Revisión del módulo de cámara Raspberry Pi v3: un nuevo ángulo en fotografía

Funciona desde el primer momento y toma excelentes fotografías. La calidad del vídeo es buena y más que suficiente para proyectos. HDR y gran angular son mejoras clave.

Bajo costo

Compatible con todos los modelos de Raspberry Pi

Gran calidad de imagen

HDR

Más grueso que las versiones anteriores.

Aún no hay montaje con tornillos

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Raspberry Pi ha lanzado una cámara actualizada, Camera Module 3 (también conocida como Camera v3 o Camera Module v3), con un MSRP de $25 para la versión estándar o $35 para la versión gran angular. El nuevo módulo trae más píxeles, rivalizando con los 12MP de la cámara de alta calidad y manteniendo el factor de forma del sensor integrado más pequeño. Lo nuevo de esta pequeña cámara es el enfoque automático. Esta es la primera cámara oficial Raspberry Pi con enfoque automático, aunque la cámara de alta resolución de Arducam entregó esa funcionalidad el año pasado.

La cámara Raspberry Pi fue el primer accesorio oficial de Raspberry Pi, allá por 2013. El modelo original de 5MP se actualizó a la versión 2 en 2016, lo que incorporó 8MP al juego. Luego, las cámaras se volvieron un poco más “serias” con la cámara de alta calidad Raspberry Pi de 12MP en 2020; esta versión trae lentes intercambiables y una gran cantidad de opciones para el fotógrafo entusiasta, pero es costosa y no viene con lente.

Avance rápido hasta 2023 y tenemos una nueva cámara Pi convencional, la Raspberry Pi Camera v3, que actualiza el factor de forma del sensor integrado de la cámara original para incluir un sensor Sony IMX708 de 12 MP y enfoque automático. También viene en cuatro versiones: estándar, gran angular, NOIR y NOIR gran angular.

Probamos las versiones estándar y gran angular (no NOIR) de Camera v3 y encontramos que la calidad de imagen es excelente, y la función de enfoque automático es una actualización realmente útil.

A simple vista no hay mucha diferencia entre la cámara v3 y v2, pero debajo de un paquete plateado se encuentra el sistema de enfoque automático para el sensor Sony IMX708. Este paquete adicional es donde encontramos un pequeño problema. La circunferencia de la cámara, desde el extremo de la lente hasta la parte posterior de la PCB, v3 es más gruesa que la de los modelos anteriores.

El modelo estándar tiene un grosor de 11,5 mm y la versión gran angular tiene 12,4 mm. Esto no es un problema importante para la mayoría, pero podría causar problemas en las carcasas y soportes existentes. Si ve un soporte de cámara atractivo para imprimir en 3D con una de las mejores impresoras 3D, deberá modificar la impresión para darle más grosor. Imprimimos una base rápida en poco más de una hora con nuestra Creality Ender 2 Pro, aunque requirió algunos ajustes de MacGyver para adaptarla al módulo más grueso.

Soporte para cámara Raspberry Pi de Atle Berg en Printables

Consultamos la excelente documentación de Raspberry Pi que cubre todos sus modelos de cámaras anteriores y, utilizando sus datos, incluimos la Raspberry Pi Camera v3 para comparar. La v3 se sitúa justo entre la v2 y la cámara HQ, exactamente como era de esperar. Obtenemos más megapíxeles y una imagen general más grande. No teníamos datos precisos para algunas columnas, por lo que los completaremos más adelante.

Al momento de escribir este artículo, hay dos formas principales de controlar la cámara. La biblioteca libcamera (que reemplazó a raspistill y raspivid) y Picamera2 (una actualización interna de la comunidad de larga data creó Picamera). Con nuestra Raspberry Pi 4 apagada, insertamos el cable de la cámara y lo fijamos en su lugar. Como la cámara utiliza el mismo conector que los modelos anteriores, significa que se puede utilizar con toda la gama de placas Raspberry Pi, incluida la Raspberry Pi Zero 2 W mediante un cable adaptador.

La mayor desventaja de los módulos de cámara oficiales siempre ha sido el factor de forma. Carece de un mecanismo para bloquear la cámara en su lugar (en una clase de 30 educadores, todos con sus cámaras encendidas, encontramos formas innovadoras de asegurarlas). Este problema se corrigió con el soporte de tornillo de la cámara HQ, pero con el Módulo de cámara v3, solo vemos los puntos de montaje heredados en las esquinas de la cámara. La cámara con enfoque automático de Arducam cuenta con un estuche que proporciona un punto de montaje a través de un estuche con clip. Nos hubiera encantado que esto viniera de serie con el Módulo de cámara 3. Lamentablemente, parece que no será así, pero siempre podemos imprimir en 3D un soporte rápido.

Encendimos nuestro Pi con la última versión del sistema operativo Raspberry Pi y nuestro primer pensamiento fue habilitar la interfaz de la cámara, pero luego nos dimos cuenta de que ya no teníamos que hacerlo. Actualizamos nuestra lista de repositorios de software y luego actualizamos el software. Esto obtuvo las últimas actualizaciones del Camera Module v3, incluido Picamera2.

Nuestra primera prueba fue a través de libcamera. Capturamos una serie de imágenes JPEG. La cámara se colocó a 9 pulgadas de distancia de los objetos de prueba y la iluminación fue constante entre cada toma. Lo que encontramos en nuestras pruebas fue que las imágenes fijas eran excelentes. Ya sean de cerca (4 pulgadas/10 cm) o de lejos, tenían una calidad constante y estaban a la par con la cámara de alta calidad. Los tiempos de enfoque automático para imágenes fijas fueron rápidos; Pudimos ver la cámara buscando un objetivo de enfoque, pero nunca "vibraba".

Grabar vídeos era un asunto diferente. El foco intentaría asegurar un objetivo, lo que hizo rápidamente, pero pudimos ver los "pasos" a medida que el foco trabajaba para mantenerse al día. Dicho esto, el enfoque de cerca fue excelente en nuestros videos, captando los componentes de montaje en superficie de la Raspberry Pi original.

Una nueva característica incluida con el Módulo de cámara 3 es HDR (alto rango dinámico), que aumenta el rango de luminosidad dinámica de las imágenes. Con HDR conseguimos una oscuridad más profunda e imágenes más brillantes. Esto funciona capturando múltiples imágenes de la misma escena, cada una con diferentes exposiciones. Luego, estas imágenes se combinan en una sola imagen que abarca todo el rango.

Las imágenes HDR del Módulo de cámara 3 están restringidas a 3MP que libcamera usa para generar una imagen con una resolución de 2304 x 1296. Tomamos dos fotografías de la misma escena, un primer plano de una Raspberry Pi. Una imagen era con HDR; el otro sin. La imagen HDR era inconfundiblemente más brillante y vibrante, pero tenía un poco de ruido. La imagen que no era HDR carecía de brillo, pero también tenía poco o ningún ruido. HDR sería una adición interesante a las cámaras de senderos Raspberry Pi y para grabar escenas de paisajes.

Al trasladar nuestras pruebas a Picamera2, recreamos los pasos de un tutorial reciente, pero notamos que el enfoque automático no era muy "automático". Resulta que necesitamos incluir una importación de clase adicional y una línea de código antes de abrir una ventana de vista previa y grabar. Esta línea adicional es picam2.set_controls({"AfMode": controles.AfModeEnum.Continuous}) y proviene de la clase Controles libcamera.

Con esta línea le indicamos a la cámara que busque el enfoque. El proceso y la calidad son idénticos a libcamera. Las fotografías eran de buena calidad y la búsqueda del enfoque de la cámara era aceptable. La grabación de vídeo fue un poco entrecortada mientras el foco buscaba un objetivo, pero nuevamente fue aceptable.

Picamera2 también tiene HDR, pero no directamente en el módulo. El problema está en V4L2, la interfaz del kernel entre la cámara y el sistema de vídeo Linux. En este momento no ofrece soporte listo para HDR con esta cámara. Para poder activar HDR para Picamera2 necesitamos abrir un terminal y configurar manualmente la cámara para usarlo.

y para apagarlo usamos

Tomamos dos imágenes con Picamera2, una con HDR y la otra sin él. Los resultados son casi idénticos a los de libcamera, pero ¿nos atrevemos a decir que la imagen HDR Picamera se ve un poco mejor?

La versión gran angular del Camera Module 3 ofrece un ángulo de visión de 120 grados. Es decir, conseguimos tomas más amplias que abarcan un área mayor. El campo de visión adicional trae consigo una pequeña distorsión en el plano vertical: piense en el avance de Star Wars. Pero el espacio horizontal extra es destacable y muestra (para bien o para mal) el estado de nuestra mesa de trabajo.

Aparte de la lente, todo es igual que en la versión estándar de 75 grados. Tomamos algunas imágenes de cerca con la lente gran angular para mostrar la distorsión. También creamos una escena rápida para mostrar colores y una comparación de escenas para imágenes HDR.

Usaríamos este lente para proyectos al aire libre como cámaras de senderos, observación de aves, paisajes y deportes.

El enfoque fijo de los módulos de cámara anteriores (sí, se podían piratear con un poco de bisturí en el anillo de la lente) significaba que los proyectos de aprendizaje automático e inteligencia artificial podían resultar difíciles. Las caras/objetos tendrían que estar a una distancia determinada de la cámara para poder “verlos”.

Con Camera Module 3 tenemos la oportunidad de ampliar la visión de nuestros proyectos de ML/AI y usarlos para monitorear objetos desde lejos. Imagínelo escogiendo una cara entre una multitud, enfocándose en el auto rojo en una autopista o viendo un arrendajo azul volando entre los árboles. A un nivel más doméstico, los aficionados utilizarán el enfoque automático en cámaras de seguimiento, sistemas de alarma y proyectos de visión de robots para proporcionar respuestas dinámicas a objetos en movimiento.

La lente gran angular se presta para proyectos al aire libre y, si bien aún se puede usar en ML/AI, es posible que la distorsión no beneficie el uso previsto. Es imprescindible realizar investigaciones y pruebas antes de implementar proyectos de misión crítica.

Por $25 a $35, hay mucho que gustar aquí. Si necesita una cámara para un proyecto Pi, verá beneficios al usar la Camera v3 en lugar de la Camera v2 de precio similar. Si está ejecutando el último sistema operativo Raspberry Pi, esto es realmente plug and play y los resultados son excelentes. Seguro que nos falta el tornillo de montaje de cámara estándar que se encuentra en la versión de Arducam, pero ganamos en simplicidad.

La calidad de la imagen es excelente, el video es bueno y HDR es una adición bienvenida al repertorio. No filmaremos el próximo éxito de taquilla con esta cámara, pero nos divertiremos mucho tomando excelentes fotografías.

Les Pounder es editor asociado de Tom's Hardware. Es un tecnólogo creativo y durante siete años ha creado proyectos para educar e inspirar mentes tanto jóvenes como mayores. Ha trabajado con la Fundación Raspberry Pi para escribir e impartir su programa de formación docente "Picademy".

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