Všetky smery pod kontrolou jedinej kamery - PTZ kamery
Poznáte to, keď hlavný a možno aj jediný doležitý bod vašich záberov zrazu zo záberu zmizne? Doľava, doprava, hore, dole alebo sa zrazu veľmi rýchlo priblíži a vám miesto hlavnej pointy zostane zaznamenaný len detailne rozostrený záber nejakej náhodnej časti tela. V profesionálnom prostredí môže časť publika takéto finále pobaviť, ale tvorca by mal zvážiť, či práve PTZ kamera nebude vhodnou alternatívou ako udržať dynamiku, šírku záberu a aj zoom pod kontrolou.
PTZ je skratka pre Pan (smer) - Tilt (náklon) - Zoom (priblíženie). Teda kamera s označením PTZ umožňuje používateľovi ovládať smer, náklon a priblíženie kamery pomocou diaľkového ovládania alebo softvérového rozhrania.
Funkcia Pan (smer) umožňuje kamere pohybovať sa horizontálne, zo strany na stranu, funkcia Tilt (náklon) umožňuje pohyb vertikálne, hore-dolu a funkcia Zoom (priblíženie) umožňuje kamere meniť zväčšenie alebo zmenšenie obrazu. PTZ kamery sa používajú kvôli vyššej flexibilite a potrebe sledovať väčší priestor alebo mať možnosť ovládať pohyb kamery na diaľku.
Niektoré príklady použitia PTZ kamier:
Živé streamovanie: televízne štúdiá, živé prenosy vysokoškolských prednášok, online video konferencií, športových udalostí, divadelných predstavení, hudobných koncertov a iných verejných podujatí.
Profesionálne filmové produkcie: pre dosiahnutie plynulých dynamických kamerových záberov.
Bezpečnosť a ochrana: video monitoring a bezpečnostné systémy na monitorovanie veľkých priestorov ako sú parkoviská, námestia, obchodné centrá a podobne.
Všeobecne platí, že PTZ kamery sú užitočné všade tam, kde je potrebné zabezpečiť flexibilné sledovanie viacerých pohyblivých objektov v reálnom čase.
Pri výbere PTZ kamery je dôležité zvážiť niekoľko parametrov:
*Obrázok: https://www.wevideo.com/blog/sd-vs-hd
Rozlíšenie kamery určuje množstvo pixelov, ktoré kamera môže zachytiť. Vyššie rozlíšenie znamená väčšiu detailnosť (najmä po zväčšení) a kvalitu obrazu. Zároveň je dôležité aký počet snímkov dokáže kamera pri danom rozlíšení zachytiť.
Rozlíšenie kamier sa väčšinou udáva v tvare napr. 1920 x 1080 prípadne v tvare 1080p60. V druhom prípade prvé číslo znamená počet riadkov obrazu (1080) a druhé počet snímok za sekundu (60). Znamená to, že kamera dokáže zaznamenať 60 snímok za sekundu a každá snímka má 1920 x 1080 pixelov. Písmeno „p“ znamená progresívne skenovanie. Progresívne skenovanie je metóda, pri ktorej sú všetky riadky obrazu zobrazované v každej snímke. V súčasnosti sú najbežnejšie používané rozlíšenia HD (1920 x 1080) a 4k (3840 x 2160).
Existujú aj formáty ako 480i, 720i a 1080i. Malé „i“ znamená, že ide o prekladané “interlaced” formáty. Pri prekladanom formáte sa v jednej snímke zobrazujú len párne riadky obrazu a v druhej len nepárne. Pri dostatočne rýchlom striedaní to ľudské oko nepostrehne, ale pri detailoch vzniká skreslenie obrazu. Tento spôsob zobrazenia sa už prestáva používať. Takýto formát umožňoval znížiť nároky na záznam obrazu (napr. na VHS pásku) na polovicu, ale na druhej strane znížil aj vertikálne rozlíšenie obrazu na polovicu.
Napríklad: 1080p = 1920 x 1080 pixelov 1080i = 1920 x 540 pixelov
Bežný počet snímok za sekundu (fps) pri zaznamenávaní videa sa pohybuje od 24 fps do 30 fps. 24 fps sa používa pri filmovej výrobe a poskytuje dostatočne plynulý pohyb a kvalitu pre väčšinu použití. Okrem týchto bežných hodnôt môžu PTZ kamery ponúkať aj vyššie fps napr. 60. Tento vyšší počet snímok za sekundu poskytuje extrémne hladký pohyb a je ideálny pre sledovanie veľmi rýchlych akcií alebo pre situácie, kde je potrebné zachytiť pohyb veľmi detailne. Okrem toho umožňuje 2-násobné spomalenie videa pre spomalené zábery bez straty plynulosti. 60 fps je štandardný počet snímok za sekundu pre zobrazovanie obrazu na displejoch počítačov a mobilných zariadenií.
Citlivosť kamery určuje pri akom najmenšom osvetlení je kamera schopná zachytiť obraz. Kamery s vyššou citlivosťou ponúkajú kvalitnejší obraz v horších svetelných podmienkach.
Na rozdiel od bežných fotooaparátov a kamier sa citlivosť pri PTZ kamerách neudáva pomocou číselného hodnotenia známeho ako ISO (International Organization for Standardization), ktoré udáva mieru citlivosti kamery na svetlo, ale minimálnym osvetlením v luxoch, čo je jednotka intenzity osvetlenia. Je to miera svetla, ktorú kamera potrebuje na zachytenie dostatočne jasného obrazu. Nižšia hodnota minimálneho osvetlenia naznačuje, že kamera je schopná zachytiť jasné a čitateľné obrazy aj v podmienkach s nízkym osvetlením. Bežné minimálne osvetlenie sa pohybuje v rozsahu od 0,1 luxu do 0,5 luxu. Tieto kamery sú navrhnuté na použitie pri normálnych svetelných podmienkach.
Je ale dôležité si uvedomiť, že minimálne osvetlenie je uvedené pri špecifických podmienkach, ako je napríklad otvorená clona objektívu a vysoká citlivosť senzora. V skutočnosti sa môže výkon kamery líšiť v závislosti od rôznych faktorov, ako je kvalita objektívu alebo veľkosť senzora.
Optický zoom umožňuje užívateľovi priblížiť alebo oddialiť obraz bez straty kvality, len pomocou optiky kamery. Vyššie čísla optického zoomu znamenajú väčšie zväčšenie.
*Obrázok: https://www.pexels.com/
Potrebná veľkosť zoomu PTZ kamery, záleží na veľkosti miestnosti alebo priestoru, v ktorom kameru používame a od toho, aký detail potrebuje zaznamenať.
Všeobecne platí, že čím väčšia miestnosť, tým väčší zoom je potrebný na zachytenie detailov a získanie presnejšieho obrazu. Pre malé miestnosti sa zvyčajne odporúča PTZ kamera s menším zoomom (napr. 12x), ktorá dokáže zachytiť celú miestnosť v pomerne dobrých detailoch. Pre stredne veľké miestnosti môže byť potrebná PTZ kamera s optickým zoomom okolo 20x aby bolo možné získať presný obraz z akéhokoľvek miesta v miestnosti. Pre veľké miestnosti ako konferenčné sály, auly a podobne, je potrebná PTZ kamera s veľkým zoomom, ktorý dokáže zväčšiť obraz až 30-násobne, aby bolo možné získať detailné zábery aj z väčšej diaľky.
Je ešte dôležité mať na pamäti, že zoom nie je absolútne číslo ale pomer zväčšenia od minimálnej ohniskovej vzdialenosti po maximálnu. Takže rôzne kamery s rovnakým zoomom, môžu poskytnúť rôzne detaily alebo šírku záberu z rovnakého miesta v závislosti od rozsahu ohniskovej vzdialenosti objektívu.
Napr. ak máme 2 kamery, z ktorých jedna disponuje rozsahom ohniskových vzdialeností f 4,8mm-96mm a druhá f 5,5mm-110mm, tak síce majú rovnaký 20-násobný zoom, ale poskytujú iné absolútne priblíženie obrazu (pri maximálnom zoome) alebo naopak inú šírku záberu (pri minimálnom zoome) za predpokladu, že sú umiestnené na rovnakom mieste.
Rýchlosť a rozsah pohybu kamery určuje, ako rýchlo sa kamera dokáže otočiť resp. nakloniť na rôzne pozície. A v akom rozsahu v stupňoch sa dokáže otáčať a naklánať. Kamery s vyššou rýchlosťou sú vhodnejšie pre snímanie rýchlych pohybov a sledovanie pohybujúcich sa objektov.
Bežné maximálne rýchlosti sa pohybujú okolo 60°/s pri otáčaní (Pan) a 30°/s pri naklánaní (Tilt). A väčšina kamier dokáže zmeniť zoom v plnom rozsahu za cca 1s. Rozsah pohybu kamier môže byť až 340° (t.j. -170° až +170°) v horizontálnomn smere (Pan) a 120° (t.j. -30° až +90°) vo vertikálnom smere (Tilt).
Dôležitý môže byť ešte maximálny počet prednastavení (presetov), hodnôt Pan, Tilt a Zoom, ktoré je možné uložiť do pamäte kamery. Medzi týmito prednastaveniami môžete ľubovoľne prepínať. Bežne umožňuje kamera uložiť od 128 až do 255 prednastavení.
Spôsob pripojenia: PTZ kamery môžu byť pripojené k ovládaciemu alebo záznamovému zariadeniu v princípe dvoma rôznymi spôsobmi: káblom alebo bezdrôtovo.
Najbežnejší spôsob pripojenia PTZ kamier je pomocou kábla:
Ethernet - PTZ kamery je možné pripojiť do počítačovej siete. Výhodou sieťového pripojenie je jednoduché spravovanie a riadenie kamier z rôznych miest v lokálnej počítačovej sieti alebo cez internet. Sieťové pripojenie tiež umožňuje jednoduchú integráciu kamier do existujúcich sieťových systémov a zdieľanie dát medzi rôznymi zariadeniami. Pri kamerách s funkciou PoE (Power over Ethernet) je možné pre napájanie kamery vyučiť ten istý kábel, cez ktorý sa prenášajú dáta z kamery. Nemusíte teda inštalovať samostatný napájací zdroj pre kameru. Na všetko stačí jeden kábel (a príslušný sieťový prepínač s podporou PoE).
RS-485 je sériový komunikačný protokol, ktorý umožňuje riadenie PTZ funkcií kamery. Tento protokol je vhodný pre komunikáciu s viacerými kamerami na jednej linke, čo uľahčuje inštaláciu v systémoch s viacerými kamerami. RS-485 pripojenie je odolné voči rušeniu a umožňuje väčšiu vzdialenosť prenosu signálu. Nevýhodou sú dodatočné káble pre prenos dát po sériovej linke, čo môže spôsobiť vyššie náklady na inštaláciu a v prípade väčších systémov s viacerými kamerami môže byť potrebné riadiť a adresovať jednotlivé kamery samostatne. Používa sa tam, kde nie je k dispozícii počítačová sieť alebo z bezpečnostných dôvodov.
Koaxiálne a HDMI káble sa spravidla používajú pre prenos obrazu a zvuku z kamery v prípade ak potrebujeme signál v najvyššej kvalite (bez kompresie). Nevýhodou je, že tento typ káblov je vhodný len do určitej vzdialenosti a v prípade ak potrebujete kameru aj riadiť prípadne napájať, tak musíte použiť ďaľšie káble. Vzhľadom na rastúcu popularitu IP systémov môže byť pripojenie koaxiálnym alebo HDMI káblom obmedzujúce v možnostiach integrácie s modernými IP sieťovými systémami.
Každý typ káblového pripojenia má svoje výhody a nevýhody a správny výber závisí od konkrétnych požiadaviek a podmienok inštalácie. Ethernet (PoE) pripojenie je v súčasnosti čoraz populárnejšie vďaka svojej jednoduchosti, vysokým rýchlostiam prenosu dát a možnosti napájania kamier cez jediný kábel. RS-485 pripojenie je vhodné pre systémy s viacerými kamerami a ponúka spoľahlivú komunikáciu. Pri výbere pripojenia je dôležité zvážiť faktory ako vzdialenosť prenosu, dostupnú infraštruktúru, flexibilitu inštalácie, náklady a kompatibilitu s existujúcimi systémami. Bezdrôtové pripojenie PTZ kamier sa dosahuje pomocou Wi-Fi alebo iných bezdrôtových technológií. Ponúka väčšiu flexibilitu pri umiestňovaní kamery a minimalizuje potrebu káblov. Toto je obzvlášť užitočné v prípadoch, keď je fyzická inštalácia káblov ťažká alebo nepraktická. Bezdrôtové pripojenie ale môže byť náchylné na interferencie a signálové prekážky, čo môže spôsobiť stratu spojenia alebo zníženú spoľahlivosť prenosu. Vzdialenosť a prekážky medzi kamerou a bezdrôtovým routerom môžu ovplyvniť kvalitu signálu a dosah.
Spôsob ovládania: ovládanie pohybu kamery je možné napr. prostredníctvom PTZ kontroleru špeciálne na to určeného, z PC softvéru pomocou myši a klávesnice alebo aj pomocou diaľkového ovládania.
Hardvérový ovládač (PTZ controller) je fyzické zariadenie navrhnuté špeciálne na ovládanie PTZ kamier. Poskytuje presné ovládanie pohybu kamery a je vybavený tlačidlami a joystickom, ktorý umožňuje intuitívne ovládanie. Hardvérový ovládač poskytuje najpresnejšie ovládanie a je vhodný pre situácie, kde je potrebná maximálna kontrola nad pohybom kamery. Nevýhodou môže byť potreba fyzického pripojenia k ovládanej kamere alebo systému, čo môže obmedziť pohyb operátora. Rovnako ako iné hardvérové zariadenia, vyžadujú samostatnú inštaláciu a môžu byť nákladnejšie.
Softvérové rozhranie umožňuje ovládanie PTZ kamier pomocou klávesnice a myši prostredníctvom počítača. Ponúka rozšírené funkcie ako je plánovanie trás kamery, prednastavené pozície, sledovanie objektov a ďalšie. Niektoré softvérové rozhrania vyžadujú vyššiu technickú zdatnosť a zvyk na používanie, pretože nie sú tak intuitívne. Sú však vhodné pre prípravu a nastavenie systému pred samotným snímaním, a pre prípady, kedy sú požadované rozšírené funkcie a viac možností nastavenia.
Diaľkové ovládanie PTZ kamier umožňuje ovládanie kamier na diaľku, často prostredníctvom bezdrôtových ovládačov. Tým operátorovi poskytuje väčšiu mobilnosť a slobodu pohybu. Pri niektorých diaľkových ovládačoch však môže byť ovládanie kamier menej presné a citlivé, čo môže obmedziť presnosť sledovania objektov. Ovládanie na diaľku tiež vyžaduje spoľahlivé pripojenie a často vyžaduje aj vizuálny kontakt s kamerou. Preto nie je vhodné pre ovládanie z vedľajších miestností alebo z väčších vzdialeností.
Výber spôsobu ovládania závisí od preferencií a požiadaviek operátora, typu aplikácie a konkrétneho nasadenia PTZ kamier. Pri výbere je dôležité zvážiť faktory, ako je presnosť ovládania, mobilita, kompatibilita so softvérom a hardvérom, dostupnosť spoľahlivého pripojenia a celkové náklady.
Je tiež dôležité zvážiť kompatibilitu s konkrétnymi PTZ kamerami a ich podporu pre daný spôsob ovládania. Operátori by mali tiež brať do úvahy vlastné preferencie a pohodlie pri ovládaní kamier, aby zabezpečili efektívnu a pohodlnú prácu s PTZ kamerami.
