Что и как увидит ваша камера. [Алгоритм безопасности, декабрь 2001]
…не ждите чудес там, где их быть не может…
© [Алгоритм безопасности – сигнальный номер, декабрь 2001, www.algoritm.org]
Несмотря на огромное многообразие систем автоматической обработки видеосигнала, любая система видеонаблюдения имеет в своем составе видео монитор и предназначена, прежде всего, для визуального восприятия информации. Устанавливается система в первую очередь для того, чтобы вместо одной пары глаз оператору дать их несколько (штук, десятков, сотен), причем удаленных от оператора от метров до десятков (а то и сотен) километров. Главное преимущество видеосистем перед другими системами – получение непосредственной информации о контролируемом объекте, а не некой производной от такой информации (например, в виде срабатывания датчика).
И волей или неволей мы начинаем ассоциировать видеокамеру с нашим глазом, наделяя ее, зачастую, сверхвозможностями. А когда наши представления оказываются далеки от реальности, начинаем искать виновных на стороне (поставщик, инсталлятор, производитель). По принципу своей работы видеокамера и глаз имеют много общего, точнее даже, вся идея видеокамеры заимствована у глаза : объектив – это хрусталик, ПЗС-матрица – это, так называемые колбочки и палочки. Но ни один производитель пока не достиг уровня Создателя (или природы-матушки; кому как больше нравится).
Довольно типичная картина: заказчик говорит, что хочет установить камеру с углом обзора 900, чтобы иметь возможность обозревать, например, территорию двора размером 50 х 50 м, распознавать людей, входящих в здание и читать номера машин, въезжающих во двор. Совершенно резонное предложение подрядчика решить задачу тремя-четырьмя камерами зачастую воспринимается заказчиком, как попытка навязать ему лишние камеры, а, значит, лишние деньги. Ведь глазами он видит все и сразу, по крайней мере, ему так кажется. Иногда, почувствовав, что ему приходится вертеть шеей, дабы увидеть полную картину, заказчик предлагает установить камеру на поворотном устройстве с переменным фокусным расстоянием объектива или без такового.
Можно слепо следовать лозунгу «заказчик всегда прав» и, заручившись подписью клиента под техзаданием, в котором подробно отразить все его технические требования (но не потребительские, ибо они не смогут быть реализованы), установить оборудование, которое пожелал заказчик. Юридически Вы останетесь чистыми, но клиент все равно будет считать Вас виновником своих неудач, и вряд ли ваши взаимоотношения будут иметь продолжение.
Самое простое и надежное решение – показать заказчику до момента подписания договора, что он увидит в действительности, для чего полезно иметь мобильный комплект – камера с набором различных объективов, мобильный монитор, источник питания. Пройдите вместе с заказчиком по точкам потенциальной установки камер, поднимитесь по стремянке на предполагаемую высоту установки и выберите, глядя на монитор, оптимальные места установки и фокусные расстояния объективов. К сожалению, такое не всегда возможно. Приходится делать заочные проекты для объектов, находящихся за тысячи километров.
Специалисты фирм, работающих на рынке не первый год, как правило, способны «на глаз» весьма точно расставить камеры по объекту на основании только планировок, указанных условий освещенности и требований по степени идентификации. Статья адресована, прежде всего, конечному потребителю, дабы он смог оценить грамотность технического предложения, представлять, хотя бы в общих чертах, объем системы для решения его задач, и не ждал бы чудес там, где их быть в принципе не может. А для этого, прежде всего, давайте вспомним школьный курс лучевой оптики и привнесем его на решение нашего вопроса – что увидит видеокамера. Большинству из нас это все хорошо знакомо, просто необходимо свои знания несколько упорядочить и применить в собственных целях. Для тех же, у кого в этом месте в школе «случился пробел», не вредно будет его восполнить, ничего сложного в этом нет.
Итак, когда мы задаемся вопросом, что и как увидит камера, давайте прежде всего говорить об объективе.
Будем рассматривать объектив, как линзу. В действительности объектив – сложная оптическая система, состоящая из нескольких линз, имеющих просветляющее покрытие. Сложность конструкции обусловлена необходимостью уменьшения поглощения светового потока при прохождении через объектив, увеличения разрешающей способности, снижения аберрации, возможности изменения диафрагмы и т.п. С точки зрения физики «работает» любой объектив как единая линза.
q- плоскость линзы (световой луч, проходя через линзу преломляется дважды – на передней ее границе при заходе в линзу и на задней при выходе; вместо этого считаем, что он преломляется один раз на суммарный угол при прохождении условной плоскости). О – оптический центр линзы – точка, проходя через которую с любого направления, световой луч не преломляется. l – главная оптическая ось – прямая, проходящая через оптический центр линзы перпендикулярно к плоскости линзы.
Все лучи, параллельные главной оптической оси, после преломления (прохождения через линзу) пересекаются в одной точке на главной оптической оси , называемой фокусом линзы (объектива). Расстояние Оf называется фокусным расстоянием . На всех объективах оно указывается, обозначается f. Это самая главная характеристика объектива, именно на основании ее выбирается объектив в зависимости от того, что и как надо увидеть.
Введем также величину 2f и нанесем на главную оптическую ось точки, удаленные от оптического центра на 2f.
Пусть есть некий объект АВ. Чтобы получить его изображение на матрице видеокамеры (пленке фотоаппарата – не важно) после прохождения через объектив, достаточно сделать простейшие построения.
Из точки А проведем один луч параллельно главной оптической оси. После прохождения через плоскость линзы этот луч проходит через фокус. Так его и проводим. Второй луч проведем из точки А через оптический центр О. Проходя через линзу, этот луч направления не изменяет. В точке пересечения этих двух лучей получаем изображение точки А – A1. A1B1– изображение объекта АВ.
Расстояние от объекта до плоскости линзы обозначим d1, а расстояние от изображения этого объекта до плоскости – d2.
Очень полезно запомнить основную формулу линзы:
1/d1 + 1/d2 = 1/f
Если на расстоянии d2 от линзы расположить матрицу видеокамеры, то на нее спроецируется изображение объекта АВ (точно так же в фотоаппарате на расстоянии d2 от объектива располагается пленка). Попутно заметим, что изображение объекта на матрице всегда оказывается обратным («вверх ногами»). Если расстояние от плоскости объектива до матрицы окажется отличным от d2, то , как следует из построения, изображение точки А на матрице будет не в виде точки A1, а в виде пятна A1I, диаметр которого будет тем больше, чем больше эта ошибка. Т.е. изображение будет не резким, как говорят, «не в фокусе». Хотя в общем случае изображение находится не на фокусном расстоянии от оптического центра. В правильной установке этого расстояния d2 и состоит смысл наводки объектива на резкость – объектив придвигается или отодвигается от матрицы. Диаметр этого пятна, а, значит, и влияние ошибки могут быть искусственно уменьшены за счет уменьшения общего светового потока, т.е. уменьшением диафрагмы объектива. (Не случайно, человек, имеющий не очень сильную близорукость, может читать без очков при ярком свете за счет того, что зрачок от света сужается). Отсюда практический вывод: если необходима настройка объектива на резкость, она должна производиться при полностью открытой диафрагме. Если это объектив с автоматической регулировкой диафрагмы, необходимо применять светофильтры, которые «заставят» диафрагму открыться полностью. В противном случае с наступлением сумерек на объекте резкость может уйти.
Как следует из рис.1, масштаб получаемого на матрице изображения M1 = A1B1/АВ = d2/d1
Представление о масштабе получаемого изображения в зависимости от удаленности объекта от объектива можно получить, подставив в основную формулу ряд значений d1 или произведя построения (Рис.2).
Если объект наблюдения (АВ) находится на расстоянии > 2f от плоскости объектива, его изображение будет располагаться на расстоянии f 2<2f . Размер изображения меньше самого объекта. Изображение обратное.
Если объект находится на расстоянии 2f от объектива (A1 B1), его изображение также располагается на расстоянии 2f. Изображение имеет те же размеры, что и сам объект, т.е. М=1/1. Изображение обратное.
Если f1<2f, то изображение располагается на расстоянии >2f от объектива. Изображение больше самого объекта, обратное. Это – так называемая макросъемка. Объектив необходимо очень близко придвинуть к объекту и сильно удалить от матрицы. Объектив должен иметь очень большой ход.
Еще один случай – d1
Теперь переложим всю эту теорию на наши камеры.
Самые распространенные на рынке камеры – стационарные, не требующие наводки на резкость. Достигается это за счет малого значения фокусного расстояния – основной ряд: 2,8; 3,6; 4,3; 6; 8; 12; 17; 25 мм.
Обратимся к основной формуле линзы.
Если d1 будет стремиться к бесконечности, то величина 1/d1 будет стремиться к 0, а значит d2 = f, т.е. для бесконечно удаленных объектов можно расположить матрицу в фокальной плоскости. С физической точки зрения это означает, что для очень удаленных объектов все лучи можно считать параллельными главной оптической оси; все они сфокусируются в фокальной плоскости. Вопрос состоит в том, какое расстояние для данного объектива считать бесконечностью. Для видеокамер «бесконечность» принимается допустимой для d1/f > 100. Таким образом, для объектива с f=3,6 «резкость» начинается с 36 см. и далее. Но, это уже наше допущение. Мы уже, устанавливая стационарные камеры, идем на некий компромисс. Например, для художественной фото-кино «бесконечность» начинается с d1/f=350-400.
Попутно заметим, что по разрешающей способности фото-кино съемка отличается от видео на порядки. Не от бедности же Голливуд снимает свои фильмы на кинопленку. Очень дорогое видео – это удел очень дешевых сериалов и дипломных работ.
Итак, считаем, что для стационарных камер наблюдаемые объекты находятся в «бесконечности», а изображение их располагается в фокальной плоскости объектива. (Рис.3).
Как следует из рисунка масштаб изображения М = f/S, где S – расстояние до объекта. Т.е. видеокамера ничего не увеличивает, а только уменьшает. Другое дело, что изображение на матрице будет в дальнейшем увеличено монитором в масштабе, равном отношению эффективных линейных размеров кинескопа к соответствующим размерам матрицы. Отсюда очевидный вывод – чем больше монитор, тем лучше (конечно, при прочих равных условиях, например, разрешающей способности монитора). Но заказчик ограничен и в объемах свободного пространства, и в количестве операторов, и в средствах. Таким образом, мы идем на следующий компромисс.
Матрица имеет вполне конкретные конечные размеры. Так для матрицы формата 1/3″ линейные размеры составляют 4,8 х 3,6 мм. Максимальный угол обзора камеры будет определяться фокусным расстоянием объектива f и линейными размерами матрицы, как tgq/2 = b/2 : f
Если определяется угол обзора в горизонтальной плоскости, то b – размер матрицы по горизонтали; если в вертикальной плоскости, то по вертикали.
В основном на рынке применяются матрицы формата 1/3″.
Ниже в таблицы приведены углы обзора для типовых объективов для формата матрицы 1/3″.
| Фокусное расстояние объектива f | 2,8 | 3,6 | 4,3 | 6 | 8 | 12 | 17 | 25 |
| Угол зрения по горизонтали H | 81° | 68° | 58° | 44° | 34° | 23° | 16° | 11° |
| Угол зрения по горизонтали V | 65° | 53° | 45° | 33° | 26° | 17° | 12° | 8° |
Итак, видеокамера , оснащенная объективом с фиксированным фокусным расстоянием «видит» в строго ограниченных углах по горизонтали и вертикали. Угол по вертикали актуален для определения размера просматриваемой зоны вглубь контролируемой территории при установке видеокамеры на высоте (а, как правило, камера устанавливается на высоте с тем, чтобы затруднить ее хищение и избежать теневых зон от близко расположенных объектов). Иногда указывается одно значение угла обзора. В этом случае, обычно, указывается значение угла по диагонали матрицы. Значение, естественно, получается больше. Так, например, для f=3.6 мм этот угол составляет около 87°. Это своеобразный рекламный ход. Для решения конкретных задач эта цифра мало, что дает, зато может ввести в заблуждение, ибо очень многие воспринимают единственную указанную цифру, как угол обзора по горизонтали.
Обязательная задача, которую приходится решать при проектировании системы – степень идентификации объекта наблюдения – нам необходимо заметить человека на объекте или распознать известного человека на экране, или опознать незнакомого человека для распознавания его в дальнейшем, или читать номер автомобиля.
Пожалуй, это основной камень преткновения между заказчиком и инсталлятором. Если в ограниченность угла обзора заказчик готов поверить, то заявление, что для чтения номеров автомобиля практически всегда требуется отдельная камера, которая только этим и будет «заниматься», часто подвергается сомнению. Приходится наглядно показывать. Особенно, если заказчик слышал про камеры высокого разрешения. Приходилось встречаться с ситуацией, когда клиент убежден, что камера высокого разрешения способна видеть в секторе 90° и читать номера с расстояния 15 метров.
Сразу заметим, что всегда более высокое разрешение лучше менее высокого. Даже с точки зрения утомляемости оператора. На сегодняшний день разница в цене не столь велика, чтобы экономить на качестве. Попробуйте в большой системе, имеющей в своем составе сложную аппаратуру обработки, протяженные трассы с аппаратурой передачи соотнести разницу в цене таких камер к стоимости одного канала наблюдения (общую стоимость системы разделите на количество камер). Вы получите доли процента. Так стоит ли из-за экономии в доли процента изначально срезать себе качество всей системы на самом начальном этапе – видеокамере.
Но даже 570 телевизионных линий – ограниченная величина, весьма ощутимая даже в сравнении с фото и кино изображением, не говоря уже о нашем глазе. Система может иметь в своем составе видеомагнитофон, информация с которого также потребует необходимой степени идентификации. А здесь разрешение еще ниже.
Как было сказано выше в абсолютном большинстве случаев камера (точнее объектив) ничего не увеличивает, а только уменьшает в масштабе М= f/S. В дальнейшем мы могли, казалось бы, восстановить необходимый масштаб за счет увеличения размера экрана монитора (кстати, некоторые клиенты и предлагают взять телевизор с метровой диагональю). Ничего не выйдет, так как , если рядом расположенные элементы объекта наблюдения, которые должны быть восприняты глазом раздельно для необходимой степени идентификации с учетом масштаба конкретной видеокамеры попадают на одну и ту же телевизионную линию, они будут представлены на видеоизображении как один элемент.
Можно для каждого конкретного случая установки камеры измерять расстояния между элементами и с учетом разрешения просчитывать необходимый масштаб, далее, исходя из удаленности камеры от объекта и вычисленного масштаба, определять необходимое фокусное расстояние объектива, как f= M x S. На практике, конечно, никто этого не делает, а использует готовые данные и рекомендации, которые приводим ниже. Вернемся к рис.3. Обозначим «В» – поле зрения (ширину полосы захвата) объектива на удалении S .
В = b x S/f
Где b – размер матрицы (по горизонтали, если определяется поле зрения по горизонтали, и по вертикали для поля зрения по вертикали).
Именно поле зрения и является основным параметром для определения степени идентификации объекта. Сам объект имеет фиксированный размер, поле зрения увеличивается с удалением от объектива. С удалением объект занимает все меньшую часть поля зрения, на него приходится все меньше телевизионных линий матрицы, различимость деталей уменьшается.
Ниже в таблице с достаточной для практического использования степенью округления приведены данные по полю зрения (в метрах) для наиболее применяемых объективов в зависимости от дистанции до объекта ; формат матрицы 1/3″.
| f (мм) | S (м) | |||||||||||||
| 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 150 | 200 | ||
| 2,8 | Н | 7,7 | 15,5 | 31 | 46 | 63 | 79 | 94 | ||||||
| V | 5,7 | 11,5 | 23 | 34 | 46 | 58 | 70 | |||||||
| 3,6 | Н | 6 | 12 | 24 | 36 | 50 | 60 | 73 | 85 | |||||
| V | 4,5 | 9 | 18 | 27 | 37 | 45 | 55 | 63 | ||||||
| 4,3 | Н | 5,1 | 10 | 20 | 30 | 41 | 51 | 61 | 71 | 80 | ||||
| V | 3,8 | 7,5 | 15 | 23 | 30 | 38 | 46 | 53 | 60 | |||||
| 6 | Н | 3,6 | 7,3 | 15 | 22 | 29 | 36 | 44 | 51 | 59 | 65 | 73 | 110 | |
| V | 2,7 | 5,5 | 11 | 16 | 22 | 27 | 32 | 38 | 44 | 49 | 55 | 81 | ||
| 8 | Н | 2,8 | 5,5 | 11 | 16 | 22 | 27 | 33 | 38 | 44 | 50 | 55 | 82 | 110 |
| V | 2,1 | 4,2 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 | 25 | 37 | 42 | 61 | 81 | |
| 12 | Н | 1,8 | 3,6 | 7,3 | 11 | 15 | 18 | 22 | 26 | 30 | 33 | 37 | 55 | 74 |
| V | 1,4 | 2,7 | 5,5 | 8,2 | 11 | 13 | 17 | 19 | 22 | 24 | 28 | 41 | 55 | |
| 17 | Н | 1,3 | 2,6 | 5,2 | 7,9 | 10,5 | 13 | 16 | 18 | 21 | 23 | 26 | 38 | 52 |
| V | 0,9 | 1,9 | 3,8 | 5,8 | 7,8 | 9,5 | 12 | 14 | 16 | 17 | 19 | 28 | 38 | |
| 25 | Н | 0,88 | 1,8 | 3,5 | 5,3 | 7 | 8,9 | 10,5 | 12,5 | 14,1 | 16 | 18 | 26 | 35 |
| V | 0,65 | 1,3 | 2,6 | 4 | 5,2 | 6,5 | 7,9 | 9,1 | 10,5 | 12 | 14 | 19 | 26 |
H – по горизонтали; V- по вертикали
Теперь необходимо увязать эти числовые параметры с вопросами практического применения.
Существуют рекомендации по выбору необходимого поля зрения для различных задач идентификации объекта. Ниже приведены рекомендации фирмы Philips:
| Задача идентификации | Рекомендуемое поле зрения по горизонтали |
| Заметить человека | 18 м |
| Читать номер автомобиля | 3,6 м |
| Опознать незнакомого человека | 1,8 м |
| Узнать знакомого человека | 4,5 м |
Справедливости ради скажем, что эти данные приведены «с запасом». При нормальной видимости Вы прочтете номер автомобиля и с полем обзора по горизонтали в 5 метров, человека заметите, если приглядываться, и с полем в 50 метров. Внешнюю видеокамеру в гермобоксе можно заметить при фокусном расстоянии объектива 12 мм с расстояния в 100 метров. Но, именно заметить, да еще при условии хорошей видимости. В действительности же охрана со временем перестает тщательно всматриваться в экран, поэтому надо исходить из того, что необходимый объект был идентифицирован в реальных условиях наблюдения и видимости с необходимой степенью вероятности. Кроме того, если аппаратура приема содержит в своем составе детекторы движения, которые на самом деле оценивают изменение видеосигнала, вызванное движением объекта, а не само движение, при малом масштабе объекта идентификации изменение видеосигнала может оказаться ниже порога срабатывания. Если же такой порог при этом снизить до уровня гарантированного срабатывания, количество ложных тревог, вызванных листвой, снегопадом, дождем, затемнением от облаков сделает такой детектор не пригодным для практической работы. Поэтому, особенно для целей безопасности, вышеуказанные цифры можно брать за исходные при выборе объективов.
Ход рассуждений при выборе типов объективов, а в конечном итоге, количества видеокамер, будет следующий.
Допустим, необходимо читать номер автомобиля, въезжающего на территорию. Минимальное расстояние, на котором возможно установить видеокамеру от места, где осуществляется въезд – 10 метров. По таблице определяем, что при f=8 mm поле зрения по горизонтали составляет 5,5 м, при f=12mm – 3,6 метра. Для обеспечения надежной идентификации нам необходимо взять объектив с f=12 mm. Из первой таблицы определяем, что угол обзора нашей камеры по горизонтали составит 23°, по вертикали – 17°. Вот только в этих углах от места своей установки и будет видеть эта камера. Возможно, что действительная ширина въезда окажется таковой, что можно въехать, оказавшись за пределами зоны обзора камеры. Тогда надо либо ограничить ширину возможного проезда, например, вкопав столбы, либо установить еще камеру (что, скорее всего, дороже земляных работ). Исходя из поля обзора по вертикали и высоты установки камеры, можно прикинуть, какую территорию вглубь зоны контроля будет просматривать камера, сколько времени в этой зоне будет находиться автотранспорт, хватит ли времени идентифицировать номер. Вообще, при аналогичных задачах камеру устанавливают как можно «горизонтальнее». Но даже при горизонтальном направлении оптической оси поле по вертикали составит 2,7 м, т.е., если от этой камеры еще ожидают идентификации лица водителя, то для, например, КАМАЗа такая задача может оказаться невыполнимой. Что делать? Другую задачу решать другой камерой.
Так что если на каком-либо объекте количество видеокамер исчисляется десятками, то это, скорее всего, не от «навороченности», а потому, что оснащение сделано грамотно и полноценно. А чудес не бывает.
Когда после долгих сомнений и споров заказчик начинает понимать, что одной (двумя, тремя) камерами не обойтись, он вспоминает, что существуют камеры на поворотных устройствах да еще с трансфокаторами.
Остановимся на этом вопросе.
Поворотное устройство позволяет изменять направление главной оптической оси видеокамеры в горизонтальной и вертикальной плоскости. Трансфокатор (Zoom) позволяет оператору дистанционно изменять фокусное расстояние объектива. Все это – вещи полезные и эффективные при условии их грамотного применения.
Здесь мы склонны отождествлять такую камеру уже не просто с глазом, а уже с головой, которая вращается на шее. Опять таки, зря. Такой выборочной скорости трансфокации и фиксированного скоростного поворота оптической оси на мгновенно заданный угол камера дать не способна. Даже купольные скоростные поворотники с множеством предустановок не могут сравниться с визуальным восприятием информации непосредственно человеком. Наши глаза получают задачу непосредственно из мозга со скоростью рефлекторной связи. Управление же нами пусть даже скоростным поворотником – это сначала получение предварительной информации, на основании которой вырабатывается продуманное решение о необходимости получения дополнительной информации, выбор способа ее получения, выполнение управляющих действий, оценка этих действий. Например, существует такой закон кино-видео съемки : «Поворот камеры на 90° должен производиться не менее, чем за 15 секунд, иначе текущая информация должным образом не воспринимается». Вот, кстати, почему большинство поворотных устройств имеют скорость поворота 6 град./сек. Сверхскоростные поворотные устройства расчитаны на мгновенное выполнение предварительно заданных установок направления обзора и масштаба изображения (фокусного расстояния объектива). Их можно сравнить с набором (по количеству возможных предустановок) стационарных камер различного направления и масштаба обзора, переключаемых последовательно. Цена на таких камеры исчисляется в тысячах долларов, и, возможно, за эти деньги Вы сможете установить, если, конечно, позволяют обстоятельства, все необходимое количество стационарных камер с возможностью одновременного просмотра и записи. Кстати, и глаза так не устанут.
Следует всегда помнить, что во время управления поворотной камерой Вы уже не в состоянии контролировать полноценно информацию от других камер, если таковые имеются (попробуйте управлять автомобилем и внимательно смотреть фильм по телевизору). Второе, нет ничего проще, чем «обмануть» поворотную камеру: зная скорость угла поворота и исходя из максимального реального угла обзора, можно постоянно находиться на территории, просматриваемой только этой камерой, будучи гарантированно не замеченным.
Оправдано использование поворотных устройств и трансфокаторов где необходимая для получения информация не имеет территориальной привязки, для выборочного детального просмотра.
Отметим, что в охранных системах видеонаблюдения такая камера является дополнительняющей стационарную систему. Нельзя, например, закрыть периметр камерами на поворотных устройствах с трансфокаторами объективов. Фокусные расстояния и направления обзора выбираются с таким расчетом, чтобы исключить наличие теневых зон и обеспечить необходимую степень идентификации объектов наблюдения, поэтому любое изменение этих параметров нарушает общую структуру. Кроме того, аппаратура автоматической обаботки видеосигнала будет реагировать на управляющие действия, ибо такие неизбежно повлекут изменения видеосигнала.
Именно к этим камерам наиболее применим термин «камеры слежения». Действительно, использование их совершенно оправдано, когда необходимо следить за кем-то или чем-то : за отдельным человеком, перемещающимся в пространстве; за технологическим процессом и т.п.
Несмотря на то, что поворотник поворачивается почти на 360°, а трансфокаторы на нынешнем рынке есть и 30-х и более кратные, не следует думать, что, установив такую камеру на высокую мачту в центре объекта, можно решить все задачи слежения.
Нам приходилось решать задачу идентификации незнакомой личности на произвольных углах обзора с расстояния 100 метров. Заказчик не мог или не хотел уменьшить расстояние от места установки камеры до объекта.
Исходя из задачи определяем, что нам необходимо обеспечить возможное максимальное фокусное расстояние объектива – 220 мм. Практически был установлен 30-х zoom с максимальным f = 180 мм. Получается, что угол обзора такой камеры при максимальном фокусном расстоянии составляет 1,5°. То есть любое вольное или невольное смещение оптической оси камеры на этот угол полностью уведет изображение с экрана. Попробуйте «попасть» поворотником и такой камерой на нужный объект. Именно по этой причине оптические прицелы с большой кратностью предназначены для больших мастеров. Не очень большой мастер просто не сможет прицелиться. А здесь приходится прицеливаться не руками, а еще через некое электронно-механическое устройство со своими параметрами и ограничениями.
И на последок несколько слов о магическом слове «автоматическое» (фокус, диафрагма и т.д.).
Если Вы возьмете инструкцию изготовителя по эксплуатации бытовой видеокамеры «Panasonic», то найдете такие слова: «Старайтесь снимать , устанавливая баланс белого вручную, как это делают профессионалы.». Любой «автомат» автоматически отрабатывает тот параметр и в такие величины, на которые он настроен, а не тот, который бы Вам хотелось сейчас иметь. Хорошо, если это совпадает. Автоматическая регулировка диафрагмы будет осуществляться в зависимости от освещенности основного поля кадра, а не от освещенности необходимого Вам сейчас фрагмента. Если существует принципиальная возможность дистанционного управления диафрагмой из операторской, это было бы предпочтительней. Тогда Вы бы смогли обеспечить оптимальное изображение того, что нужно сейчас именно Вам. Не исключено, что установка камеры с фиксированной диафрагмой может оказаться предпочтительнее (не художественная же съемка нас интересует, а информация, которой в данной конкретной ситуации мы можем лишиться из-за АРД объектива). Автофокус тоже будет работать по вертикальным линиям основного сюжета. Например, если на переднем плане при больших фокусных расстояниях окажутся кроны деревьев, на экране мы увидим их в максимально резком изображении, а интересующий нас объект на заднем плане окажется «не в фокусе».
Какая бы совершенная камера ни была, это всегда техническое устройство с конкретными, вполне ограниченными параметрами. И относиться к ней надо именно так. Каждая конкретная задача несложно просчитывается, ибо все аргументы известны. Чуда все равно не будет. Не поедет КАМАЗ со скоростью 250 км/час, а «BMW» не сможет взять на борт 30 тонн груза. Причем ни один, ни другой от этого хуже не станут. Каждый решает свою задачу.