Last Updated on 2023 年 3 月 10 日 by 小編

Raspberry Pi Camera v3 出來了！像素更高、可自動對焦、還有廣角類型可選擇！

Raspberry Pi Camera 3 特色

• 使用 Sony IMX708 感光元件，高達 11.9 百萬像素(4608×2592)和 1.40μm 像素大小。
• 具備電動自動對焦(Autofocus)功能，可拍出更清晰的照片。
• 可選擇的廣視場(Wide FOV)類型，讓照片更寬闊。
• 高動態範圍成像(HDR)，可保留亮暗部中的細節。
• 四種選擇，標準視角、廣角、標準視角 NoIR、廣角 NoIR。

Sony IMX708 感光元件

Raspberry Pi 在 2013 年推出的一代相機模組和 2016 年推出的二代相機模組的感光元件分別使用 OmniVision OV5647(5 百萬像素) 和 Sony IMX219(8 百萬像素)。這次 Raspberry Pi Camera 3 使用 IMX708 感光元件，這顆感測器曾被 OPPO 的旗艦機種 Reno4 Pro 使用。具備了更高的解析度(11.9 百萬像素)；更大更靈敏的像素設計；提供 16:9 畫幅比例；並支援高動態範圍成像(HDR)。

自動對焦(Autofocus)

由於 Raspberry Pi Camera v1 和 v2 都是固定焦距，經過優化後聚焦在無限遠處，對一公尺距離的物體可清晰拍照，但缺點就是固定焦段無法針對場景的不同變化提供適合的焦距。因此自動對焦功能在樹莓派官方相機模組還沒有提供之前，Arducam 已經推出相關的產品了。

在 Arducam 的教學中說明，如果需要有自動對焦功能(Autofocus)，需同時具備對焦馬達(Focus Motor)和控制系統(Control System)。而 Raspberry Pi Camera v3 使用 IMX708 的相位自動對焦(PDAF, Phase Detection Autofocus)功能。特別的是，如果 PDAF 的計算結果不具有高的信心水準，系統可動態調整為樹莓派原本的對比度自動對焦(CDAF, Contrast Detection Autofocus)演算法來得到最佳的拍照結果。

雖然 Raspberry Pi Camera 3 可自動對焦，但使用標準視角版本相機拍攝物體需距離 > 9cm，使用廣視場版本相機拍攝物體需距離 > 3cm。

廣視場(Wide FOV)

Raspberry Pi Camera 一代和二代的水平視角(Horizontal FoV)分別是 53° 和 62°，而 Raspberry Pi Camera Module 3 的標準視角和 NoIR 版本是 66 度。而廣視角可以讓相同位置所拍攝的照片中有更寬闊的視野，這在自走車或是移動式的應用非常有用。

Raspberry Pi Camera Module 3 的廣角和 NoIR 版本有 120° 對角線視場(102° 水平視場和 67° 垂直視場)，可以比較使用標準視角和廣角拍出的相片如下。

 

標準視角和廣視場外觀比較

從外觀上，可以看到標準視角和廣角的差異性如下。

• 在 PCB 版上右側可看出是標準視角(Camera Module 3)或是廣視場(Camera Module 3 Wide)。
• 廣視場(Wide)版本的鏡頭稍微突出。

 

高動態範圍成像(HDR)

HDR(High Dynamic Range Imaging)是在電腦圖學和攝影技術中，用來實現更大曝光動態範圍(即更大的明暗差別)的技術，可以在亮暗差異較大的場景，依然能保留亮暗部中的細節。對於同時具有亮區和暗區(具有高動態範圍的場景)的場景，曝光時間的選擇會造成亮區過曝還是暗區曝光不足。但 IMX708 感測器具備 HDR 功能，可以同時進行多次曝光來解決這個問題。

Raspberry Pi Camera v3 開始使用

Raspberry Pi OS 已經更新 libcamera 可完全支援。如果使用 raspios_armhf-2022-09-26 版本，只需要將 Raspberry Pi Camera 3 插入後，更新 libcamera-apps 和 kernel

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install libcamera-apps raspberrypi-kernel

再修改 /boot/config.txt，在檔案最後面加上

dtoverlay=imx708

重開機後，就可以使用 libcamera-hello 預覽新的 Camera 3 效果了！

$ libcamera-hello -t 0 --autofocus-mode continuous

具有自動變焦的效果可參考 Raspberry Pi 官方製作的影片。

Raspberry Pi Camera 超級比一比

Raspberry Pi Camera 3 文件

• 產品簡介
• Raspberry Pi 相機模組文件
• libcamera 和 libcamera-apps 使用介紹

參考資料

• New autofocus camera modules!
• Raspberry Pi’s Camera Module 3 adds autofocus and new Sony sensor
• Raspberry Pi Camera Autofocus: The Complete Guide (V1, V2, HQ)
• Camera Modules

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