrowanego światła, ale jakie ma znaczenie, przy rejestrowaniu obrazu, jego ostrości, detalach, itp.. co znów przekłada się na to, czy odczytamy tablice czy nie.

Zakładamy jednak, że nie interesuje nas sam YouTube, co surowy materiał z kamery. Dlaczego teoretycznie podobne do siebie kamery rejestrują czasem lepszy a czasem gorszy obraz, mniej czytelny, nie nadający się nawet do udokumentowania zdarzenia? Wyjaśnię to skrótowo i na konkretnych przykładach:

  1. PAL/NTSC: w Europie używamy systemu PAL, który wbrew pozorom (mniejsza ilość FPS, 25 a nie 30 jak w NTSC) jest udoskonaloną wersją NTSC oferującą lepszą jakość obrazu w tym kolorów. Dodatkowo NTSC potrafi płatać figla zarówno przy kompresji jak i tzw. panoramowaniu a więc przesuwaniu kamerą w lewo i prawo. Może także błędnie rejestrować sztuczne światło, doprowadzając do jego migania (wynika to z innej częstotliwości prądu jaki jest w Europie). Nagrywamy więc w PAL, eliminując niepożądane wady materiału video;
  2. Ilość klatek na sekundę: są już kamery które oferują rejestrowanie obrazu w 60FPS (lub 50FPS dla systemu PAL, o ile jest wybór w kamerze). Super, ale nie ilość FPS jest wyznacznikiem jakości zarejestrowanego obrazu, co jego płynności oraz, w przypadku ujęć dynamicznych, ilości klatek na których zostanie dane zdarzenie/obraz uchwycone. Jak nie trudno domyślić się, nagrywając drogę w 30FPS i przelatujące obok nas Ferrari, 30FPS spowoduje że uchwycimy to piękne auto np. na 15 klatkach nim zniknie z naszych oczu. Rejestrując obraz w 60 FPS, w tym samym czasie zarejestrujemy 30 klatek z tym samym samochodem. Więcej prawda? Tak, ale jeszcze to nie świadczy o tym że odczytamy jego tablice. Dlaczego? Czytajcie dalej;
  3. Prędkość migawki: kluczowym elementem odpowiedzialnym za ostry obraz, pełen czytelnych detali, nie jest ilość klatek, a prędkość migawki, a więc czas, w jakim kamera będzie każdą klatkę rejestrowała. W przypadku video mówimy tu zwykle o czasach rzędu 1/30 sekundy do 1/240 sekundy (w trybie photo zwykle te wartości osiągają czasy nawet pokroju 1/4000 sekundy a więc zamrażają scenę). No właśnie, a więc o ostrości poszczególnych klatek, będzie decydowało to z jaką prędkością migawki zostaną te klatki zapisane;
  4. 30 FPS, 60FPS a czas otwarcia migawki: jeśli przyjmiemy że rejestrując obraz z prędkością 30FPS, maksymalny czas otwarcia migawki wynosi 1/30 sekundy, to dla 60 FPS czas ten wynosi już 1/60 sekundy. Jeśli więc przyjmiemy że kamera akurat będzie potrzebowała korzystać z maksymalnego czasu otwarcia migawki, niewykluczone że porównując 30 i 60 FPS faktycznie zauważymy nie tylko większą płynność (co wynika z większej ilości klatek) ale i lepszą ostrość/szczegółowość (1/30 sekundy a 1/60 sekundy). Naturalnym działaniem kamery jest ustalenie w trybie automatycznym takiego czasu otwarcia migawki, aby obraz był odpowiednio doświetlony, ale niekoniecznie ostry. Dlaczego? Dlatego, że naturalne rozmazanie poszczególnych klatek, wynikające z długiego czasu otwarcia migawki, powoduje że obraz jest bardziej płynny i lepiej przyswajany przez ludzkie oko i nasz mózg;
  5. Czas otwarcia migawki a ilość światła: w słoneczny dzień, kiedy mamy dużo światła, kamera będzie musiała dążyć do skrócenia czasu otwarcia migawki, aby nie prześwietlić filmu, w efekcie czego otrzymamy np. 30FPS z czasem 1/240 sekundy (otwarcie migawki) co zakładając po prostu jazdę autem, da nam to 30 bardzo ostrych, zamrożonych klatek filmu. Co dalej? Każda taka ostra klatka przełoży się raz: na ostry film, z którego bez problemu odczytamy małe litery, dwa: w przypadku próby wyciągnięcia pojedyńczej klatki, wyciągniemy prawie że ostre zdjęcie;
  6. Czas otwarcia migawki a mała ilość światła: problem pojawi się gdy będziemy nagrywali po zmroku, a więc kiedy światła będzie mniej. Kamera będzie w tej sytuacji musiała wydłużyć czas otwarcia migawki do wartości pośredniej, pomiędzy 1/240 a np. 1/30 lub 1/60 (to są maksymalne czasy jakie może osiągnąć i które wynikają z ilości rejestrowanych FPS). A więc docelowo zyskamy np. 30 klatek o średniej ostrości obrazu, co przełoży się na średnio ostry, ale płynny film, a w przypadku próby wyciągnięcia pojedynczej klatki z filmu, lekko rozmazane zdjęcie;
  7. Czas otwarcia migawki a sprzęt: aby poradzić sobie ze słabym światłem, kamera może skorzystać po pierwsze: z zasobów sprzętowych a więc jasnego obiektywu, dobrej matrycy, dobrego procesora ale i dobrego softu, odpowiedzialnego, m.in. za ISO czyli tzw. odszumianie. Dążąc do uzyskania najlepszej jakości obrazu i krótkich czasów otwarcia migawki, aby uzyskać ostre i wyraźne klatki filmu, kamera będzie, m.in. zwiększała czułość na światło, czego efektem będzie jaśniejszy film, ostrzejszy ale i z widocznym szumem (tzw. ziarnem) które to w przypadku małych matryc (małych kamer) zwykle przekłada się na kiepskiej jakości materiał VIDEO (widać to np. gdy nagrywamy video telefonem komórkowym po zmroku);
  8. Sprzęt: dlatego właśnie wybór dobrej jakości sprzętu z dobrymi podzespołami jest ważny, bo: jasne szkło (f.1.8, 1.7 a nawet 1.6 zapewni dużą ilość światła przez cały dzień), procesor i matryca zapewnią niskie szumy ale i spory zapas mocy do tego aby maksymalizować jakość nagrania video;
  9. Rozdzielczość: tu generalnie nie ma zbyt wielkiego wyboru i FullHD jest standardem. Jakość obrazu jest ważna i rozdzielczość ma znaczenie w kontekście ilości detali. Ponieważ kamery samochodowe zwykle nie oferując nic ponad FHD, temat nie podlega dyskusji. Czy jednak warto skusić się na większą rozdzielczość? Trzeba na to spojrzeć tak: większa rozdzielczość oznacza większe obciążenie procesora ale i większa pracę jaką musi wykonać matryca, efektem zastosowania większej rozdzielczości jest zwiększenie szczegółowości obrazu ale i jego przyciemnienie (tak!) matryca ze względu na gęstość pixeli ma mniejsze szanse na zarejestrowania odpowiedniej ilości światła. Dlatego zabiegiem celowym i widocznym dla oka, np. w kamerach GoPro i innym sprzęcie, jest zmniejszenie rozdzielczości rejestrowanego materiału (czy nawet zdjęć) na rzecz lepszego światła.

Co z tego wszystkiego wynika? A no to że generalnie kiedy mamy dobrą kamerę i słoneczny dzień, z dużym prawdopodobieństwem zarejestrowany materiał video będzie zawsze czytelny, a zatrzymanie filmu, celem odczytania tablic, zawsze będzie skutkowało odtworzeniem dużej liczby detali (krótki czas otwarcia migawki). W praktyce oznacza to, że ilość FPS nie odegra tu żadnej  kluczowej roli, bo czy zarejestrujemy 30 czy 60 klatek z migawką na poziomie 1/240 to nadal to są dokładnie te same klatki filmu, w mniejszej lub większej ilości.

Kiedy jednak zaczyna się zmrok, tu musimy zdać się na sprzęt, który o ile ma odpowiedni zapas mocy i jest dobry, wydajny, będzie dążył do osiągnięcia jak najlepszej jakości obrazu a co za tym idzie skrócenia czasu otwarcia migawki, tak, aby rejestrować obraz ostry, a pojedyczne klatki aby dało się łatwo odczytać. Niestety tak wcale nie musi być, dlatego że sam fakt rejestrowania materiału VIDEO (a nie robienia zdjęć) powoduje, że kamera i tak nie osiągnie nigdy takich prędkości, jak gdyby robiła właśnie zdjęcia. A więc o ile możemy pstrykać zdjęcia, np. z prędkością 1/1000 s otwarcia migawki, to kamera zrobi to „może” tylko z 1/240 jeśli nie dłuższym czasem, np. 1/120. Naturalnym jest więc że kamera będzie rozmazywała klatki filmu, co docelowo może przełożyć się na marne szanse na odczytanie tablic.

Jeśli jednak nastanie noc, nic nam nie pomoże poza jednym: dobry sprzęt i jasny obiektów, który mimowolnie będzie czuły na światło. Niewykluczone i tu, że jeśli samochody będą się przemieszczały w kadrze, to dopóki nie trafi się moment, że ich tablice będą nieruchome względem naszej kamery, to odczytanie tablic nie będzie możliwe. Dlaczego? Bo kamera będzie chciała skorzystać z długich czasów otwarcia migawki, które to znów spowodują rozmazanie zdjęć/klatek filmu a docelowo upłynnienie całego filmu, kosztem detali.

Tu z pomocą może przyjść 60 FPS, które (o ile kamera działa tylko w trybie automatycznym) wymusi na niej, aby maksmalny czas otwarcia migawki wynosił nie 1/30 sekundy (30FPS) a 1/60 sekundy (60FPS) i to faktycznie może docelowo wpłynąć na ostrość poszczególnych klatek. Ale… będzie ciemniej lub czarno.

Dlaczego używając 60FPS wieczorem, materiał video jest ciemny? Z tego samego powodu dla którego jest ostrzejszy. Skróciliśmy maksymalny czas otwarcia migawki z 1/30 do 1/60 sekundy, a więc kamera ma mniej czasu aby zarejestrować tą samą ilość światła. W słoneczny dzień, kiedy kamera korzysta z krótkich czasów otwarcia migawki (dla tej samej ilości FPS) obraz jest dokładnie taki sam jasny, po  zmroku już nie.

60 FPS ma uzasadnienie przy bardzo dynamicznych scenach, zachodzących bardzo szybko, w tym samym czasie uzyskujemy wtedy więcej klatek, a także w w trybie automatycznym, szczególnie w pochmurne dni i wieczory, gdzie z góry ograniczamy czas otwarcia migawki. W nocy będzie to skutkowało dodatkowo ciemniejszym obrazem.

Im krótszy czas otwarcia migawki, tym lepsze zamrożenie poszczególnych klatek filmu, a docelowo ostrzejszy film, pełen detali. Im krótszy czas otwarcia migawki tym większa gwarancja że odczytamy numery rejestracyjn, a ilość FPS nie będzie tu miała znaczenia. Chyba, że odczytujemy numery auta lecącego z prędkością światła i dzięki większej ilości FPS zyskamy po prostu więcej pojedynczych klatek, na których to auto zarejestrujemy.

Dlatego wyposaża się kamery w dodatkowe oświetlenie, którego zadaniem jest dać kamerze więcej światła do zarejestrowania, a więc raz: aby w nocy było cokolwiek widać, dwa, aby doświetlić słabo doświetlone sceny i tym samym być może dać kamerze powód do użycia mniejszego ISO (mniejszych szumów) albo krótszych czasów otwarcia migawki, co skutkować będzie ostrzejszym obrazem.

PODSUMOWANIE:

  • dobre kamery działają w dzień i w nocy, obraz który da się odczytać, zapewnią nam tylko w dzień,
  • bardzo dobre kamery działają w dzień i w nocy, ale możemy odczytać numery zarówno w dzień, w pochmurny dzień jak i w godzinach popołudniowych,
  • mało które kamery pozwolą odczytać nam numery po zmroku lub w nocy…
  • … chyba, że uda nam się trafić na moment, w którym tablica rejestracyjna ściganego pojazdu będzie względnie nieruchoma wobec naszej kamery,
  • na jakość obrazu składa się procesor, optyka, matryca i oprogramowanie,
  • to że coś działa i wygląda świetnie, nie oznacza, że da się z tego odczytać to co nam będzie kiedyś potrzebne (np. tablice rejestracyjne),
  • lepsze jest mocne FullHD niż naciągane wyższe rozdzielczości. Możemy używać większych rozdzielczości, ale w pogodny dzień, inaczej stracimy na ostrości i krótkich czasach naświetlania (patrz wyżej – migawka),
  • to że coś na YouTube wygląda jak wygląda, nie oznacza, że tak zostało nagrane, YouTube kompresuje VIDEO, a mało kto wrzucając film z kamery samochodowej, poddaje go dodatkowej obróbce video,
  • oddzielmy rolę videorejestratora samochodowego od roli jaką pełnią kamery sportowe i skupmy się na tym do czego sprzęt nam jest potrzeby,
  • jeśli jeździmy dużo w dzień, możemy pozwolić sobie na dobrą kamerę, jeśli jednak robimy długie trasy nawet w nocy, zainwestujemy w coś lepszego.

Dlatego porównując kamery i jakość obrazu, jeśli zależy nam na ilości detali, ostrości, dostępie do numerów tablic, nie należy brać pod uwagę tego, że stojąc na światłach wszystko jest piękne. No jest, bo jest nieruchome. Jak goście na domówce stoją nieruchomo, to nawet zdjęcie z tostera musi się udać, ale jeśli skaczą i się bawią, to co nam wyjdzie? Wczesny Pablo Picasso – „Duchy”.

Chcecie porównywać kamery? Oglądajcie filmy w ruchu. 

Ciąg dalszy nastąpi jeszcze w październiku 2017. Na testy lecą do mnie 3 kamerki do 350 zł każda.

 

 

Related posts:

Telewizor nie tylko do telewizji: 6 rozwiązań zwiększających użyteczność telewizora
GoPro Hero 6 i GoPro Fusion - co wiemy i czego oczekujemy?
Photo/Video #6: Timelaps - jaki ustawić interwał? Jak długo fotografować?