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剑桥120帧/秒全球首次提出摄像头双模式拍摄
[ 编辑:dzdn | 时间:2025-01-02 17:18:42
| 浏览:27次 | 来源:德州电脑服务网 | 作者:德州电脑服务网 ]
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摄像头行业一直在怀疑中创新、发展、进步、变革。2012年底的那场无驱革命让大家看清了有些摄像头厂商在新技术面前表现相当顽强――抱残守缺，颇有誓守有驱摄像头的一亩三分地默默耕耘的味道。恰恰是那些引领无驱摄像头的厂商勇于创新、实践，事实证明，他们在无驱技术推广时投入和产出是成正比的，而真正的把整个行业完全引导到无驱的轨道上才是最大的意义所在。 笔者最近留意到两年前全力主张、并全线推广无驱摄像头的厂商剑桥震撼推出了120帧/秒的摄像头技术（“Speed King速影”双数字流技术），我们似乎要看到了摄像头行业在无驱技术沉寂了两年后的今天再次变革的曙光。变革当然是好事情，对于喜欢创新变革的厂商我们当然很敬佩也很欢迎。
像素和帧数一直是摄像头行业讨论最激烈的话题，从30万、48万到120万的硬件像素，从30/帧秒、60帧/秒到120帧/秒。前者讨论的原因是静态像素虚高和动态像素虚报问题，而后者争吵的原因则是纯粹技术问题。摄像头芯片组和镜头品质好的一般都能达到30帧/秒，而60帧/秒到120帧/秒必须通过技术创新才能真正实现。由于摄像头行业门槛低，这也就导致了不同牌子的产品品质良莠不齐，技术指标差距甚大，冒充60帧/秒、120帧/秒的牌子比比皆是，笔者了解到，真正掌握120帧/秒技术并且运用到摄像头上的厂商为数不多。下面我们将对摄像头的帧数进行全面剖析拆解，并阐述摄像头120帧/秒的变革性技术。 我们可以这样理解帧数 熟悉flash的人都知道，帧在里面是一个很重要的指标，帧数大小直接影响动画播放的快慢和流畅度。比如一幅120帧跑动的画面，让30帧/秒，60帧/秒和120帧/秒来分解，所需的时间为4秒、2秒和1秒，其流畅度是不言而喻的，但是随着帧数的增加，技术难度也会成倍的增加。摄像头的帧数也是同理，帧数越高，技术难度高，30帧/秒不用任何技术就能达到。 摄像头所指的帧数就是在1秒钟的时间里传输图像的张数，也可以理解为图像处理器每秒钟刷新图像的次数，通常用fps（Frames Per Second）表示。每一帧都是静止的图像，快速而连续地显示帧便形成了运动的画面传输效果。图片更新越快，所显示的图像就会愈流畅。 我们之所以能够利用摄像头来看到连续不断的影像，是因为影像传感器不断摄取画面并传输到屏幕上来，而帧数率决定了图像的连贯性，帧速率越高，影像画面在一定的时隙内获得的信息将越充分、图像越连贯，帧之间的对比也更有效和准确，大家也就可以看到连续动态流畅的画面。 对不同阶段帧数的解读 30帧/秒――参数指标 摄像头帧数低于30帧/秒，画质就会受损，视频画面出现断帧、卡帧现象，而一般摄像头都能达到30帧/秒，除了图像输出格式设置为AVI时，只有15帧/秒。而在30帧/秒的情况下进行的动态画面捕捉勉强可以接受，静态画面稍微好一些。故30帧/秒是摄像头厂商在其宣称上必须标识的技术参数。 60帧/秒――过渡技术 相对于30帧/秒和120帧/秒，60帧/秒属于中间过渡技术。现在部分摄像头厂家推广的60帧/秒的技术已经相对成熟，这是值得可喜可贺的事情。市场上60帧/秒的摄像头相比30帧/秒的速度确实有提升，但相比120帧/秒还有很大缺陷，首先，市场上达到60帧/秒的摄像头分辨率局限于320*240，在60帧/秒的速度下无法达到640*480的大画面分辨率；其次，在相同的帧速度情况下，60帧/秒捕捉的画面没有120帧/秒捕捉的画面清晰精细。仅凭这两点，60帧/秒当然只能归属为过渡技术。 对此，我们可以进行深入解析，摄像头的影像输出到电脑是通过USB2.0所提供“等时传输”协议来完成的，而等时传输所提供的最大带宽为196.608Mbit/秒。传统摄像头所采用的视频格式一般都是YUY2格式，YUY2格式的视频输出在640*480分辨率下，30帧/秒所需的带宽为147.456Mbit/秒，60帧/秒所需的带宽为294.912Mbit/秒。因此我们可以看出，采用YUY2格式的视频输出，在640*480分辨率下，USB2.0所分配的带宽根本不可能满足60帧/秒的速率需求。采用YUY2格式的摄像头只能在320*240或更低分辨率下达到60帧/秒，在640*480分辨率下是无法达到60帧/秒的速度的。 摄像头行业的世纪大谎言之一 ―― 虚假的60帧/秒是最佳选择 为什么市场上有牌子在宣传60帧/秒是最佳选择，而不理智的贬低120帧/秒技术呢？其实答案是显而易见的，事实上，这种采用YUY2格式却号称能在640*480分辨率下达到60帧/秒的摄像头必须使用他们自己专用的软件来测试才可以显示60帧，而这些专用的测试软件都是修改了参数的，只要在网络上下载普通的AMCAP软件，它们就会原形毕露，这是一种虚假变相宣传。它们的实际帧数其实只有30帧/秒，并不是真正的60帧/秒。 最佳选择之谈当真无愧为最佳无稽之谈。 那120帧/秒的优势到底在哪里呢？难道仅仅就是相对60帧/秒的产品其图像分辨率达到了640*480，而60帧/秒的只能达到320*240？ 120帧/秒――变革技术（室内模式和室外模式的细分） 首先，要解释一下，我们通常说的120帧/秒是指的瞬间最高速度可达到120帧/秒。剑桥A555，在320*240分辨率下最高可达到120帧，在640*480的分辨率下能够稳定在60帧。 究竟剑桥A555是如何真正的达到640*480分辨率下60帧/秒的呢？这是一种基于MJPG格式的视频格式输出，这种格式相较于YUY2格式所占容量更小，在保证最佳画质的同时，提升摄像头的拍摄速度。在这种格式输出下，640*480分辨率60帧/秒所需的带宽低于USB2.0“等时传输”协议所提供的最大带宽，因此，它可以实现真正意义上的640*480分辨率下达到60帧/秒。在320*240分辨率的画面下，所需带宽是640*480分辨率的一半，所以，在320*240分辨率下，A555可以达到高达120帧/秒的速率
在这里，我们姑且把60帧/秒的摄像头指的是只能在320*240分辨率下达到60帧/秒拍摄速率的摄像头，因为现在只有剑桥A555能够在640*480分辨率下达到60帧/秒，也只有剑桥A555, 才可以在两种不同分辨率下都达到两个速度极限――320*240分辨率下最高可达到120帧每秒，在640*480的分辨率下能够稳定在60帧每秒。 120帧/秒的优势仅仅是分辨率较高的体现么？为何能称为变革性的技术? 笔者从厂家了解到，把120帧/秒称为摄像头行业变革性技术，是从摄像头的两个最重要指标“两度”来解析，一是清晰度，二是速度。清晰度和速度两者不能兼得是摄像头的一块硬伤，（不同的使用环境影响更大）。不过120帧/秒的摄像头在“两度”方面都有出色表现，这主要得益于剑桥首次提出并实现摄像头室内模式和室外模式细分的概念，在不同的环境下选用对应的拍摄模式，第一次完美的解决了清晰度和速度两者不能兼得的问题。 为了求证120帧/秒摄像头技术室内室外模式，笔者和同事分别试了30帧/秒，60帧/秒和120帧产品的室内外拍摄效果，结果令人惊讶！拍摄效果与画面捕捉能力和监控摄像头相媲美，简直是太完美了。 120帧/S、60帧/S、30帧/S的静态拍摄对比 由于家庭摄像头拍照和摄像基本都是用640*480或更高分辨率拍摄，因此，我们下面所有的照片和DV均采用640*480分辨率拍摄。这里要特别说明一下，我们120帧/S的摄像头采用的是剑桥的A555，而60帧/S和30帧/S的摄像头则都是采用市场其它较知名品牌的产品。 1、收纳箱一角拍摄
30帧/秒
60帧/秒
120帧/秒 从收纳箱拍摄来看，剑桥A555色彩还原真实，饱和度更高，画质柔和，接近百万像素相机拍摄效果，比很多照相手机拍摄画面更细腻；而60帧/S的摄像头则显得画面虽较亮但是稍微模糊，30帧/S略有偏色兼模糊。 2、围脖近拍
30帧/秒
60帧/秒
120帧/秒 由于拍摄物体选择为色调反差较大白色围脖和衣服，三幅图片的清晰度对比差相较大，30帧/秒（640*480）画面稍微朦朦的感觉，画质表现度应该是最差的。60帧/秒（320*240）还是有些模糊，120帧/秒（640*480）清晰度画面拍摄较好，但是清晰度还是不够，不过还能真实的反映了环境和色调。 3、书本拍摄
30帧/每秒 |
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