CCTV鏡頭作為整個(gè)監(jiān)視系統(tǒng)中的最前端,與攝像機(jī)的配合是取得高畫質(zhì)的關(guān)鍵,作為攝像機(jī)的眼睛,其重要性不言而喻。與手動(dòng)變焦鏡頭不同,電動(dòng)變焦鏡頭一般都使用在室外較為廣闊的場(chǎng)景。隨著安防行業(yè)的迅速發(fā)展,以及國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施投入的加大,像森林防火、海事管理、港口、邊防、油田等行業(yè)及領(lǐng)域?qū)τ陔妱?dòng)變焦鏡頭的需求有了明顯的增長(zhǎng)。由于其行業(yè)及施工安裝的特殊性,對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有著很高的要求。那么面對(duì)眾多的鏡頭品牌與型號(hào),我們應(yīng)該怎樣選擇適合自己需要的電動(dòng)鏡頭呢,以及在采購(gòu)中又要注意些什么呢?筆者不想與大家探討深?yuàn)W的光學(xué)問題,只是希望從一些淺顯易懂的方面來解釋一些誤區(qū),希望能夠?qū)Υ蠹疫x擇電動(dòng)變焦鏡頭有所裨益。
概念解析
首先,我們對(duì)電動(dòng)變焦鏡頭的定義做一下概括。本文所討論的是指采用C/CS接口的,與普通槍型攝像機(jī)配合使用的,變焦、聚焦以及光圈可以通過后端控制器人為控制的電動(dòng)鏡頭。一般來說,電動(dòng)變焦鏡頭的變焦倍數(shù)都比較大,常用的有6倍、7倍、10倍的鏡頭,焦距大多在100mm以下。還有15倍、16倍、20倍、22倍等中等倍數(shù)的,焦距大多在100mm-300mm之間。再往上還有30倍、33倍、50倍、100倍的高倍數(shù)鏡頭,一般焦距都在300mm以上,有些甚至可以達(dá)到或超過1000mm,特別適合超遠(yuǎn)距離監(jiān)控。
與手動(dòng)變焦鏡頭不同,電動(dòng)變焦鏡頭由于焦距可以通過后端人為改變,對(duì)于場(chǎng)景中的重點(diǎn)部分可以拉近放大觀察,監(jiān)控效果非常好。
目前,電動(dòng)變焦鏡頭與手動(dòng)變焦鏡頭一樣,高端的技術(shù)及產(chǎn)品大多掌握在日本廠商手中。中國(guó)也有個(gè)別的廠商生產(chǎn)電動(dòng)變焦鏡頭,基本上都是由原來的軍工企業(yè)或者是光學(xué)研究所轉(zhuǎn)行過來的。由于生產(chǎn)電動(dòng)變焦鏡頭受到設(shè)計(jì)、產(chǎn)品原材料、關(guān)鍵技術(shù)等多方面的影響,中國(guó)的企業(yè)雖然有很好的設(shè)計(jì),但由于受其他條件所限,能夠生產(chǎn)的較少,且效果也不能與日系鏡頭相比較。當(dāng)然也有甚者,干脆只做仿日本品牌的假冒產(chǎn)品,其質(zhì)量就更加不敢恭維了。
電動(dòng)變焦鏡頭與手動(dòng)變焦鏡頭、一體機(jī)的關(guān)系
電動(dòng)變焦鏡頭與手動(dòng)變焦鏡頭
首先,大家必須明白電動(dòng)變焦鏡頭的開發(fā)原理與手動(dòng)變焦鏡頭是不一樣的。電動(dòng)變焦鏡頭是一個(gè)完備的光、機(jī)、電三項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合。電動(dòng)變焦鏡頭的開發(fā)需要有非常深厚的光學(xué)技術(shù)作為基礎(chǔ),同時(shí)需要投入大量的研發(fā)資金,這也就是目前市場(chǎng)上能夠具有豐富的電動(dòng)變焦鏡頭產(chǎn)品線的廠商非常少、且電動(dòng)變焦鏡頭價(jià)格昂貴的主要原因。事實(shí)上,大倍數(shù)電動(dòng)變焦鏡頭在開發(fā)的過程中需要解決很多光學(xué)問題,比如縱向色差問題、聚焦不實(shí)問題等,所以不是可以做手動(dòng)變焦鏡頭的廠商都可以做電動(dòng)變焦鏡頭。比如目前國(guó)內(nèi)手動(dòng)變焦鏡頭銷售比較好的幾個(gè)品牌,有的幾乎沒有電動(dòng)變焦鏡頭,有的有幾款如10-200mm、10-300mm焦距的鏡頭,但效果如何,用過的就知道了。
其實(shí),這是企業(yè)實(shí)力的體現(xiàn),并不是這些廠商不想做,而是礙于技術(shù)等各方面原因無法做。所以希望大家首先要把手動(dòng)變焦鏡頭廠商和電動(dòng)變焦鏡頭廠商區(qū)別開來。只有非常少數(shù)的廠商,如圖麗、富士能這些有多年電動(dòng)變焦鏡頭方面投入研發(fā)力量的廠商才可以做出令人滿意的產(chǎn)品。
電動(dòng)變焦鏡頭和一體機(jī)
隨著一體機(jī)的興起,很多工程商認(rèn)為電動(dòng)變焦鏡頭的時(shí)代已經(jīng)過去了。一體機(jī)由于其易于安裝調(diào)試,價(jià)格便宜,很受工程商的歡迎。事實(shí)上,一體機(jī)的興起對(duì)于電動(dòng)變焦鏡頭的銷售確實(shí)產(chǎn)生了一定的影響,尤其是10倍及以下的小倍數(shù)電動(dòng)變焦鏡頭目前的銷售數(shù)量確實(shí)有減少之勢(shì),但是對(duì)于中長(zhǎng)焦距的電動(dòng)變焦鏡頭,一體機(jī)還是無法企及的。
一體機(jī)大多由1/4”英寸的CCD作為成像元件,小尺寸的CCD注定了其鏡頭的特征是在于廣角而不是在于長(zhǎng)焦,以目前市場(chǎng)上流行的22倍一體機(jī)為例,使用過的客戶都有感覺,這個(gè)22倍的鏡頭廣角很厲害,但長(zhǎng)焦不能看得很遠(yuǎn)。[nextpage]
此外,一般電動(dòng)變焦鏡頭適配的都是1/3”或者1/2”英寸的槍型CCD攝像機(jī),一體機(jī)的小尺寸CCD與其相比,在動(dòng)態(tài)范圍、照度、清晰度、穩(wěn)定性等很多方面都不是前者的對(duì)手。很多工程商都有這樣的感覺,一體機(jī)方便是方便,但是成像質(zhì)量以及穩(wěn)定性實(shí)在沒法和槍式攝像機(jī)相比。
另外,一體機(jī)的核心在于自動(dòng)聚焦,但是聚焦系統(tǒng)的工作后于變焦系統(tǒng),且效果與速度各不相同,有些普通的一體機(jī)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)變焦后需要1-2秒的時(shí)間來聚焦,且聚焦不實(shí)。如果由于監(jiān)控的要求,需要頻繁的使用變焦功能,很容易發(fā)生整個(gè)畫面始終處于聚焦過程,而無法及時(shí)觀看現(xiàn)場(chǎng)的情況,在實(shí)際的使用中會(huì)很不方便。
同時(shí),自動(dòng)聚焦技術(shù)一直以來都是技術(shù)的最前沿,很多廠商都一直在研究提高其速度及準(zhǔn)確性。大家一定會(huì)有這樣的經(jīng)歷,在監(jiān)視器畫面上看效果還可以,但是一旦通過DVR回放就會(huì)發(fā)生效果大打折扣的現(xiàn)象,這就是由于DVR的回放放大了原來人眼在觀看動(dòng)態(tài)畫面時(shí)的延遲效果,使得聚焦不實(shí)的情況真實(shí)地體現(xiàn)出來了。而在這一點(diǎn)上,電動(dòng)變焦鏡頭可以通過景深的調(diào)節(jié),在長(zhǎng)焦端將光圈開到最大,聚焦準(zhǔn)確后使得從長(zhǎng)焦端到廣角端在變焦過程中始終保持清晰,在DVR回放出的畫面也可以是幀幀都是清晰的。
結(jié)論來說,在中長(zhǎng)焦距的監(jiān)控上,電動(dòng)變焦鏡頭是一體機(jī)無法取代的。這一點(diǎn)也和現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)情況相符合,在道路,森林防火等很多遠(yuǎn)程監(jiān)控的場(chǎng)景,以及對(duì)于畫質(zhì)有較高要求的地方,大家還都必須使用電動(dòng)變焦鏡頭。
選購(gòu)重點(diǎn)
變焦倍數(shù)及焦距
大家在選擇大倍數(shù)電動(dòng)變焦鏡頭中有幾個(gè)誤區(qū)需要克服。
第一,只看變焦倍數(shù)。很多工程商在選擇這些鏡頭時(shí)只關(guān)注倍數(shù),即是不是20倍或30倍的鏡頭,認(rèn)為倍數(shù)越大,可以看到的距離就越遠(yuǎn),但實(shí)際上鏡頭的倍數(shù)并不能完全反映出鏡頭的焦距指標(biāo)。光學(xué)變焦倍數(shù)只是表明一個(gè)鏡頭相對(duì)的焦距變化范圍,而不能表明一個(gè)鏡頭的絕對(duì)焦距指標(biāo)。因此在實(shí)際使用中必須根據(jù)情況加以甄別。比如一款焦距為5.5-187mm的34倍鏡頭和一款焦距為10-330mm的33倍鏡頭,雖然前者是34倍的鏡頭,但其望遠(yuǎn)端只有187mm與后者的330mm有著相當(dāng)大的差距,在遠(yuǎn)距離監(jiān)控上兩者的效果是不可同日而語的。
第二,只看長(zhǎng)焦端的焦距。也有很多工程商知道實(shí)際的焦距代表著鏡頭的望遠(yuǎn)能力,所以對(duì)于長(zhǎng)焦端的焦距指標(biāo)非常在意,但往往忽略了廣角端的焦距,即不管光學(xué)變焦倍數(shù)。事實(shí)上,在鏡頭的開發(fā)里面有一個(gè)基本規(guī)律,那就是只做光學(xué)變焦倍數(shù)不難,只做長(zhǎng)焦距也不難,最難的就是做到廣角與長(zhǎng)焦兼顧的大變倍鏡頭。舉個(gè)離子來說,比如,一款1/2″10-500mm的鏡頭,在其廣角端10mm時(shí)的視場(chǎng)角約為35°;另一款1/2″23-506mm的鏡頭,在安裝在1/2″攝像機(jī)上時(shí)其廣角端23mm只有約15°的視場(chǎng)角。從長(zhǎng)焦端的指標(biāo)來看兩者基本差不多,但在鏡頭的開發(fā)中,這兩個(gè)鏡頭根本不是一個(gè)數(shù)量級(jí),成本上能夠有5-10倍的差距。前者為一款50倍的鏡頭,而后者是一款22倍的鏡頭,前者在做到長(zhǎng)焦的同時(shí),提供了廣角端非常大的視場(chǎng)角,而后者只是為了做500mm的這個(gè)長(zhǎng)焦,放棄了廣角端的視場(chǎng)角,這樣開發(fā)會(huì)簡(jiǎn)單很多,成本也會(huì)大幅下降,但在實(shí)際使用中,這兩者的效果就完全不一樣了。22倍的這款鏡頭只能用于在某個(gè)定點(diǎn)方向上的監(jiān)控,而50倍的這一款就可以做到即可以監(jiān)控非常大的場(chǎng)景范圍內(nèi)有任何異常現(xiàn)象,同時(shí)又可以做到對(duì)其細(xì)節(jié)做到拉近觀察。
以森林防火行業(yè)為例,一般來說,我們會(huì)在幾個(gè)制高點(diǎn)上安裝幾臺(tái)監(jiān)控?cái)z像機(jī)配合大倍數(shù)電動(dòng)變焦鏡頭,用最少的監(jiān)控點(diǎn)來覆蓋周邊5-10公里范圍內(nèi)森林的情況,由于地貌的限制,制高點(diǎn)的數(shù)量是有限的,由于預(yù)算的限制,也不能無限加裝攝像機(jī)。這時(shí),如果你采用50倍的鏡頭,你會(huì)發(fā)現(xiàn)可能只需要5-10支攝像機(jī)就可以完成周邊10公里范圍內(nèi)的監(jiān)控,而采用22倍的鏡頭,你必須要安裝20個(gè)以上監(jiān)控點(diǎn)才可以不留死角,所以廣角的重要性是不言而喻的。[nextpage]
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來選擇合適倍數(shù)及焦距的鏡頭是非常重要的,在滿足長(zhǎng)焦距的情況下,費(fèi)用允許的話采用倍數(shù)大的、廣角的鏡頭會(huì)使實(shí)際的使用效果妙不可言。
光圈值和解像力
光圈作為一個(gè)鏡頭的重要指標(biāo),將會(huì)直接影響到鏡頭在白天和夜晚的使用效果。光圈值F越小,表明鏡頭的通光量越大,在夜間的效果就會(huì)更好。F值越大,表明鏡頭的通光量越小,在白天或者強(qiáng)光效果下圖像的表現(xiàn)力更好,不會(huì)過曝。這一點(diǎn)大家基本上都是知道的,所以在選擇鏡頭的時(shí)候,盡量考慮光圈范圍大的鏡頭,這樣使用的場(chǎng)景會(huì)比較多。
筆者在這里希望提醒大家的是,由于CCTV鏡頭廠商的慣例,鏡頭出廠的時(shí)候都只表明一個(gè)鏡頭的最大光圈和最小光圈。但事實(shí)上,最大光圈和最小光圈是隨著焦距的變化而變化的,并不是一個(gè)固定的數(shù)值,也就是說在每一個(gè)鏡頭焦距上都有一個(gè)最大光圈和最小光圈的數(shù)值。以最大光圈這個(gè)重要指標(biāo)為例,一個(gè)鏡頭的最大光圈永遠(yuǎn)只會(huì)在最廣角端,且這個(gè)數(shù)字是隨著焦距的增加而減小。
雖然光圈的減小是不可避免的,但每個(gè)鏡頭的減小幅度是不一樣,這也體現(xiàn)了一個(gè)鏡頭的光學(xué)素質(zhì)。大家肯定會(huì)有這樣的經(jīng)驗(yàn),使用某個(gè)鏡頭標(biāo)稱的光圈很大,比如說F1.9,但在實(shí)際使用中,鏡頭一變焦,馬上畫面就暗下來了,到了200mm的時(shí)候,畫面就非常暗了。其實(shí)這就說明這個(gè)鏡頭只是廣角端的光圈很大,隨著焦距的變化,光圈的衰減是非常厲害的,并不是一個(gè)好的鏡頭。但是很可惜的是,沒有一個(gè)鏡頭廠商會(huì)標(biāo)明一個(gè)鏡頭在各個(gè)焦距端的光圈,大家只好以實(shí)際的效果來判斷。從上面的表中,大家很容易判斷,鏡頭b的實(shí)際效果比鏡頭a好,雖然鏡頭a的最大光圈值是F1.9,而鏡頭b是F2.2。
當(dāng)然,評(píng)價(jià)一款鏡頭的質(zhì)量還有很重要的一點(diǎn)就是它的解像力。任何一款鏡頭,其廣角端的解像力肯定高于其望遠(yuǎn)端的解像力,隨著焦距的擴(kuò)展其解像力是下降的;同樣其中心的解像力也要高于邊緣的解像力。因此,在選擇一款高品質(zhì)的電動(dòng)變焦鏡頭一定要關(guān)注其長(zhǎng)焦時(shí)的清晰度。因?yàn)樵趶V角端所有鏡頭的解像力差別都不明顯,但到了長(zhǎng)焦端就可以通過人眼看出其明顯的差別。
以國(guó)內(nèi)非常著名的一款30倍變焦鏡頭為例,其焦距為10-300mm,但很多用戶都反映這款鏡頭一旦焦距超過200mm后解像力就明顯的下降,同時(shí)聚焦很難聚實(shí),畫面昏暗,效果不佳。其實(shí),這是鏡頭自身設(shè)計(jì)的緣故,鏡頭廠商窮其一生都在做的一件事情就是如何盡量減少鏡頭在望遠(yuǎn)端的解像力衰減問題,這一點(diǎn)是非??疾扃R頭廠商光學(xué)實(shí)力的地方,但能夠做得好的廠商非常少。
小貼士
以上幾個(gè)方面是大家在選擇電動(dòng)變焦鏡頭時(shí)的一些關(guān)鍵點(diǎn)以及一些誤區(qū)。事實(shí)上,電動(dòng)變焦鏡頭涉及的光學(xué)、電子、機(jī)械方面的知識(shí)非常多,不是簡(jiǎn)單幾句話就可以說清楚的。最后筆者在這里奉獻(xiàn)給讀者幾個(gè)選擇鏡頭時(shí)的小貼士。
·相同焦距、定焦鏡頭的效果一般來說都比變焦鏡頭的解像力好;
·一體機(jī)雖然方便,但效果一定比不上槍機(jī)加上同一焦距段的鏡頭;
·不要小看防護(hù)罩上的那塊玻璃,平板玻璃對(duì)鏡頭解像力的消弱是非常厲害的,如果可能的話盡量使用前端是光學(xué)玻璃的防護(hù)罩;
·鏡頭表面有了一些灰塵或者有了手印,不要亂擦,一般來說這不會(huì)影響成像,亂擦反而會(huì)破壞鍍膜,如果非常嚴(yán)重的話,可以用一些中性液體,最好是專用的鏡頭清洗液加濾紙來清理;[nextpage]
·鏡頭壞了不要自行修理,鏡頭與攝像機(jī)不一樣,光學(xué)產(chǎn)品的修理要具備很高的要求,請(qǐng)聯(lián)系你的購(gòu)買商,由廠家負(fù)責(zé)修理;
·不要盲目迷信焦距和光圈的數(shù)值,實(shí)際效果是硬道理,不是同樣是10-200mm或者10-300mm的鏡頭,光圈指標(biāo)也差不多,那么效果就差不多的,往往差別非常大,也不是焦距和光圈指標(biāo)好的,效果就一定好,有時(shí)候情況往往相反,一定要實(shí)際看效果;
·特別要注意鏡頭在長(zhǎng)焦段上的解像力,這往往是一個(gè)鏡頭解像力好壞最容易看出來的地方,看看成像是不是銳利,是不是聚焦容易;
·看一看鏡頭的做工,變焦時(shí)是否順利,聲音是不是大,鏡頭表面的鍍膜顏色是否鮮艷,這些細(xì)節(jié)地方往往很能看出廠商在做一款鏡頭時(shí)的用心程度;
·不要盲目迷信一些廠商的宣傳,如具備什么透塵透霧功能等等,事實(shí)上大鏡頭在開發(fā)時(shí)都考慮了這些因素,還是要以實(shí)際效果來決定;
·注意焦距段的選擇,大鏡頭的開發(fā)有一個(gè)基本的原則,做大變焦倍數(shù)的同時(shí)能夠做到廣角是非常好的。
即使一個(gè)常規(guī)的鏡頭也有很多需要注意的地方,而電動(dòng)變焦鏡頭的采購(gòu)?fù)鶎?duì)整個(gè)項(xiàng)目的效果起到?jīng)Q定性作用。筆者希望這篇文章能夠?qū)Υ蠹以谶x擇鏡頭的時(shí)候有所裨益。最后,預(yù)祝大家可以根據(jù)自己的需要選擇合適的鏡頭。