Nowy wideorejestrator 4K, nocna trasa, dobre reflektory i pozornie idealne warunki do nagrania tego, co dzieje się przed samochodem. Kilka godzin później zatrzymujemy film na klatce: auto widać doskonale, jego kolor również, ale numer na tablicy rejestracyjnej zamienił się w jasną plamę albo kilka rozmazanych znaków.

Pierwsza myśl?

Jak to możliwe? Przecież kamera nagrywa w 4K.

I właśnie tutaj zaczyna się jedno z największych nieporozumień dotyczących kamer samochodowych. Rozdzielczość rzeczywiście ma znaczenie. Problem w tym, że mówi tylko o jednym elemencie znacznie większej układanki.

4K określa liczbę pikseli obrazu. Nie określa automatycznie, ile użytecznych szczegółów kamera zarejestruje w trudnych warunkach.

A nocna próba odczytania tablicy jadącego samochodu jest dla niewielkiej kamery przyklejonej do szyby wyjątkowo trudnym zadaniem.

Co właściwie oznacza 4K w wideorejestratorze?

Najczęściej mówiąc o nagrywaniu 4K, mamy na myśli rozdzielczość UHD:

3840 × 2160 pikseli.

To ponad 8 milionów pikseli w pojedynczej klatce.

Dla porównania Full HD 1920 × 1080 ma ich nieco ponad 2 miliony. Na papierze przewaga jest więc ogromna. Jeżeli obie kamery rejestrują obraz równie dobrze, materiał 4K rzeczywiście może zawierać znacznie więcej detali.

Możemy powiększyć fragment kadru, łatwiej dostrzec drobny szczegół albo odczytać obiekt, który w nagraniu Full HD zajmowałby bardzo mało pikseli.

Jest jednak jeden warunek.

Te dodatkowe piksele muszą zawierać użyteczną informację.

Zwiększenie liczby kratek w zeszycie niewiele pomoże, jeśli to, co próbujemy w nich zapisać, od początku jest nieostre albo rozmazane.

Dokładnie tak samo działa kamera samochodowa. Jeśli obraz tablicy został prześwietlony, poruszający się samochód jest rozmazany albo sensor otrzymał zbyt mało światła, zapisanie tego wszystkiego w rozdzielczości 3840 × 2160 nie odzyska informacji, której kamera nigdy poprawnie nie zarejestrowała.

Wideorejestrator 4K w nocy ma znacznie trudniejsze zadanie

W pogodny dzień kamera ma luksus, którego po zmroku zaczyna dramatycznie brakować.

Światło.

Im jest go więcej, tym łatwiej wykonać krótką ekspozycję pojedynczej klatki. Krótka ekspozycja pomaga z kolei „zamrozić” ruch.

W nocy kamera musi zacząć szukać kompromisu.

Może wydłużyć czas ekspozycji, dzięki czemu sensor zbierze więcej światła. Obraz będzie jaśniejszy, ale poruszające się obiekty łatwiej się rozmyją.

Może zwiększyć elektroniczne wzmocnienie sygnału. Obraz ponownie zrobi się jaśniejszy, ale wraz z użytecznym sygnałem wzmacniany jest również szum.

Do tego procesor obrazu próbuje jednocześnie zachować informacje w ciemnym asfalcie, poboczu, światłach ulicznych, reflektorach innych samochodów i jasnych tablicach rejestracyjnych.

A tablica auta jadącego przed nami jest dodatkowo niewielkim, poruszającym się obiektem.

To dlatego nagranie wykonane na parkingu potrafi wyglądać znakomicie, a ta sama kamera kilka godzin później nie pozwala odczytać numeru samochodu mijanego na drodze.

Nieruchoma tablica oddalona o pięć metrów to zupełnie inny test niż tablica pojazdu poruszającego się kilkadziesiąt metrów dalej.

Dlaczego tablica rejestracyjna nocą potrafi zamienić się w białą plamę?

Jest w tym pewien paradoks.

Tablice rejestracyjne są projektowane tak, aby dobrze odbijały światło. Dzięki temu kierowca może łatwiej zobaczyć je po zmroku.

To, co pomaga człowiekowi, stawia jednak przed kamerą dodatkowe wymagania.

Wyobraźmy sobie typową nocną scenę:

ciemna droga, niemal czarne pobocze, karoseria samochodu, dwa bardzo jasne tylne światła i pomiędzy nimi tablica intensywnie odbijająca światło reflektorów naszego auta.

Różnica jasności pomiędzy poszczególnymi fragmentami kadru robi się ogromna.

Kamera musi zdecydować, jak ustawić ekspozycję.

Jeżeli spróbuje wydobyć szczegóły z ciemniejszych obszarów, tablica może zostać prześwietlona. Piksele odpowiedzialne za jej obraz osiągają granicę możliwości rejestracji światła i zamiast liter oraz cyfr otrzymujemy jasną powierzchnię bez szczegółów.

Samochód nadal jest widoczny.

Droga również.

Nagranie na pierwszy rzut oka może wyglądać nawet bardzo dobrze.

Tylko najważniejszego numeru nie da się odczytać.

I nie jest to problem, który można rozwiązać samym zwiększeniem rozdzielczości.

Sensor jest ważniejszy, niż sugeruje napis „4K”

Sercem kamery samochodowej jest sensor światłoczuły.

To właśnie tam światło wpadające przez obiektyw zamieniane jest na informację, z której później powstaje obraz.

W specyfikacjach najłatwiej eksponować rozdzielczość, ponieważ klient natychmiast rozumie hierarchię:

Full HD, 2K, 4K.

Z sensorem jest trudniej.

Znaczenie mają jego rozmiar, konstrukcja, czułość, sposób odczytu danych i możliwości pracy przy słabym oświetleniu. Znaczenie ma również powierzchnia przypadająca na elementy światłoczułe, choć nie można sprowadzać całego tematu do prostego hasła „większy piksel zawsze wygrywa”.

Nowoczesne sensory korzystają z coraz lepszych technologii, a na końcowy rezultat wpływa także obróbka obrazu.

Dlatego dwie kamery zapisujące dokładnie 3840 × 2160 pikseli mogą nocą dać bardzo różne rezultaty.

Rozdzielczość mają tę samą.

Jakość informacji zapisanej w tych pikselach — już niekoniecznie.

Dobry sensor nie pomoże, jeśli obiektyw nie dostarczy mu dobrego obrazu

Przed sensorem znajduje się jeszcze optyka.

I ona również potrafi ograniczyć możliwości całej kamery.

Obiektyw musi odpowiednio przepuszczać światło, zachowywać ostrość na możliwie dużej powierzchni obrazu i kontrolować różnego rodzaju zniekształcenia oraz refleksy.

W kamerach samochodowych szczególnie trudne są nocne źródła światła. Latarnie, reflektory, światła pojazdów jadących z przeciwka czy odbicia na mokrej nawierzchni potrafią generować poświaty i flary.

A czasami winowajca jest znacznie bardziej banalny.

Możemy analizować sensor, procesor i bitrate urządzenia za kilkaset złotych, podczas gdy obraz pogarsza tłusty film na wewnętrznej stronie przedniej szyby.

W dzień może być praktycznie niewidoczny.

Nocą światła samochodów zaczynają się na nim rozpraszać i nagle cały obraz traci kontrast.

Podobny efekt może powodować zabrudzony obiektyw kamery.

Zanim więc skreślimy wideorejestrator po pierwszym nocnym nagraniu, warto zacząć od bardzo zaawansowanej procedury diagnostycznej:

umyć szybę i przetrzeć obiektyw.

Czasami to naprawdę wystarcza, żeby różnica była widoczna.

HDR w wideorejestratorze może pomóc. Ale nie jest magicznym przyciskiem

Właśnie w takich scenach pojawia się kolejny często eksponowany parametr: HDR lub WDR.

Idea jest bardzo sensowna.

Kamera próbuje zachować informacje zarówno w jasnych, jak i ciemnych częściach kadru.

W dzień może chodzić na przykład o wyjazd z ciemnego tunelu na mocno oświetloną ulicę.

W nocy sytuacja jest jeszcze bardziej charakterystyczna:

ciemna droga + światła samochodu + odblaskowa tablica.

Dobry system HDR może pomóc ograniczyć prześwietlenie najjaśniejszych obszarów i jednocześnie zachować część informacji w cieniach.

Nie oznacza to jednak, że wystarczy znaleźć napis „HDR” w tabeli parametrów.

Implementacje bardzo się różnią.

Znaczenie ma sensor, sposób rejestrowania materiału i algorytmy używane przez producenta. W pewnych rozwiązaniach łączenie informacji z różnych ekspozycji może też stwarzać dodatkowe problemy przy szybko poruszających się obiektach.

Dlatego HDR w wideorejestratorze jest funkcją, którą warto mieć, ale najlepiej oceniać ją na rzeczywistych nagraniach.

Sama obecność skrótu w specyfikacji nie mówi jeszcze, jak skutecznie działa.

4K potrzebuje danych. Dużo danych

Jest jeszcze parametr, o którym przy zakupie kamery samochodowej mówi się znacznie rzadziej.

Bitrate.

Każda sekunda filmu 4K zawiera ogromną ilość informacji. Gdyby kamera zapisywała wszystkie dane bez skutecznej kompresji, karta pamięci zapełniałaby się w absurdalnym tempie.

Dlatego materiał jest kompresowany, najczęściej przy użyciu kodeków takich jak H.264 lub H.265.

I znowu pojawia się kompromis.

Procesor kamery musi zdecydować, które informacje zachować, a które może uprościć, żeby ograniczyć wielkość pliku.

Problem w tym, że dokładnie te sceny, które interesują właściciela wideorejestratora najbardziej, należą do najtrudniejszych dla kompresji.

Noc.

Szum.

Ruch.

Mnóstwo szybko zmieniających się drobnych szczegółów.

Cyfry na tablicy zajmującej niewielką część kadru.

Przy zbyt agresywnej kompresji mogą pojawiać się artefakty, zanikać drobne krawędzie i zlewać niewielkie elementy obrazu.

Dlatego 4K opisuje rozdzielczość zapisanej klatki, ale nie mówi wszystkiego o jakości tej klatki.

Dwa pliki 4K mogą wyglądać zupełnie inaczej.

Wideorejestrator 4K kontra ruch: najtrudniejszy egzamin

Zatrzymana klatka z reklamy kamery wygląda zwykle imponująco.

Rzeczywista droga nie jest jednak zatrzymaną fotografią.

Samochód przed nami jedzie.

My również jedziemy.

Nadwozie pracuje na nierównościach.

Kamera delikatnie drga.

Zmienia się odległość.

Zmienia się oświetlenie.

A jeśli mijamy auto jadące z przeciwka, różnica prędkości może wynosić znacznie ponad 100 km/h.

Właśnie dlatego stwierdzenie:

„na nagraniu widać tablice”

bez informacji o warunkach testu właściwie niewiele mówi.

Tablica samochodu stojącego przed nami na czerwonym świetle może być idealnie czytelna.

Ta sama tablica podczas mijania pojazdu nocą może pojawić się tylko przez kilka klatek i na każdej z nich być częściowo rozmyta.

Fizyki nie da się całkowicie oszukać — nawet rozdzielczością 4K.

Czy 60 kl./s rozwiązuje problem?

Łatwo tutaj dojść do kolejnego prostego wniosku:

skoro problemem jest ruch, to zamiast 30 klatek na sekundę wybierzmy 60.

Więcej klatek rzeczywiście może mieć zalety.

Kamera częściej rejestruje kolejne momenty zdarzenia, więc rośnie szansa, że któraś klatka pokaże interesujący nas szczegół w korzystnym momencie.

Nie oznacza to jednak automatycznie, że każda z tych klatek będzie ostrzejsza.

Przy 60 kl./s kamera ma maksymalnie około połowy czasu przypadającego na jedną klatkę w porównaniu z 30 kl./s. W słabym świetle oznacza to kolejny kompromis pomiędzy czasem ekspozycji, jasnością obrazu i szumem.

Dlatego 60 fps może świetnie sprawdzać się w określonych sytuacjach, szczególnie w dzień, ale nie jest automatycznym przepisem na czytelniejsze tablice nocą.

Po raz kolejny większa liczba w tabeli parametrów nie daje sama z siebie lepszego obrazu.

Szerszy kąt widzenia też ma swoją cenę

Producenci chętnie chwalą się szerokim kątem widzenia.

I trudno się dziwić.

Kierowca chce przecież widzieć nie tylko samochód dokładnie przed maską, lecz także sytuację na sąsiednich pasach, skrzyżowaniu czy poboczu.

Szeroki kąt jest więc bardzo użyteczny.

Tyle że wraz z powiększaniem pola widzenia ten sam obiekt zajmuje coraz mniejszą część całego obrazu.

Wyobraźmy sobie dwie kamery o tej samej rozdzielczości. Jedna obejmuje stosunkowo wąski fragment drogi, druga bardzo szeroką scenę razem z dużą częścią pobocza.

Tablica tego samego samochodu może w drugim przypadku zajmować po prostu mniej pikseli.

Nie oznacza to, że szeroki obiektyw jest zły.

Pokazuje jedynie kolejny kompromis konstrukcyjny.

Więcej widzimy po bokach, ale niewielkie obiekty znajdujące się daleko przed samochodem stają się mniejsze w kadrze.

Dlatego „jak najszerzej” nie zawsze oznacza „jak najlepiej”.

Czy warto więc kupić wideorejestrator 4K?

Tak — pod warunkiem że nie traktujemy samego napisu 4K jako gwarancji jakości.

Większa rozdzielczość może być bardzo przydatna.

Przy dobrej optyce, odpowiednim sensorze, skutecznym przetwarzaniu obrazu i rozsądnym bitrate kamera 4K może zarejestrować więcej drobnych szczegółów niż model o niższej rozdzielczości.

Daje również większą swobodę podczas późniejszego powiększania fragmentów filmu.

Błędem byłoby więc stwierdzenie:

„4K to tylko marketing”.

Nie jest.

Tak samo błędne jest jednak rozumowanie:

„4K musi nagrywać lepiej niż 2K, bo 4 jest większe od 2”.

Specyfikacja kamery nie jest rankingiem punktowym, w którym wystarczy porównać największe liczby.

Na co patrzeć przy wyborze wideorejestratora 4K?

Rozdzielczość jest dobrym początkiem, ale nie końcem porównania.

Jeżeli szczególnie zależy nam na jakości nagrań, warto zwrócić uwagę na cały zestaw cech:

• rzeczywistą jakość nagrań dziennych i nocnych,
• zastosowany sensor,
• działanie HDR lub WDR,
• jakość i jasność optyki,
• sposób kompresji i jakość zapisywanego filmu,
• kąt widzenia,
• dostępne tryby 30 i 60 kl./s,
• stabilność działania urządzenia,
• sposób montażu,
• działanie aplikacji,
• GPS, jeśli go potrzebujemy,
• możliwości trybu parkingowego,
• wymagania dotyczące karty pamięci.

I jest jeszcze jedna rzecz, której nie znajdziemy w tabeli parametrów.

Próbki nagrań.

Najlepiej nie tylko idealne klipy producenta wykonane w słoneczny dzień, lecz także materiał z normalnej jazdy: noc, deszcz, oświetlona ulica, ciemna droga poza miastem i samochody poruszające się z różnymi prędkościami.

Jeśli chcesz zobaczyć, jak takie parametry przekładają się na konkretną kamerę, na ale.pl testowaliśmy wideorejestrator Navitel RS985 GPS 4K, sprawdzając nie tylko specyfikację, ale również to, co urządzenie rzeczywiście oferuje podczas codziennego użytkowania.

Kamera samochodowa 4K nie jest noktowizorem

Najważniejszy wniosek jest więc dość prosty.

Wideorejestrator 4K może rejestrować bardzo szczegółowy obraz. Nie oznacza to jednak, że w każdych warunkach pozwoli odczytać każdą tablicę rejestracyjną.

Noc stawia przed kamerą kilka problemów jednocześnie: mało światła, ruch, szum, ogromne różnice jasności, odblaskowe tablice i świecące reflektory.

Rozdzielczość jest tylko jednym z elementów, które decydują o wyniku.

Dlatego najlepsza kamera niekoniecznie będzie tą, która ma największą cyfrę na pudełku.

Znacznie ważniejsze jest to, co naprawdę zapisuje na karcie pamięci wtedy, gdy warunki przestają być idealne.

FAQ — wideorejestrator 4K i nagrania nocne

Czy wideorejestrator 4K zawsze odczyta tablicę rejestracyjną?

Nie. Czytelność tablicy zależy między innymi od ilości światła, odległości, różnicy prędkości pojazdów, czasu ekspozycji, jakości sensora i obiektywu, HDR oraz kompresji materiału. Rozdzielczość 4K zwiększa potencjalną ilość szczegółów, ale nie gwarantuje ich poprawnego zarejestrowania.

Czy kamera samochodowa 4K jest lepsza od 2K?

Przy porównywalnej jakości pozostałych elementów kamera 4K może zarejestrować więcej szczegółów i dać większe możliwości powiększenia obrazu. Nie można jednak oceniać dwóch wideorejestratorów wyłącznie na podstawie rozdzielczości.

Dlaczego tablice rejestracyjne są prześwietlone nocą?

Tablica silnie odbija padające na nią światło. W ciemnej scenie może być więc znacznie jaśniejsza niż otoczenie. Jeżeli kamera nie poradzi sobie z dużą różnicą jasności, powierzchnia tablicy może zostać prześwietlona i stracić widoczne szczegóły.

Czy HDR pomaga odczytać tablice rejestracyjne?

Może pomóc, szczególnie w scenach o bardzo dużym kontraście. Sam napis HDR w specyfikacji nie gwarantuje jednak dobrego efektu. Istotne są sposób działania systemu, sensor i algorytmy przetwarzania obrazu.

Czy 60 fps jest lepsze od 30 fps w wideorejestratorze?

Nie zawsze. Większa liczba klatek może być korzystna podczas rejestrowania ruchu, ale przy słabym świetle skraca czas dostępny na rejestrację pojedynczej klatki. Dlatego 60 fps nie oznacza automatycznie lepszego obrazu nocą.

Jaki wideorejestrator wybrać do jazdy nocą?

Nie warto szukać jednej „magicznej” cechy. Liczy się cały tor obrazowania: sensor, optyka, HDR, sposób przetwarzania i kompresowania filmu, rozdzielczość oraz dobrane przez producenta parametry ekspozycji. Dlatego bardzo przydatne są rzeczywiste nocne próbki nagrań.