Искусственное освещение для видеонаблюдения — свет в конце объектива

В этом мегалонгриде мы разложим по полочкам, почему свет — это главный герой в ночной эпопее видеонаблюдения. Подсветим, как выбирать и настраивать камеры, почему встроенная подсветка — это прожектор рядом с камерой — лучший друг безопасности. А еще научимся сражаться с бликами, засветками и насекомыми на объективе. Готовы? Тогда включаем прожектор, и пусть световой поток начнёт работать на вашу безопасность!

Почему видеонаблюдение в темноте без освещения — как пытаться читать газету в кромешной тьме

Согласно статистике, более половины преступлений случаются в темное время суток и на плохо освещенных объектах. Темнота — словно плащ-невидимка для злоумышленников. Даже легкий лунный свет иногда заставляет их отступить.

Видеокамера, как и человеческий глаз, нуждается в свете. Без него матрица видеокамеры в ночной темноте превращается в нечто похожее на сонного кота — видит, но плохо, и деталей не различает. И тут на сцену выходит искусственный свет — прожекторы, светодиоды, ИК-подсветка.

Виды искусственного освещения — что светит и как влияет на изображение

Таблица сравнения источников света

Светодиодные прожекторы в 20-50 раз служат дольше ламп накаливания и потребляют энергии в 7-10 раз меньше — вот это действительно светлое будущее!

Встроенная подсветка в камерах — друг или враг?

Почти каждая видеокамера теперь может похвастаться встроенными прожекторами или ИК-светодиодами. Казалось бы, что может быть удобнее? Свет прямо из объектива — точечный удар по тьме!

Но тут нас ждёт несколько подводных камней:

• Насекомые и пыль — свет притягивает мошкару, а те, в свою очередь, мешают свету и оставляют на объективе паутину, превращая картинку в «паутинообразную» иллюзию.

• Засветки и блики — отражение света от стекла кожуха камеры или снежинок может ослепить объектив, ухудшая качество изображения.

• Тепловое излучение — встроенные светодиоды греются, что привлекает может сократить срок службы оборудования.

• Низкая дальность подсветки — мощность встроенной подсветки обычно рассчитана на 1-3 метра, что недостаточно для охраны больших периметров.

Да и ремонт камеры с подсветкой — удовольствие не из дешёвых, ведь стекло корпуса сложное и дорогое.

Отдельные источники света — больше мощности и меньше проблем

Рассмотрим классическую схему, когда прожекторы ставят отдельно от камеры, но на одной линии обзора. Вот почему:

• Больше света — больше информации: световой поток прожектора не падает на камеру, а освещает объект. Падение освещенности с расстоянием идёт по закону квадрата расстояния — если удвоить дистанцию, освещенность упадёт в 4 раза! Поэтому прожектор должен быть мощным, и лучше его ставить как можно ближе к объекту.

• Избежание бликов и засветок: свет направляют на объект, а не в объектив, что исключает эффекты засветки.

• Надежность: если прожектор сломался, это не выводит из строя камеру — каждый элемент работает самостоятельно.

• Гибкость и масштабируемость: можно создавать сложные схемы освещения с учетом особенностей объекта.

Принципы освещения объектов видеонаблюдения — рисующий, заполняющий и фоновый свет

Профессионалы видеооператорского дела знают: свет — это скульптор пространства.

• Рисующий свет — выделяет контуры объектов, создавая резкие тени. Обычно ставится перед объектом.

• Заполняющий свет — смягчает тени, добавляет объем и глубину.

• Фоновый свет — подсвечивает фон, создавая перспективу и объем.

Смешивая эти три типа освещения, можно получить изображение, которое приятно глазу, а камеры — видеть каждый уголок.

Настройка камеры под разные условия освещения — ключ к качеству изображения

Настройка для помещений с искусственным светом

Искусственное освещение часто вызывает блики и засветы. Вот что поможет:

• Скорость срабатывания электронного затвора (SHUTTER): влияет на количество света, попадающего на матрицу. В ярких помещениях выставляйте 1/50 или меньше.

• AGC (автоматическая регулировка усиления): подстраивает яркость изображения под освещенность.

• D-WDR (расширение динамического диапазона): помогает камере одновременно видеть и тени, и яркие участки, не теряя деталей.

• HLC (компенсация ярких пятен): уменьшает засветки от источников света, направленных в объектив.

• Баланс белого: корректирует цветопередачу под различные источники света (ATW, AWC, MANUAL, INDOOR, OUTDOOR).

Настройка для уличных условий днем

Основные вызовы — блики от асфальта, окон, изменение освещенности.

• Используйте электронный затвор и диафрагму для контроля засветок.

• Включайте WDR или BLC для компенсации контрастных сцен.

• Установите AGC на HIGH или MIDDLE для стабильности яркости.

• Активируйте DNR (шумоподавление) для уменьшения цифровых шумов.

Настройка для ночного видеонаблюдения

Ночь — настоящий экзамен для камер:

• Включайте режим DAY/NIGHT AUTO для автоматического перехода между цветным днем и монохромным ночью.

• Используйте ИК-подсветку для невидимого освещения.

• Активируйте SmartIR для компенсации засветок от ИК-прожекторов.

• Если камера не чувствительна к ИК — используйте SENS-UP (накопление сигнала) для длительных выдержек.

• Максимум 3DNR для подавления шумов в темноте.

Почему встроенная подсветка — не всегда друг, а часто враг

Встроенная подсветка — это как фонарик, который светит прямо в глаз, но лишь на пару шагов вперед. Идея хорошая, но реализация страдает:

• Сильное падение освещенности с расстоянием ограничивает дальность подсветки.

• Насекомые — ваши новые ночные соседи — любят свет, который светится прямо из камеры.

• Блики и отражения ухудшают качество изображения.

• Отказ подсветки выводит камеру из строя в ночных условиях.

• Сложности с ремонтом и обслуживанием.

Лучше выделить освещение в отдельный элемент системы — мощный прожектор, установленный грамотно, дает в 9 раз больше освещенности, чем встроенный светодиод.

Пример расчёта освещенности объекта от источника света

Формула для освещенности:

$$ E = \frac{I \times \cos \alpha}{r^2} $$

• E — освещенность (люкс)

• I — сила света источника (канделы)

• α — угол падения света на поверхность

• r — расстояние до объекта (метры)

Иначе говоря, если вы удвоите расстояние до объекта, освещенность упадет в 4 раза. Тройное удвоение — в 16 раз! Вот почему правильное расположение светильников критично.

Секреты выбора и расположения источников света

• Светильники ставьте близко к объекту, чтобы не тратить энергию на освещение воздуха.

• Направляйте свет на объект, а не в объектив камеры.

• Используйте несколько источников для равномерного освещения без теней и тёмных зон.

• Подумайте о защите прожекторов от вандалов и погодных условий.

• Учтите отражающую способность поверхности объекта (цвет, материал) — темные поверхности отражают меньше света.

Почему недостаток света — беда для безопасности

Плохое освещение снижает качество видео, вызывает шумы и искажения, увеличивает нагрузку на системы передачи данных — как если бы вы пытались передать фильм через узкую трубочку.

Это ведет к:

• Потере деталей

• Повышенному битрейту и сбоям в передаче

• Трудностям операторов при реагировании на события

Значит, свет — это необходимость для эффективного видеонаблюдения.

Заключение

Освещение — это самостоятельная и очень важная часть системы видеонаблюдения. Встроенная подсветка камер — удобный, но далеко не всегда лучший вариант, который часто имеет технические ограничения и уязвимости.

Грамотное использование искусственных источников света: отдельные прожекторы, светодиодные светильники, инфракрасные прожекторы — дает качественное изображение, надежность и безопасность.

Не стоит слепо верить маркетинговым обещаниям и заявленной дальности подсветки — реальные условия всегда накладывают ограничения. Лучше опираться на физику, здравый смысл и проверенные практикой схемы.

Свет — это язык, на котором разговаривает видеонаблюдение. Чем богаче и правильнее его грамматика — тем чётче история, которую расскажет камера!

Пусть в вашей системе видеонаблюдения всегда будет светло — и злоумышленники будут в полной темноте!