увод
Брзина кадрова, мерена у фрејмовима у секунди (фпс), одређује колико слика камера сними сваке секунде. Две уобичајене брзине кадрова су 30фпс и 60фпс. Иако оба производе глатки видео, они имају различите карактеристике које утичу на јасноћу покрета, перформансе при слабом осветљењу, захтеве за пропусним опсегом и укупно корисничко искуство. Разумевање разлике је од суштинског значаја при избору модула камере за апликације као што су безбедност, индустријска инспекција, медицинска ендоскопија или роботика.
Основе: 30 кадрова у секунди наспрам. 60фпс
30фпс– Камера снима 30 различитих слика сваке секунде. Ово је стандард за телевизију, филм и многе веб камере. Довољно је глатко за већину људске перцепције и користи се деценијама.
60фпс– Камера снима 60 слика у секунди. Ово је двоструко већа брзина преноса података од 30 фпс. Производи приметно глаткије покрете, посебно за субјекте који се брзо крећу или када померате камеру.
Разлика постаје најочитија када гледате исту сцену један поред другог. Видео од 60 кадрова у секунди изгледа флуидније, док видео од 30 кадрова у секунди може показати благе трзаје током брзих покрета.
Мотион Цларити
Примарна предност 60фпс је јасноћа покрета. Када се објекат брзо креће по кадру, већа брзина кадрова снима више међупозиција, смањујући уочено замућење покрета и муцање.
30фпс– Прихватљиво за успорено или умерено кретање. На пример, особа која хода, покретна трака која се креће малом брзином или стационарна сигурносна камера.
60фпс– Неопходан за брзо кретање. Примери укључују тркачки дрон, роботску руку која великом брзином бира делове или спортску камеру која снима тениски сервис.
За модул 4к камере, 60 фпс обезбеђује ултра-глатки 4К видео, али по цену двоструке брзине преноса података у поређењу са 30 фпс.
Перформансе при слабом осветљењу
Брзина кадрова директно утиче на време експозиције. Да би одржала дату осветљеност, камера мора дуже држати затварач отвореним када је брзина кадрова нижа.
30фпс– Сваки кадар може бити изложен до око 33 милисекунди (1/30 секунде). Ово омогућава да више светлости дође до сензора, побољшавајући перформансе при слабом осветљењу.
60фпс– Сваки кадар може бити изложен само до око 16 милисекунди (1/60 секунде). Ово преполови способност прикупљања светлости, тако да ће слика бити тамнија или бучнија под истим условима осветљења.
Стога, за дати сензор и сочиво, модул камере од 30 кадрова у секунди ће радити боље у тамним окружењима од исте камере која ради при 60 фпс. Многе камере аутоматски смањују брзину кадрова при слабом осветљењу ради компензације.
Пропусни опсег и складиштење
Већа брзина кадрова генерише више података, што утиче на пропусни опсег преноса и захтеве за складиштењем.
30фпс– За усб модул камере од 1080п који користи МЈПЕГ компресију, брзина преноса података је отприлике упола мања од 60фпс. Ово је лакше на УСБ 2.0 интерфејсима и троши мање простора за складиштење.
60фпс– Захтева двоструко већи пропусни опсег. Модул УСБ камере мора да користи УСБ 3.0 или МИПИ интерфејс велике брзине да би радио са 60 кадрова у секунди при 1080п или 4К. Захтеви за складиштење се такође удвостручују за исто трајање снимања.
За распберри пи модулску камеру, снимање 1080п при 60 фпс је могуће са Распберри Пи 4 или 5, али оптерећење ЦПУ-а и брзина писања на СД картицу могу постати уска грла.
Латенција и одговор у реалном времену
За интерактивне апликације – као што је управљање дроном или роботска телеоперација – мања латенција је критична. Брзина кадрова доприноси кашњењу од краја до краја.
30фпс– Теоретска минимална латенција је око 33 мс (време за снимање целог кадра), плус кашњења у обради и преносу.
60фпс– Теоретска минимална латенција је око 16 мс – упола мање од 30 кадрова у секунди. Ово даје осећај осетљивије.
Међутим, на стварно кашњење утичу и интерфејс камере (УСБ додаје више кашњења него МИПИ) и брзина освежавања екрана.
Компатибилност и процесорска снага
Не могу сви уређаји да поднесу видео од 60 кадрова у секунди.
30фпс– Подржавају скоро сви рачунари, паметни телефони и уграђене плоче. Стандардни усб модул камере са УВЦ ради при 30 кадрова у секунди преко УСБ 2.0.
60фпс– Захтева више ЦПУ/ГПУ снаге за декодирање и обраду. Јефтин рачунар са једном плочом можда неће моћи да прикаже 1080п при 60 кадрова у секунди. За модул 4к камере при 60 кадрова у секунди, потребан вам је врхунски процесор и брз интерфејс (УСБ 3.0 или МИПИ).
Модул камера распберри пи, на пример, може да обради 1080п@60фпс користећи МИПИ ЦСИ интерфејс, али може да испусти оквире ако такође покренете алгоритме за тешке видове.
Коју би требало да изаберете?
| Апликација | Препоручена брзина кадрова | Разлог |
|---|---|---|
| Сигурносни надзор (у затвореном) | 30фпс | Довољно за већину покрета; боље перформансе при слабом осветљењу |
| Индустријска инспекција (брзи транспортер) | 60фпс | Снима оштре слике покретних делова |
| Медицинска ендоскопија (срце, гласне жице) | 60фпс | Смањује замућеност покрета за брзо кретање ткива |
| Дроне / ФПВ трке | 60 кадрова у секунди или више | Мала латенција и глатки видео за пилотирање |
| Веб конференције | 30фпс | Адекватан; штеди пропусни опсег |
| 4К видео продукција | 60фпс | Потребно за успорено уређивање и течни видео високе резолуције |
| Пројекат Распберри Пи визије | 30фпс | Мање оптерећење ЦПУ-а; лакше за обраду |
Практични примери
УСБ модул камере за десктоп веб камеру– 30 кадрова у секунди је више него довољно. Нећете приметити разлику, а ваш ЦПУ остаје хладан.
Модул 4к камере за аутономног робота– Ако се робот креће брзо, 60 фпс помаже у откривању препрека. Али потребан вам је моћан процесор и УСБ 3.0.
Модул камере распберри пи за монитор биљака– 30 кадрова у секунди је сасвим у реду; 60 кадрова у секунди би трошило процесорску снагу.
Можете ли да се пребаците између 30фпс и 60фпс?
Многи модули камере вам омогућавају да промените брзину кадрова путем софтвера. На пример, УСБ модул камере компатибилан са УВЦ-ом може да се подеси на 60 кадрова у секунди при 720п или 30 кадрова у секунди при 1080п. Неке камере аутоматски смањују брзину кадрова при слабом осветљењу. Проверите драјвер или библиотеку ваше камере (нпр. либцамера на Распберри Пи, ОпенЦВ на рачунару).
Закључак
Разлика између камера од 30фпс и 60фпс се своди на јасноћу покрета, перформансе при слабом осветљењу, пропусни опсег, кашњење и захтеве за обраду. 60фпс нуди углађеније кретање и ниже кашњење, али по цену смањене осетљивости при слабом осветљењу, веће потребе за складиштењем и веће снаге обраде{3}}фпс остаје најпоузданији избор за већину апликација. Када бирате модул камере – било да је то УСБ модул камере, модул 4к камере или модул камере распберри пи – узмите у обзир брзину субјекта, услове осветљења и могућности система. Често је довољно 30 кадрова у секунди; када треба да снимите брзу акцију, 60 кадрова у секунди је вредно компромиса.
Ако вам је потребан прилагођени модул камере са жељеном брзином кадрова, контактирајте Синцере. Дизајнирамо и производимо модуле камера прилагођене вашој апликацији.
