Raspberry Pi カメラ モジュール v3 レビュー: 写真に対する新しい角度

箱から出してすぐに使えて、素晴らしい写真が撮れます。 ビデオの品質は良好で、プロジェクトには十分以上です。 HDR と広角が重要な改善点です。

低コスト

Raspberry Piのすべてのモデルと互換性があります

素晴らしい画質

HDR

以前のバージョンよりも厚い

まだネジマウントはありません

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Raspberry Pi は、更新されたカメラである Camera Module 3 (別名 Camera v3 または Camera Module v3) をリリースしました。メーカー希望小売価格は標準バージョンで 25 ドル、広角バージョンで 35 ドルです。 新しいモジュールは、より小型のセンサーオンボードフォームファクターを維持しながら、高品質カメラの 12MP に匹敵するより多くのピクセルをもたらします。 この小さなカメラの新機能はオートフォーカスです。 これはオートフォーカスを備えた初の公式 Raspberry Pi カメラですが、Arducam の高解像度カメラが昨年その機能を提供しました。

Raspberry Pi カメラは、2013 年に Raspberry Pi の最初の公式アクセサリでした。オリジナルの 5MP モデルは 2016 年に v2 に更新され、ゲームに 8MP が搭載されました。 その後、2020 年には 12MP Raspberry Pi 高品質カメラが登場し、カメラはもう少し「本格的」になりました。 このバージョンは交換レンズを備え、熱心な写真家向けに豊富な選択肢を提供しましたが、高価でレンズも付属していませんでした。

2023 年に早送りすると、新しいメインストリーム Pi カメラである Raspberry Pi カメラ v3 が登場します。これは、元のカメラのセンサーオンボード フォーム ファクターを更新して、12MP Sony IMX708 センサーとオート フォーカスを搭載します。 標準、広角、NOIR、NOIR 広角の 4 種類もあります。

Camera v3 の標準バージョンと広角 (非 NOIR) バージョンの両方をテストしたところ、画質が優れており、オート フォーカス機能が非常に役立つアップグレードであることがわかりました。

一見したところ、Camera v3 と v2 には大きな違いはありませんが、シルバーのパッケージの下には Sony IMX708 センサーのオート フォーカス システムが搭載されています。 この追加パッケージで小さな問題が発生しました。 v3 のレンズの端から PCB の背面までのカメラの周囲は、以前のモデルよりも厚くなっています。

標準モデルの厚さは11.5mm、広角バージョンは12.4mmです。 これはほとんどの人にとって大きな問題ではありませんが、既存のケースやマウントに問題を引き起こす可能性があります。 最高の 3D プリンターで 3D プリントできる、見た目がクールなカメラ ホルダーを見つけた場合は、厚みを増すためにプリントを微調整する必要があります。 Creality Ender 2 Pro を使用して 1 時間強で簡単なスタンドを印刷しましたが、厚いモジュールに合わせるために MacGyver を少し調整する必要がありました。

Printables の Atle Berg による Raspberry Pi カメラ スタンド

以前のカメラ モデルをすべて網羅した Raspberry Pi の優れたドキュメントを参照し、そのデータを使用して比較のために Raspberry Pi Camera v3 を含めました。 v3 は、まさに予想どおり、v2 と HQ カメラの間に位置します。 より多くのメガピクセルが得られ、全体的な画像が大きくなります。 一部の列には正確なデータがなかったので、後で入力します。

この記事の執筆時点では、カメラを制御するには主に 2 つの方法があります。 libcamera ライブラリ (raspistill と raspivid を置き換えたもの) と Picamera2 (長年運営されているコミュニティが作成した Picamera の社内アップデート)。 Raspberry Pi 4 の電源をオフにして、カメラ ケーブルを挿入し、所定の位置にロックしました。 このカメラは以前のモデルと同じコネクタを使用しているため、アダプター ケーブルを介して Raspberry Pi Zero 2 W を含むあらゆる Raspberry Pi ボードで使用できることになります。

公式カメラモジュールの最大の欠点は常にフォームファクターでした。 カメラを所定の位置にロックするメカニズムがありません (30 人の教育者からなるクラスで、全員がカメラを操作していましたが、カメラを固定する革新的な方法を発見しました)。 この問題は、HQ カメラのネジ マウントで修正されましたが、カメラ モジュール v3 では、カメラの角にある従来のマウント ポイントのみが表示されます。Arducam のオートフォーカス カメラは、クリップオン ケースを介してマウント ポイントを提供するケースを備えています。 これがカメラ モジュール 3 に標準で付属することを望んでいました。残念ながら、そうではないようですが、いつでもクイック ホルダーを 3D プリントできます。

最新の Raspberry Pi OS リリースを実行している Pi の電源を入れ、最初に考えたのはカメラ インターフェイスを有効にすることでしたが、その必要がなくなったことに気づきました。 ソフトウェア リポジトリのリストを更新し、ソフトウェアをアップグレードしました。 これにより、Picamera2 を含む最新のカメラ モジュール v3 アップデートがプルされました。

最初のテストは libcamera 経由で行われました。 一連の JPEG 画像をキャプチャしました。 カメラはテスト対象物から 9 インチ離れて配置され、照明は各ショット間で一定でした。 テストの結果、静止画が優れていることがわかりました。 近く (4 インチ / 10cm) であろうと遠くであろうと、それらは一貫した品質であり、高品質カメラと同等でした。 静止画のオートフォーカス時間は速かったです。 カメラが焦点のターゲットを探しているのが見えましたが、それは決して「ジャジャリー」ではありませんでした。

ビデオの録画は別の問題でした。 フォーカスはターゲットを確保しようとしますが、それはすぐに完了しましたが、フォーカスが追いつくために機能する「ステップ」が見えました。 とはいえ、私たちのビデオではクローズアップフォーカスが素晴らしく、オリジナルのRaspberry Piの表面実装コンポーネントを拾い上げていました。

カメラ モジュール 3 に含まれる新機能は、画像の動的明度範囲を拡大する HDR (ハイ ダイナミック レンジ) です。 HDR を使用すると、より深い暗闇とより明るい画像が得られます。 これは、同じシーンの複数の画像をそれぞれ異なる露出でキャプチャすることで機能します。 これらの画像は、範囲全体を網羅する 1 つの画像に結合されます。

カメラ モジュール 3 の HDR 画像は、libcamera が解像度 2304 x 1296 の画像を生成するために使用する 3MP に制限されています。同じシーンの写真 (Raspberry Pi のクローズアップ) を 2 枚撮りました。 1 つの画像は HDR を使用していました。 もう一方はなし。 HDR 画像は間違いなく明るく鮮やかでしたが、少しノイズがありました。 非 HDR 画像には明るさが欠けていましたが、ノイズもほとんどありませんでした。 HDR は、Raspberry Pi トレイル カメラに追加したり、風景シーンを記録したりするのに興味深い機能です。

テストを Picamera2 に移行して、最近のハウツーの手順を再作成しましたが、オートフォーカスがあまり「自動」ではないことに気付きました。 プレビュー ウィンドウを開いて記録する前に、追加のクラス インポートとコード行を含める必要があることがわかりました。 この追加の行は picam2.set_controls({"AfMode":controls.AfModeEnum.Continuous}) で、libcamera Controls クラスからのものです。

この行では、カメラにフォーカスを探すように指示します。 プロセスと品質は libcamera と同じです。 静止画の品質は高く、カメラのフォーカスハントも許容範囲内でした。 ビデオ録画は、焦点がターゲットを探すときに少し途切れましたが、これも許容範囲内でした。

Picamera2 にも HDR がありますが、モジュール内には直接ありません。 問題は、カメラと Linux ビデオ システム間のカーネル インターフェイスである V4L2 にあります。 現時点では、このカメラでは HDR のサポートが提供されていません。 Picamera2 の HDR を有効にするには、端末を開き、それを使用するようにカメラを手動で設定する必要があります。

それをオフにするために使用します

Picamera2 で 2 つの画像を撮影しました。1 つは HDR を使用し、もう 1 つは HDR を使用しませんでした。 結果は libcamera とほぼ同じですが、HDR Picamera の画像の方が若干良く見えると言えるでしょうか。

カメラ モジュール 3 の広角バージョンは 120 度の画角をもたらします。 言い換えれば、より広いエリアをカバーする幅広いショットが得られます。 追加の視野により、垂直面に多少の歪みが生じます。スター ウォーズのオープニングを思い出してください。 しかし、余分な水平スペースは注目に値し、（良くも悪くも）私たちのワークベンチの状態を示しています。

レンズ以外はすべて標準の 75 度バージョンと同じです。 歪みを示すために、広角レンズを使用していくつかの接写画像を撮影しました。 また、色を表示する簡単なシーンと、HDR 画像のシーン比較も作成しました。

このレンズは、トレイルカメラ、バードウォッチング、風景、スポーツなどの屋外プロジェクトに使用します。

以前のカメラ モジュールは焦点が固定されていたため (レンズ リングに少しメスを入れればハッキングできました)、機械学習や AI プロジェクトが困難になる可能性がありました。 顔やオブジェクトを「見る」には、カメラから一定の距離にある必要があります。

カメラ モジュール 3 を使用すると、ML/AI プロジェクトの視野を拡張し、それらを使用して遠くからオブジェクトを監視することができます。 群衆の中から顔を選び、高速道路で赤い車に焦点を合わせたり、木々を飛んでいるルリカケスを見つけたりするところを想像してみてください。 より家庭的なレベルでは、愛好家はトレイルカメラ、警報システム、ロボットビジョンプロジェクトでオートフォーカスを使用して、移動する物体に動的に応答することになります。

広角レンズは屋外プロジェクトに適しており、ML/AI で使用することはできますが、歪みが意図した用途に役立たない可能性があります。 ミッションクリティカルなプロジェクトに展開する前に調査とテストを行うことが必須です。

25 ドルから 35 ドルで、ここには好きなものがたくさんあります。 Pi プロジェクトにカメラが必要な場合は、同様の価格の Camera v2 よりも Camera v3 を使用するほうがメリットがあることがわかります。 最新の Raspberry Pi OS を実行している場合、これは真のプラグ アンド プレイであり、素晴らしい結果が得られます。 確かに、Arducam のバージョンにあるような標準のカメラ取り付けネジはありませんが、シンプルさは得られます。

画質もビデオも優れており、HDR がレパートリーに追加されるのは歓迎です。 このカメラで次の超大作を撮影するわけではありませんが、素晴らしい写真を撮るのはとても楽しいでしょう。

Les Pounder は、Tom's Hardware の副編集者です。 彼はクリエイティブ テクノロジストであり、7 年間にわたり、老若男女の心を教育し、インスピレーションを与えるプロジェクトを立ち上げてきました。 彼は Raspberry Pi Foundation と協力して、教師向けトレーニング プログラム「Picademy」を作成し、提供してきました。

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