Τα μυστικά πίσω από το zoom

Πίσω από τις εντυπωσιακές τιμές μεγέθυνσης των εικόνων που λαμβάνουν οι κάμερες ασφαλείας, κρύβονται τεχνικά στοιχεία που καθορίζουν τα δεδομένα όσον αφορά στην απόδοση της λειτουργίας zoom σε κάθε μοντέλο.

Η δυνατότητα της μεγέθυνσης μιας εικόνας που έχει καταγραφεί από ένα σύστημα επιτήρησης είναι συχνά πολύ σημαντική. Μέσα από τη μεγέθυνση μπορεί να διακρίνει ο χειριστής του συστήματος λεπτομέρειες – όπως ένα ανθρώπινο πρόσωπο, τα χρώματα ρούχων, μια πινακίδα αυτοκινήτου, ακόμα και το σειριακό αριθμό μιας συσκευής – οι οποίες μπορούν να φανούν ιδιαίτερα χρήσιμες στη διευκόλυνση μιας υπόθεσης. Για το λόγο αυτό άλλωστε τοποθετούνται τα συστήματα CCTV. Ποιος ο λόγος εγκατάστασής τους, αν καταγράφουν εικόνες που δεν θα μπορούν να φανούν χρήσιμες επειδή δεν θα μπορούν να γίνουν διακριτές οι απαραίτητες λεπτομέρειες.

Εντούτοις όμως, στην προσπάθεια για καλύτερη απεικόνιση των λεπτομερειών, συχνά οι χρήστες αλλά και οι εταιρείες κατασκευής μπαίνουν σε μια άσκοπη άμιλλα για την απόκτηση ή παρουσίαση (ανάλογα από ποια σκοπιά το βλέπει κανείς) καμερών με πολύ μεγάλη δυνατότητα μεγέθυνσης. Οι εταιρείες αν και γνωρίζουν την πραγματικότητα, το χρησιμοποιούν ως ένα επιδέξιο όπλο μάρκετινγκ στην προσπάθειά τους να πείσουν τους τελικούς καταναλωτές και οι τελικοί χρήστες εύκολα παρασύρονται από τα διαφημιστικού τύπου επιχειρήματα των εταιρειών. Το ερώτημα βέβαια είναι ποια είναι η πραγματικότητα και πού πρέπει να εστιάζουν οι χρήστες όταν θέλουν να αποκτήσουν κάμερες των οποίων οι εικόνες που θα καταγράφουν, θα μπορούν να αποτυπώνουν το μέγιστο δυνατό των λεπτομερειών.

Η απάντηση λοιπόν είναι ότι πολλές φορές μία κάμερα με δυνατότητα zoom 18x μπορεί να έχει το ίδιο αποτέλεσμα με μία κάμερα μεγέθυνσης 36x. Πιο συγκεκριμένα και για μην γίνονται παρεξηγήσεις, μία κάμερα ασφαλείας υψηλής ανάλυσης 36x μπορεί εύκολα να συγκριθεί με μία συμβατική κάμερα ασφαλείας, ανάλυσης 4 CIF18x.

Συγκρίνοντας.
Οι δικτυακές κάμερες High Definition μπορούν εύκολα να ανταποκριθούν σε απαιτητικές εφαρμογές επιτήρησης, χρησιμοποιώντας απλώς τη μισή μεγέθυνση από μία συμβατική κάμερα. Αυτό αποδεικνύεται και στην πράξη, καταδεικνύοντας το γεγονός ότι πολλές φορές οι σκέτες αριθμητικές τιμές που παρατίθενται προς χάρη εντυπωσιασμού, δεν αντιστοιχούν στην πραγματικότητα.
Αν συγκριθούν δύο εικόνες μεγεθυσμένες, η μία από μία συμβατική κάμερα PTZ με ανάλυση 4CIF με μεγέθυνση στα 36x και η δεύτερη από μία κάμερα υψηλής ανάλυσης με ανάλυση 720p αλλά δυνατότητα μεγέθυνσης στα 18x, θα προκύψει το εξής συμπέρασμα: Στην εικόνα από την κάμερα υψηλής ανάλυσης θα φαίνονται οι ίδιες λεπτομέρειες με την εικόνα της συμβατικής κάμερας, ασχέτως αν η πρώτη έχει τη μισή μεγέθυνση από τη δεύτερη. Επιπλέον, η αναλογία εικόνας 16:9 που χρησιμοποιεί η κάμερα υψηλής ανάλυσης επιτρέπει την προβολή μεγαλύτερου χώρου, χωρίς να γίνεται κανένας συμβιβασμός στην απεικόνιση των λεπτομερειών. Ενώ λοιπόν η δυνατότητα προβολής των λεπτομερειών μιας εικόνας παραμένει ίδια και στις δύο εικόνες, η εικόνα από την κάμερα HD περιέχει και άλλα στοιχεία από το χώρο, γεγονός που βοηθάει πολύ σε εφαρμογές επιτήρησης.
Τεχνολογία μεγέθυνσης
Για την επίτευξη της μεγέθυνσης μιας εικόνας χρησιμοποιείται ένας φακός μεταβλητών εστιακών αποστάσεων, ο οποίος συναντάται και με το όνομα zoom lens. Ουσιαστικά πρόκειται για σειρά φακών με την ικανότητα να μεταβάλουν την εστιακή απόσταση φακού (lens focal length). Μεγαλύτερη εστιακή απόσταση φακού σημαίνει και μεγαλύτερη δυνατότητα μεγέθυνσης, αλλά παράλληλα συνεπάγεται και μικρότερη οπτική γωνία. Η δυνατότητα μεγέθυνσης δίνεται ως ο λόγος μεταξύ της μεγαλύτερης και μικρότερης εστιακής απόστασης που μπορεί να πετύχει ένας φακός. Για παράδειγμα, ένας φακός μεγέθυνσης με εστιακή απόσταση φακού που κυμαίνεται από 50 mm έως 200mm αποκαλείται συνηθέστερα ως φακός 4x ή μερικές φορές ως 4:1. Από αυτό αντιλαμβανόμαστε ότι φακοί με την ίδια ονομαστική δυνατότητα μεγέθυνσης, έστω 4x, μπορούν εντέλει να έχουν εντελώς διαφορετική απόδοση από τη στιγμή που τα εστιακά μήκη απόστασης των φακών είναι διαφορετικά. Μπορεί δηλαδή ο λόγος μεταξύ των αποστάσεων να είναι ο ίδιος, αλλά οι απόλυτες τιμές να είναι διαφορετικές, οπότε διαφορετική θα είναι και η δυνατότητα μεγέθυνσής τους. Επιπλέον, ένας φακός με εστιακή απόσταση που κυμαίνεται από 15 mm έως 150 mm, δηλαδή ένας φακός 10x, μπορεί να έχει χαμηλότερη δυνατότητα μεγέθυνσης από ένα φακό 4x, του οποίου όμως το εστιακό μήκος απόστασης θα κυμαίνεται από 50 έως 200 mm. Αυτό συμβαίνει διότι το εστιακό μήκος απόστασης των 200 mm προσφέρει δυνατότερη μεγεθυντική ικανότητα από εκείνο των 150 mm.
Όμως οι ενδιαφέρουσες αποκαλύψεις για τις πραγματικές δυνατότητες μεγέθυνσης μιας κάμερας δεν σταματούν εδώ. Όπως ακριβώς το να χρησιμοποιούμε τις ονομαστικές τιμές ζουμ που μας δίνουν οι κατασκευαστές (2x,4x,8x.) μπορεί να μας οδηγήσουν σε παραπλανητικά συμπεράσματα, έτσι και η σύγκριση μέσω των απόλυτων τιμών των εστιακών αποστάσεων μπορεί να είναι εξίσου παραπλανητική. Παραδείγματος χάρη, μια συμβατική κάμερα ανάλυσης 4CIF έχει μεγαλύτερο εστιακό μήκος απόστασης από μια κάμερα HD 720p. Τότε, πώς το επίπεδο της μεγέθυνσης ανάμεσα σε αυτές τις δύο κάμερες να είναι παρόμοιο;
Αν εξετάσουμε μια ίδια εικόνα που έχει ληφθεί και από τις δύο κάμερες χωρίς καθόλου ζουμ, θα διαπιστώσουμε ότι το μεν οπτικό πεδίο είναι ίδιο (καλύπτεται δηλαδή ο ίδιος χώρος) αλλά ταυτόχρονα η υψηλότερη ανάλυση και η καλύτερη χρωματική πιστότητα της κάμερας υψηλής ανάλυσης δημιουργούν μια εικόνα καλύτερη, με σωστή απόδοση χρωμάτων και επίτευξη μεγαλύτερης λεπτομέρειας. Αυτή η σύγκριση αποδεικνύει τη σαφή ανωτερότητα της κάμερας υψηλής ανάλυσης σε ίδιο επίπεδο μεγέθυνσης. Δηλαδή οι κάμερες υψηλής ανάλυσης προσφέρουν σχεδόν το διπλάσιο αριθμό pixels για το ίδιο οπτικό πεδίο. Όταν οι κάμερες λειτουργήσουν στο μεγαλύτερο δυνατό επίπεδο μεγέθυνσής τους, τότε μπορεί να προσφέρουν το ίδιο επίπεδο λεπτομέρειας, αλλά η κάμερα υψηλής ανάλυσης πλεονεκτεί στο γεγονός ότι προσφέρει μεγαλύτερο οπτικό πεδίο.
Επιλέγοντας.
Είναι σαφές λοιπόν, πόσο παραπλανητική μπορεί να είναι για κάποιον η σύγκριση δύο καμερών με την παράθεση απλώς των ονομαστικών τιμών ζουμ που πετυχαίνει η κάθε μία. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη και η ανάλυσή τους. Μία σύγκριση μεταξύ μιας συμβατικής κάμερας 4CIF και μιας κάμερας υψηλής ανάλυσης 1280×720 pixels αποδεικνύει ότι η δεύτερη κάμερα έχει διπλάσιο ή και τριπλάσιο αριθμό pixels σε κάθε frame. Ακριβώς αυτή η υψηλότερη ανάλυση είναι εκείνη που επιτρέπει στις κάμερες HD να έχουν καλύτερα επίπεδα όσον αφορά στις δυνατότητες μεγέθυνσης, ακόμα και όταν στα τεχνικά τους χαρακτηριστικά φαίνεται ότι έχουν μικρότερες τιμές ζουμ. Οπότε, οι υψηλής ανάλυσης κάμερες πλεονεκτούν στο γεγονός ότι είτε μπορούν να διατηρήσουν το ίδιο οπτικό πεδίο με μια συμβατική κάμερα – αλλά οι εικόνες τους να έχουν πολύ περισσότερες λεπτομέρειες είτε να αυξήσουν κατά πολύ το οπτικό πεδίο σε σχέση με μια συμβατική κάμερα, διατηρώντας όμως το ίδιο επίπεδο λεπτομερειών με αυτήν.
Φυσικά, ακόμα και η ανάλυση δεν αποτελεί τον τελικό παράγοντα σύγκρισης για τη δυνατότητα καταγραφής υψηλής ποιότητας εικόνων. Υπεισέρχονται και άλλοι παράγοντες, όπως η ποιότητα του φακού, η ευαισθησία του και η καλή συναρμογή των διάφορων εξαρτημάτων τα οποία συνθέτουν μία κάμερα, που παίζουν σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της ποιότητας μιας εικόνας. Γι΄ αυτό άλλωστε και κάμερες υψηλής ανάλυσης με παρόμοια τεχνικά χαρακτηριστικά παρουσιάζουν διαφορετικά αποτελέσματα σε συγκριτικά τεστ, αλλά και σε πραγματικές συνθήκες. Επίσης οι χρήστες οφείλουν να γνωρίζουν ότι μία κάμερα μπορεί να συμπεριφερθεί διαφορετικά, ανάλογα και με τις εξωτερικές συνθήκες που επικρατούν στο χώρο καταγραφής. Οπότε, το καλύτερο είναι αν υπάρχει η δυνατότητα και σε συνεργασία με τον προμηθευτή (αν πρόκειται για μεγάλη παραγγελία, μάλλον και ο προμηθευτής θα συναινέσει) να γίνει δοκιμή της συσκευής στις συνθήκες που θέλει ο χρήστης να λειτουργήσει και να μην επιλέξει κάμερα μόνο από την απλή ανάγνωση των τεχνικών χαρακτηριστικών.

Του ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗ ΛΥΜΠΕΡΟΠΟΥΛΟΥ