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从技术员角度如何看待镜头参数的选择
时间:2016-08-11 16:39   浏览:载入中...
随着安防监控行业的快速发展,摄像机已从当年的模拟标清,全面转向了高清、全高清、4k了。摄像机品种很多,但是匹配的镜头的品种相对少很多。现阶段摄像机镜头已越来越的被边缘化,大多数项目的标书里对镜头和摄像机的要求仅仅是一笔带过。但个人认为,对于镜头的合理选择,是跟选择摄像机同等重要的。
 现先就镜头的选择,结合一些个人实际经历,来做一些探讨。
 对于镜头选型,主要有两类,一个是对实际场景的确定,一个是对标书参数的理解与匹配。相对来说,实际场景的确认比较简单、如距离、范围、特定目标等,只要目的明确了,就可确定镜头焦距范围。难的是对标书参数要求的理解。现就标书要求的部分来探讨。
    标书里,对镜头参数影响最大的影响因素:镜头的成像尺寸、光圈和焦距。参考以下例子:
例1
靶面:1/2”;
倍率:32X  130万像数;
焦距:10-320 mm;
光圈范围:F2.5-T1500;
操作方式:电动变焦,Video自动/遥控光圈;  
最小物距:3m ;
接口:C ;
尺寸:134X114X224.8(mm) ;
重量:2500g C接口,视频自动光圈,预置功能,日夜两用型(可选)。
参考品牌:COMPUTAR、富士能、腾龙
 
例2

4、自动光圈镜头  :精工 SSV2812GNB
[CCD尺寸]               1/3" ~ 1/4"
[焦点距离]                 2.8-12mm
[最大光圈比率]           F1.2- 360
[光圈(驱动方式)]           自动光圈
[(光圈范围)]               F1.2- 360
[焦点 控制方式 ]           手调
[变焦 控制方式 ]           手调
[视角(1/3")]               最近角 92.2°x69.1°,最远角 22.8°x17.2°
[最小可视距离]           0.3m
[后焦长度]                 7.2mm
[接口]                   cs
[机械尺寸(D×L)]           Φ37 × 47 × 63.3
[重量]                     50 g
[应用温度环境]           -10°C ~ +50°C (+14°F ~ +122°F)
以上两个例子,一个是电动变倍的,一个是手动变焦的。从项目要求来看,我们来理解下标书对镜头参数要求。例1中,对镜头的主要要求是:1/2”、10-320mm、F2.5。投标时,镜头成像尺寸容易选择一些,难点是镜头的焦距与光圈(F值),因生产商不同,镜头焦距上都会略有差异,F值也会略有差异。现就这两点来展开讨论。
 
焦距选择
上述例子中,对于镜头焦距我们是不是有个疑问,8-320mm与2.8-12mm的可以,那么8-320mm、2.8-10mm或2.7-13mm是不是也满足要求呢?20mm或2mm以内的差距,图像上会有很大变化吗?这种变化能接受吗?业主清楚这种变化吗?这两个例子中,个人认为列出来的几个规格,都是满足实际需求的。实际应用中,300mm与320mm,只要镜头成像质量满足要求,最长焦的图像差别很少。一般性范围类监控,完全可通用。2.8-10,2.7-13与2.8-12,也是可通用的。范围类监控,从经验来看,焦距相差在10%以内,都可通用。但如是一个特定的距离,看清特定的目标或特定范围,对焦距选择才有限制。如有的要求广角多少度,焦距就要小于等于标书列出的,如有的要求在特定距离看清特定目标,这种情况下焦距就要大于等于标书列出的。除了这两种情况,焦距误差在10%以内,都是可以接受的。所以,选择什么样的镜头,理解标书中项目的真实需求,就能选择好符合项目的镜头。
 
F值的选择
F值这点,是最难理解的,下面咱位来详细探讨下。很多情况下,一般人都没有直观理解过这个,所以在投标时,对这个值的选择也是最犹豫的。如F1.4与F1.6,两者成像到底相差多少?成像能接受吗?两者能通用吗?咱们且看看下面的对比图片:
                                   
    富士能 F1.4光圈                                                                                                                   精工  F1.6光圈
    上面两图是在照度较好时,拍摄,海康摄像机,相同环境,相近视角。从图上看,个人感觉基本区分不出F1.4与F1.6的图像区别。因为在照度足够时,摄像机会自动调整图像亮度信息,以避免图像过曝。
再来看下面对比:
 
 
 
 
 

      富士能 F1.4光圈   1 lux (照度)                                           精工 F1.6光圈  1 lux(照度)
 
以上是在相同照度下(1lux,相当于天黑或天亮前10分钟),两款镜头所拍摄的图片,可以看出此种条件下,两者的图像区别不是太大。当然,当照度低到1以下时,随着照度的逐步降低,会慢慢有一些差异,但也只是图像亮度上有一些差异,并且要如上面一样放一起对比,才能看出一些区别,如不放一起比对,从单张来看是没明显感觉的。此处是镜头F值相差不大的情况下的情况。如一个镜头是F1.0或F0.95,另一个镜头是F1.4或F1.6,此时在低照情况下会有较明显差别,但也是明暗程度的问题。环境全黑,照度为零,则两者都会一样,所以是选择F1.0还是F1.6,如果环境的光线是自然光,一天都在变化的,一般情况下也就在天黑或天亮这两个时间段上有些差异,过了这两个时间段(一般就20分钟以内),差异就会越来越小。个人经验认为如预算足够,可选小一些F值的镜头,但也可选F值稍大些(F值在2.0以下),都可接受。如需平衡预算,最好选一个F1.4-1.8之间的,一般环境足够满足要求。
 
结合上面的几点讨论,可以看出,我们在镜头选型时,首先是从标书参数理解实际的使用情况,其次是结合具体环境对镜头做出一定选择。一般来说,如是范围类监控,焦距范围相近的都能满足,但极限应用除外,如强调需一个广角或长焦,就要考虑镜头的短焦与长焦是否满足要求。如是环境照度很低且需在此环境下长时间运行,且不能开补光,则可以根据实际情况,选用F值小的镜头(即大光圈镜头)。如是一个一般性环境,照度随自然光变化而变化,则在F值相差不大的情况下,都可通用。所以,在选择镜头时,把握好实际要求,一方面可以选对镜头,二方面可以在一定程度上节约成本,三是在安装时,也会带来一定便利。
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