Kamery

Kamery jsou naším okem, když zrovna letíme s modelem. Je tedy rozhodující pro požitek, který z létání budeme mít, alespoň po té vizuální stránce. Asi nebudete moc nadšení z kamery za pár dolarů, když proti sluníčku, nebo při vletu do tmavší oblasti, neuvidíte nic. Toto většinou končí nehodou nebo přinejmenším frustrací.

Jedná se původně o kvalitní miniaturní bezpečnostní kamery, z nichž některé typy byly pro náš účel vhodnější a jiné méně. Vzhledem k rostoucí popularitě FPV se nyní už výrobci věnují vývoji kamer speciálně pro to určených. Jak jsme už zmínili, pro zážitek z létání je kvalita kamery rozhodující a určitě se na ní nevyplatí šetřit.

Kamery se podle technologie optického senzoru dělí na CCD a CMOS. První generace CMOS kamer nebyla příliš vhodná kvůli nízkému dynamickému rozsahu obrazu – jednoduše řečeno, pokud kamera „zahlédla“ oblohu, všechno ostatní v obraze zčernalo. Kamery CCD tímto nešvarem trpí daleko méně, zvláště pokud mají v parametrech uvedenou funkci WDR („wide dynamic range“, široký dynamický rozsah). V poslední době ale i vývoj CMOS kamer pokročil natolik, že se CCD kamerám vyrovnají a v některých ohledech je i předčí (např. v rychlosti reakce při prudké změně světelných podmínek).

Typ snímacího senzoru

V současné době rozlišujeme pro FPV použití dva typy snímacích senzorů. Jsou to CCD a CMOS. Oba typy pracují na principu fotocitlivých elektrických polovodičových prvků (křemíkových fotodiod). Foton, elementární částice světla, dopadá na fotodiodu a ta jej přemění na elektrický náboj. Rozdíl mezi senzory je především ve vyhodnocení a interpretaci náboje na každém bodě senzoru (pixely). Zkusíme si popsat rozdíly, výhody a nevýhody obou typů.

  • CCD – Charge Coupled Device – tyto kamery mají největší výhodu v tom, že mají široký dynamický rozsah (WDR – Wide Dynamic Range). To nám udává rozsah odstínů od nejčernější černé po nejsvětlejší bílou, které je schopen snímač zachytit. V praxi to znamená, že pokud poletíte proti slunci, tak normálně uvidíte krajinu. A pokud poletíte ze světla do stínu, tak i v stinné oblasti rozeznáte objekty a můžete se jim snáze vyhnout. Oproti CMOS senzorům, navíc obnovují hodnoty všech pixelů najednou. Tímto nedochází k rozvlnění obrazu (tzv. Jello efekt). Velmi oblíbenou CCD kamerou je např. Foxeer Arrow nebo Runcam Swift.
  • CMOS – Complementary Metal Oxide Semiconductor – U CMOS má každý pixel má svůj konvertor náboje rovnou na napětí, tento bývá zesilován, očištěn od šumu a převeden na digitální signál. Zpracování obrazu je tedy rychlejší oproti CCD. Výhodou CMOS senzorů je, že spotřebovávají méně energie v klidovém stavu, umožňují instalaci většího počtu světlo citlivých bodů, kamery mohou být daleko menší a je více potlačen šum v obraze. Dále oproti CCD čipům, které obnovují celou snímanou plochu najednou, tak CMOS senzory obnovují plochu po řádcích. Proto může díky vibracím v modelu rozvlněný obraz (tzv. Jello efekt).  Pro závodní koptéry patří na špičku CMOS kamer Foxeer Predator, Foxeer Falkor nebo Runcam Eagle 2.
Foxeer Predator Mini

Rozlišení a poměr stran obrazu

Analogový PAL obraz vysílaný přes 5.8 GHz umožňuje přenést 576 řádků obrazu. Pro vyšší HD rozlišení je nutné použít digitální přenosu obrazu, kdy můžete létat FPV s rozlišením Full HD 30 snímků za sekundu (fps – frames per second). Takový systém digitálního přenosu představuje např. Connex Pro Sight HD nebo DJI OcuSync Air. Zatím se ale jedná o poměrně drahé vybavení. Dalším limitujícím faktorem je rozlišení monitorů v FPV brýlích. Např. Fatshark Dominator HD3 mají rozlišení displejů 800×600 pixelů.

Dalším faktorem kamer je poměr stran. Většina moderních kamer lze připínat mezi 4:3 a 16:9.  Pokud ovšem máte kameru s poměrem stran 4:3 a brýle 16:9, obraz se roztáhne do stran. Ze začátku to může být nepříjemné, ale mozek si na deformaci rychle zvykne a přestane jí vnímat. Jsou ale tací, kterým to vadí a nezvyknou si nikdy. Záznamové zařízení ve většině FPV brýlí, nebo i ty externí, často nahrávají jen ve formátu 4:3, takže obraz 16:9 bývá smrštěný a je potřeba ho v počítači opět roztáhnout.

Formát kódování

Ve světě rozlišujeme tři normy kódování analogového obrazu. Jsou jimi NTSC, PAL a SECAM. Té poslední se věnovat nebudem. NTSC se používá především v severní a jižní Americe a některých asijských zemích. Kdežto PAL se vyskytuje v Evropě, Africe, jižní Americe i Asii. Jediným podstatným rozdílem je rozlišení a počet snímků za sekundu (fps). PAL zvládá 576 rádků a 25fps a NTSC má 525 řádků a 30fps. Takže záleží opět na vás, jestli budete mít radši kvalitnější a méně plynulý obraz u PALu, nebo nižší rozlišení obrazu a vyšší snímkovací frekvenci u NTSC.

Latence

Latence nám udává zpoždění. Situace před kamerou se děje v reálném čase, ale obraz, který vidíte v FPV brýlích či monitoru je s malým zpožděním. Hodnota se udává v milisekundách (ms) a u nejpoužívanějších kamer je okolo 20ms. Možná si říkáte, že to není ani mžiknutí oka, ale pokud letíte s modelem rychlostí 100km/h, což není nic nereálného, tak při latenci 50ms uletíte 1,4 m než stihnete zareagovat. Skoro 1,5 m, to už je solidní vzdálenost.  HD kamery jako GoPro, Xiaomi Yi, Runcam, umožňují tzv. video live out. Takže jsou schopny obraz v HD kvalitě ukládat na SD kartu a zároveň skrze USB konektor posílat živý obraz do video vysílače. Ale u tohoto video signálu bývá latence i daleko přes 100ms. Tudíž pro FPV závodění jsou nepoužitelné.

Kombinované kamery

Zajímavým typem jsou kamery, které plní dvojitou funkci: fungují jako FPV kamera a zároveň HD kamera (pro záznam ve vysokém rozlišení). Je to vlastně logické – proč vozit relativně těžkou HD kameru, když HD záznam můžeme získat z vylepšené FPV kamery? Typickým představitelem je Runcam Split, kamera připojená k destičce plošného spoje, na které je slot pro paměťovou kartu a řídící elektronika. To je ovšem na úkor trochu vyšší latence, která u Splitu dosahuje kolem 50ms.

Runcam Split 2

Další díl