Рассказываем о функциональных возможностях современных PTZ-камер. В чем особенности свежих решений, нужно ли переплачивать за крутой бренд, и на какие параметры стоит обращать внимание, а чем можно пренебречь. Поехали!
Что такое PTZ-камера
Для начала короткий ликбез. PTZ — это аббревиатура слов pan-tilt-zoom. Т.е. всего лишь поворотно-наклонная камера с функцией увеличения. Такую камеру легко направить так, чтобы в кадр попал определенный сектор территории или часть помещения. Поэтому PTZ-камеры исторически используются в системах наблюдения.
Однако с развитием технологий и появлением цифровых решений, PTZ-камеры стали все чаще использоваться для организации конференц-решений, в переговорных комнатах, в телестудиях и других коммерческих областях.
Как устроена PTZ-камера
PTZ-камера состоит из объектива, поворотной платформы и основания.
Объектив направляется в сторону объекта съемки движением поворотной платформы. Конструкция платформы может быть различной, но суть всегда одна: это два шаговых мотора, один из которых обеспечивает поворот камеры в горизонтальной плоскости (панорамирование или pan), а второй — в вертикальной (наклон или tilt).
За счет использования приводного механизма на основе шагового мотора, движение PTZ-камеры очень плавное, а позиционирование — точное.
Зуммирование (увеличение) изображения выполняется с помощью механизма объектива.
На корпусе камеры располагаются разъемы входов и выходов: питание, USB, HDMI, LAN, RS-232 и другие. Через входные разъемы подключается питание и выполняется управление камерой. На выходные камера отправляет видеосигнал
Управление камерой
Современной PTZ-камерой можно управлять вручную или автоматически. При ручном управлении, камера разворачивается в нужном направлении с помощью пульта ДУ или приложения для смартфона или ПК.
При автоматическом PTZ-камера поворачивает объектив в соответствии с заранее заданным сценарием работы, например, поочередно фокусируясь на ключевых объектах каждые несколько секунд. Второй вариант автоматической работы — использование AI-функций с автоматической фокусировкой на движущемся объекте или по звуку.
Основные возможности PTZ-камер
Помимо собственно формирования изображения в формате 4K или FHD, PTZ-камеры обладают следующими функциями:
Обнаружение движения (motion detection)
Ключевая функция для камер наблюдения. Когда в кадре появляется движущийся объект, PTZ-камера автоматически включается и фокусируется на объекте.
Слежение за движущимся объектом (motion tracking)
Сегодня даже недорогие PTZ-камеры умеют автоматически двигаться вслед за перемещающимся в кадре объектом, например, за лектором во время доклада.
Слежение за звуком (speaker tracking)
Еще один способ автоматического позиционирования — по звуку. Камера получает информацию о звуке от микрофонов в помещении и позиционирует себя на источник.
Слежение за областью (zone tracking)
В этом случае PTZ-камера автоматически отслеживает несколько зон, например, в переговорной комнате, и переключается между ними по сигналу или автоматически.
Сферы использования PTZ-камер
Видеоконференцсвязь
PTZ-камеры — это один из ключевых компонентов современной видеоконференцсвязи. Возьмем, к примеру, переговорную комнату. Здесь PTZ-камера может автоматически захватывать лица всех участников и выводить их на большой экран или транслировать онлайн с помощью различных программных решений.
Сегодня существуют решения, позволяющие захватывать все пространство переговорной комнаты сразу. Такая камера устанавливается на стол или подвешивается над ним и снимает всех участников, автоматически меняя ракурсы и фокусируясь на выступающем в данный момент человеке.
В большом конференц-зале, когда участники находятся довольно далеко от докладчика, PTZ-камера выведет на экран его крупное изображение. При перемещении лектора, камера последует «взглядом» за ним.
Системы видеонаблюдения
Системы видеонаблюдения за внешним периметром предприятия или за обстановкой внутри — это широко распространенный способ контроля и обеспечения безопасности. PTZ-камера в защищенном исполнении позволяет отслеживать передвижение персонала, предотвращать нежелательное проникновение на территорию, обеспечивать безопасность сотрудников.
PTZ-камеры в системах наблюдения бывают купольные и цилиндрические. Функционально они мало чем отличаются, однако купольные модели немного лучше защищены от влаги и осадков, благодаря наличию прозрачной полусферы, закрывающей объектив
PTZ-камеры, предназначенные для систем видеонаблюдения, имеют ряд особенностей. Так, в отличие от устройств для видеоконференций, для таких камер важен широкий угол охвата. Также PTZ-камеры наблюдения часто оснащаются ИК-подсветкой для использования в ночное время. Продвинутые модели могут снимать не только в оптическом диапазоне, но и в тепловом.
Спорт
Современные PTZ-камеры активно используются для съемок спортивных событий. Благодаря способности автоматически отслеживать движение людей и объектов в кадре и быстро и плавно перемещаться и фокусироваться, PTZ-камеры идеально приспособлены для трансляции матчей и соревнований.
Особенностью спортивных PTZ-камер является большой зум: 20x или даже 30x. Кроме того, такие камеры обладают широким углом обзора — 70-80 градусов, чтобы захватывать в поле зрения как можно больше событий на стадионе. Быстродействие таких камер также выше, чем у домашних и корпоративных моделей. Поэтому их дополнительно оснащают системами оптической и цифровой стабилизации.
Театры
Сравнительно недавно PTZ-камеры проникли и в театральную сферу. Высокая чувствительность их матриц и способность автоматически отслеживать движение актеров на сцене сделали возможным трансляции с театральных подмостков в интернет, а также запись спектаклей для телевизионного формата.
Особенность именно театральных PTZ-камер — особо плавный привод для обеспечения перемещения камеры без рывков и увеличенная глубина резкости. Первое необходимо для создания мягкого движения камеры, а второе — для создания высококачественного изображения, приближенного к кинематографическому.
Благодаря PTZ-камерам большее число зрителей сможет насладиться представлением, а руководство театра получит намного более широкий охват и монетизацию.
Церкви
Трансляции торжественных служб и праздничных молебнов давно стали привычными. Однако профессиональные PTZ-камеры и здесь могут дать немного больше, чем обычная телевизионная или домашняя камера.
Действительно: PTZ-камеры легкие и не требуют сложного монтажа, что довольно важно при установке в храмах. Не сверлить же стены с росписями? Да и отводить значительную площадь помещения под оборудование невозможно. Другой важный момент — возможность проводить трансляцию что называется «на лету». Полученную картинку можно в реальном времени транслировать на большой экран за пределами храма или онлайн.
Еще одна полезная возможность — автоматическое переключение между зонами наблюдения. Например, если в трансляции важно показать как само торжество, так и прихожан.
Телестудии
Телевидение и кинематограф все чаще переключаются на возможности, предоставляемые PTZ-камерами. А последним есть что предложить.
Функции автоследования и автофокусировки позволяют держать в кадре ведущего телепередачи без привлечения оператора. PTZ-камера может автоматически переключаться между зонами интереса аудитории или кадрировать из общего видеопотока часть изображения и посылать его на отдельный выход.
Из других плюсов PTZ-камер можно назвать следующие:
- динамичность;
- поддержка множества камер;
- автофокусировка на лице или глазах актера;
- дистанционное и программное управление.
PTZ-камеры нередко используются и для трансляций в прямом эфире концертов, фестивалей и иных массовых мероприятий. Интересно, что благодаря впечатляющему зуму и большой глубине резкости, результирующее изображение получается сочным и кинематографичным.
Вузы, лектории
Использование PTZ-камер в образовательном процессе стало трендом во время минувшей пандемии. Переход на онлайн-формат обучения обусловил поиск решений, способных удаленно связать учеников и учителя.
Сегодня, однако, речь идет не столько об удаленном обучении, сколько о его большей эффективности и о консолидации удаленного и очного обучения. И в таком гибридном формате PTZ-камеры играют ключевую роль.
Использование PTZ-камеры во время практических занятий в Университете прикладных наук в Хямеэнлинна, Финляндия.
Автоматическое отслеживание преподавателя, кадрирование с зумом и отдельная PTZ-камера для доски позволяют продублировать на экраны учеников всю необходимую учебную информацию. Даже если ученики находятся в сотнях километров от учителя! Многие PTZ-камеры, созданные для сферы образования, умеют автоматически интегрироваться в платформы для обучения и транслировать видеопоток напрямую туда.
Преподаватель читает лекцию классу удаленных студентов. Университет Хоши, Япония.
Не стоит забывать и о том, что образование — это не только про лекции. Учить можно музыке, кулинарии, ремонту автомобилей и другим важным и сложным навыкам. И здесь тоже используются возможности PTZ-камер.
Как выбрать PTZ-камеру для видеоконференцсвязи
Давайте теперь посмотрим, на что следует обращать внимание при выборе PTZ-камеры для видеоконференцсвязи.
Конфигурация и размер помещения
Первый фактор, который следует учесть — это помещение, в котором вы будете использовать PTZ-камеры. От размеров и конфигурации помещения напрямую зависит, сколько потребуется PTZ-камер и каких именно.
Так, например, в небольшой переговорной комнате можно обойтись одной центральной камерой, захватывающей всех участников за столом. В более крупном помещении стоит установить дополнительную центральную камеру или даже несколько. Дело в том, что ракурс съемки центральной камеры удобен для общего плана. А вот показать лица отдельных участников удобнее с помощью центрального устройства, установленного, например, на столе.
Рассмотрим для примера классическую ситуацию:
Центральная PTZ-камера снимает всех участников, все хорошо. Но что, если участники начали обсуждать что-то между собой?
Теперь они загораживают друг друга, и на общем экране будет видно лишь некоторых. Решить эту проблему можно, сочетая центральную камеру с круговой PTZ-камерой, установленной на столе, и переключая обзор между ними.
От размеров помещения зависит ряд параметров PTZ-камеры. В помещении крупного конференц-зала камера будет находиться далеко от участников. Следовательно, ей требуется меньший угол обзора и больший оптический зум.
Так, для отображения лиц всех участников встречи, сидящих в переговорной на максимальном расстоянии 7-8 метров, необходимо как минимум 12-кратное увеличение.
Угол обзора (FOV, Field of View) камеры зависит не только от расстояния до нее с задних рядов, но и от ширины помещения. Т.е., проще говоря, чем больше людей одновременно должны находиться в помещении, тем шире должен быть угол обзора, чтобы все они попадали в кадр.
Например, для маленькой комнаты для переговоров шириной 6 метров угол обзора будет составлять 120 градусов, а для длинного зала той же ширины — всего 60 градусов.
Качество изображения
Обращайте внимание на следующие параметры PTZ-камеры. Напрямую влияющие на качество изображения:
- Разрешение 4K или FullHD. По состоянию на 2024 год, поддержка этих двух разрешений является золотым стандартом.
- Передача цветов. Правильная цветопередача PTZ-камеры избавит от желтых или «синюшных» лиц на экране. Для правильной цветопередачи при том или ином освещении камеры оснащены программной цветокоррекцией и автоматической установкой баланса белого.
- Матрица. Чувствительность полупроводниковой матрицы PTZ-камеры напрямую влияет на качество результирующего изображения. Часто, в бюджетных моделях с богатой функциональностью используется очень маленькая и шумная матрица, что сводит все остальные преимущества к нулю. Однако о разнице между дорогими и бюджетными PTZ-камерами мы еще поговорим ниже.
- Фокусировка. Здесь важно обратить внимание на фокусное расстояние, которое рассчитывается, исходя из размеров помещения и дистанции до людей, а также на скорость и точность фокусировки. Высокая скорость фокусировки позволяет камере быстро реагировать на быстро движущиеся в кадре объекты и удерживать их в фокусе объектива.
- Производительность. Собственный процессор PTZ-камер должен быть достаточно производительным, чтобы успевать обрабатывать изображение без задержек, обеспечивать синхронизацию видеоряда со звуком и накладывать эффекты в реальном времени. Например, выполнять кадрирование или шумоподавление.
- Работа при различном освещении. Способность камеры работать как при ярком дневном свете, так и при искусственном освещении гарантирует высокое качество изображения в любой ситуации. Обратите внимание на наличие функций HDR, шумоподавления и автоматической настройки баланса белого.
Качество механизмов
Плавное и бесшумное движение при наклоне и повороте камеры — это, что называется, must-have.
Плавность и бесшумность обеспечиваются шаговыми моторами. Однако важен и сам привод. Он должен обеспечивать плавность движения без рывков в начале и в конце. Например, шестерни камер PTZ-камер Panasonic выполнены таким образом, чтобы минимизировать люфт. Тем самым обеспечивается равномерность панорамирования и наклона камеры.
Для тех сфер применения, где важно обеспечить особо точное позиционирование камеры, все чаще используется прямой привод.
Существует альтернатива механизмам перемещения и наклона, которая полностью исключает проблему неравномерности движения камеры. Это альтернатива называется цифровой PTZ. Как это работает? Камера высокого разрешения (минимум 4K) неподвижно снимает все помещение. А панорамирование наклон и фокус эмулируются программно простым кадрированием исходного видеопотока. Поскольку движения теперь нет вовсе, как нет и механизмов, такая камера может обеспечить полную бесшумность и сколь угодно плавное перемещение области съемки.
Конечно, в этом случае качество получаемой картинки сильно зависит от размера кадра, который камера вырезает из исходного 4K-изображения. Поэтому цифровой PTZ подходит не всем. Однако для оснащения компактной переговорной комнаты или конференц-зала, такое решение вполне может быть оправдано.
Совместимость
Современные PTZ-камеры — это умные устройства, которые уже не нужно длительно настраивать. Однако лучше всего, если выбранные вами модели «с рождения» способны синхронизироваться с теми или иными программными средствами для видеоконференций: Microsoft Teams, Google Workspace, Zoom и другими.
Очень удобно, если PTZ-камера для видеоконференций уже включает возможность трансляции видео напрямую. Это не только снижает стоимость оснащения конференц-зала, но и открывает новые возможности для коммуникации.
Управление
В зависимости от задачи и форматов проводимых мероприятий, в помещении конференц-зала может использоваться от одной до десяти PTZ-камер. Конечно, всеми ими нужно управлять. Удобно, если контроллер камеры или ее программный интерфейс позволяет подключить множество устройств одновременно.
Если планируется стриминг проводимых мероприятий в реальном времени в интернет, то имеет смысл заранее уточнить, поддерживает ли PTZ-камера софт для стриминга: OBS, Wirecast, Livestream Studio и другие программные решения. В этом случае управлять множеством камер можно будет с помощью HTTP-команд и готовых пресетов. Фактически, тем самым устраняется необходимость в нескольких операторах для съемок. Один человек может мгновенно менять сцены и ракурсы съемки, просто выбирая заранее заданный пресет.
Частые вопросы по PTZ-камерам
В чем отличие между доступными и премиальными PTZ?
В целом, использовать доступные решения вполне можно, при условии, что вы понимаете, на чем именно сэкономил производитель, и вас это устраивает. Экономят чаще всего на следующих элементах:
- Оптика. Хороший объектив с правильной геометрией и хорошей светосилой стоит дорого. В доступных моделях, как правило, оптика посредственная. Впрочем, для большинства офисных применений ее будет достаточно.
- Матрица. Несмотря на постепенное удешевление полупроводниковых матриц в последние годы, слабые и шумные варианты все еще позволяют производителям снизить стоимость изделия.
- Производительность. Полученное с PTZ-камеры изображение необходимо обработать, а затем передать на контроллер камеры и далее — на компьютер или записывающее устройство. Если производительность электронных компонентов камеры низкая, то результатом будет низкая пропускная способность камеры, артефакты и искажения в видеоряде.
- AI-функции. Если базовый трекинг движения сегодня есть даже в самых дешевых моделях, то продвинутые интеллектуальные функции, такие как авто-зум на лице говорящего человека, фрейминг, отслеживание взгляда или трекинг нескольких докладчиков доступны только в профессиональных PTZ-камерах.
На какой высоте следует устанавливать PTZ-камеру?
Оптимальная высота установки PTZ-камеры для видеоконференцсвязи при подвесном монтаже или креплении на стену — на уровне глаз человека (примерно 110-120 см.). В этом случае камера будет полностью захватывать лицо человека в привычном ракурсе. Не следует устанавливать камеру слишком высоко. Предел — 180 см. В противном случае ближние к камере участники могут выпадать из кадра, а для удаленных зрителей картинка в целом приобретет неестественный ракурс.
Камеры наблюдения или камеры трансляции событий устанавливаются с учетом характера мероприятия. Рекомендуемая высота монтажа — от 3 до 5 метров от земли.
Какие PTZ-камеры лучшие?
На сегодняшний день существует несколько десятков, если не сотен, различных брендов PTZ-камер. И при этом всего 4-5 заводов, на которых их все производят. Уже отсюда понятно, что на самом деле большинство PTZ-камер в рамках одного ценового сегмента не так уж сильно отличаются друг от друга.
Поэтому смотреть нужно не столько на бренд, сколько на сервис и гарантии, которые предоставляет производитель, на качество программного кода (прошивки), а также на конкретного дилера и системного интегратора, с которым вы будете работать. Потому что именно системный интегратор будет отвечать за дальнейшее обслуживание вашей системы видеоконференцсвязи и PTZ-камер в том числе.
Вместе с тем, вполне можно назвать несколько брендов, которые мы в компании «Айтек» считаем надежными и рекомендуем именно их.
В дорогом сегменте — это Cisco, Polycom. В бизнес-сегменте — ClearOne и российский TrueConf. Наконец, в сегменте доступных PTZ-решений для небольших компаний мы рекомендуем Lifesize и Yeahlink.