Данный обзор знакомит с возможностями камеры Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS. Новинка поддерживает протокол USB 3.0 – высокоскоростной интерфейс передачи данных, пиковая пропускная способность которого 5 Гбит/с (шина USB 2.0 предоставляет в 10 раз меньшую скорость передачи данных), что обеспечивает высокое качество изображения.
Внешний вид, комплектация
Компактная по размерам цифровая камера USB 3.0, корпус которой изготовлен из материалов, отвечающих мировому стандарту RoHS, выглядит стильно. Высокое качество сборки корпуса – стенки не шатаются, винтики закручены надежно.
В соответствии с международными требованиями к подобным электронным устройствам камера поддерживает синхронизацию с прочими аппаратами и ПО при помощи 8-пинового GPIO разъема. Расширены возможности по работе с настройками изображения.
На боковых стенках камеры указаны название и модель. На задней: двухцветный индикатор, информирующий о питании и состоянии камеры, 8-пиновый и разъем USB 3.0. В нижней части: название камеры, отметка о сертификатах, страна производитель, отверстие для подсоединения треноги-штатива (в комплект не входит). В стандартной комплектации устройства: кабель стандарта USB 3.0, контроллер (желательно стандарта 2.0) для PCI-e слота, сама камера и заглушка, защищающая матрицу от пыли. Встроенный датчик контроля температуры позволяет следить за уровнем нагрева устройства.
Настройки камеры
Тестирование возможностей Point-Grey FL3-U3-32S2C-CS проводилось в стандартном и расширенном режимах, использовалась корректно поддерживающая устройство программа для управления камерой Altami Studio.
Стандартные режимы, подразумевающие строго регламентированный метод интерполяции, разрешение изображения, его формат и скорость потока, позволяют изменять резкость, параметры яркости, цветовой гаммы и оттенка. Настройки затвора, усиления, экспозиции и баланса белого изменяются вручную или автоматически. Настраивается также алгоритм интерполяции изображения (только «HQLinear» в стандартных режимах) и скорость потока.
В расширенных режимах в цветовых настройках доступно только изменение яркости, баланс белого настраивается вручную, настройки экспозиции соответствуют настройкам в стандартном режиме, настройка значений скорости потока вплотную связана с методом интерполяции.
Результаты тестирования в Altami Studio позволили разделить на три группы доступные в программе методы интерполяции:
1. Низкое качество изображения (скорость потока высокая)
2. Хорошее, в целом, качество изображения (скорость потока средняя)
3. Отличное (максимально высокое для данной камеры) качество изображения на низкой скорости потока.
В первую группу попали такие методы интерполяции как «Edge sensing», «IPP» и «По соседним элементам». Последний метод сильно заостряет пиксельную границу и смазывает тело объекта, но меньше склонен к критичным артефактам, чем два других метода.
Во второй группе оказался метод «HQLinear», продемонстрировавший хорошее качество изображения при неплохой скорости потока.
В третьей – самые качественные, но медленные методы интерполяции «Directional» и «Rigorous». «Directional», при этом, оказался лучше «Rigorous» как по скорости потока, так и по отсутствию хроматических аберраций.
Применяя камеру, металлографический микроскоп и Altami Studio с включенной гистограммой, были сделаны снимки реального объекта для оценки качества изображения и проверки работоспособности камеры.
Оценивались следующие критерии:
1. Яркость (более низкая, чем у ближайшего к реальности, означало, что часть яркости «съедалась» данным методом интерполяции);
2. Количество цвета (оценивалось аналогично яркости);
3. Дискретизация (имеющиеся на гистограмме пропасти между показателями цвета или яркости, говорят об ухудшении качества изображения, а также позволяют предположить наличие артефактов).
Ориентируясь на снимок без интерполяции, как на эталон представления яркости, методы интерполяции в порядке ухудшения качества выглядят следующим образом:
1. «Directional» – самый качественный и наиболее близкий к реальности метод в данной камере. Хорошо сглаженный график красного канала имеет минимальный разброс и количество пропастей при квантизации картинки, что касается синего канала, то его гистограмма квантизована несколько сильнее и разброс больше.
2. «Rigorous». Все показатели выглядят бледнее, в сравнении с предыдущим методом, а при увеличении добавляются аберрации.
3. «HQLinear». Еще более ярко выражено понижение яркости и цветопередачи, квантизация графика более заметна. Однако при неплохой скорости потока изображение достаточно конкурентоспособно и это является главным плюсом данного метода.
4. «IPP». Звучит странно, но, невзирая на обилие артефактов при увеличении, этот метод идет сразу после «HQLinear», чуть уступая по яркости и цветопередаче.
5. «EdgeSensing». Заметно выраженный эффект дискретизации изображения отправил этот метод на предпоследнее место. Еще более приглушен цвет и яркость.
6. «Метод по соседним элементам». Несмотря на чуть сглаженный, в сравнении с «EdgeSensing», эффект дискретизации, смазывает, как указывалось выше, тело объекта, а потому занимает последнее место.
Технические характеристики камеры
Цифровой интерфейс USB 3.0:
Разъем для оптики
• CS Mount
Матрица
• Sony IMX036, диагональ 1/2.8″ Rolling Shutter CMOS
Форматы изображения
• RGB, Y8, Y16, YUV422, RAW8, RAW12, RAW16
Максимальное разрешение
• 1600х1200 (для стандартных режимов) и 2080х1552 (для расширенных)
Расширенные режимы изображения
• ROI и Биннинг
Скорость затвора камеры
• От 0.3 мс до 20 с и более
Гамма-коррекция
• От 0.50 до 4.00 γ единиц
Размеры (без учета оптической системы)
• 29х29х30 мм
Масса (без учета оптической системы)
• 52 грамма
Рабочая температура окружающей среды
• От 0° до 45°
Температура хранения
• От -30° до 60°
Системные требования
• Процессор – эквивалент Intel Core i7;
4 Гб ОЗУ и выше;
видеокарта – эквивалент Nvidia GeForce 6 со 128 Мб видеопамяти
Буферов памяти в камере два. Первый, на 32 Мб, хранит кадры, если пропускной способности интерфейса USB 3.0 оказывается недостаточно для получения всех кадров. Второй, на 1 Мб, не зависит от питания и предназначен для хранения любой пользовательской информации. Для хранения настроек устройства имеется два канала памяти.
Есть функционал для записи данных об изображении: FPS, время снимка, область интереса, настройка усиления и затвора.
Имеется инфракрасный фильтр, предотвращающий смазанность изображения в потоке и отсекающий лишние колебания в инфракрасном спектре.
Заключение
Камера с широкими возможностями по настройке (как самостоятельной, так и автоматической) под нужды пользователя, прекрасно подходящая исследователям, заинтересованным в высоком качестве используемого оборудования.