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Nachtsicht

Vollfarbe vs. Starlight: die Lichtanforderungen

FM Ansivue Technikteam Team für CCTV-Systemplanung Veröffentlicht 9 Min. Lesezeit
Dome-Kamera mit Vollfarb-Nachtsicht
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Starlight ist einer der meistverwendeten und am wenigsten definierten Begriffe im CCTV-Bereich. Er ist keine Technologie und kein Standard; er ist eine Kurzformel für eine Kamera, die bei sehr wenig Licht ein brauchbares Bild erzeugt, und verschiedene Anbieter füllen diese Kurzformel mit unterschiedlicher Technik. Vollfarb-Nachtsicht mit Starlight zu vergleichen ist daher kein Vergleich zweier Produkte. Es ist ein Vergleich von drei veröffentlichten Zahlen und einer Frage zu Lichtquellen, und wenn ein Angebot diese beantwortet, dauert die Übung zehn Minuten.

Hier die Kurzfassung. Eine Low-Light-Aussage ist nur dann sinnvoll, wenn vier Dinge daneben stehen: die Mindestbeleuchtung im Farbmodus, die Blende, das Sensorformat und ob die Kamera Infrarot oder weißes Licht einsetzt, wenn sie Hilfe braucht. Unsere Werte sind 0,1 Lux in Farbe bei F1.0 auf einem 1/2,7-Zoll-Low-Light-CMOS-Sensor, mit Schwarzweiß bei 0 Lux, wenn der Illuminator übernimmt.

Eines ist noch klar zu sagen: Farbe ist nicht kostenlos und nicht Zauberei. Sie ist ein Lichtbudget. Eine Kamera, die bei 0,1 Lux Farbe hält, tut das, weil ein lichtstarkes Objektiv und ein Low-Light-Sensor das vorhandene Licht gesammelt haben. Wo überhaupt kein Licht ist, muss etwas es bereitstellen — und was es bereitstellt, verändert den Standort ebenso stark wie die Kamera.

Was beschreibt „Starlight“ tatsächlich?

Wenn eine Spezifikation Starlight nennt, meint sie meist, dass die Kamera empfindlich genug ist, um unter sehr schwachem Umgebungslicht ein erkennbares Bild zu erzeugen — Mondlicht, Streulicht von Straßenbeleuchtung oder eine entfernte Lampe. In der Praxis wird diese Aussage durch drei technische Entscheidungen eingelöst: einen Sensor mit größeren Fotodioden, sodass jeder Pixel mehr Licht sammelt; ein lichtstarkes Objektiv, sodass mehr Licht diesen Sensor erreicht; und eine Bildverarbeitung, die ein wenig Rauschen gegen den Farberhalt eintauscht. Anbieter gewichten diese drei unterschiedlich, und genau deshalb lässt sich das Wort allein nicht vergleichen.

Was der Begriff Ihnen nicht sagt, ist der Lichtpegel, ab dem die Kamera Farbe aufgibt und auf Schwarzweiß umschaltet. Dieser Schwellenwert ist die Zahl, die bestimmt, wie Ihre Datei um zwei Uhr morgens aussieht, und meist ist er die Zahl, die in der Werbezeile fehlt.

Welche vier Zahlen stehen hinter jeder Low-Light-Aussage?

Was die Aussage brauchtWas es entscheidetUnser veröffentlichter Wert
Mindestbeleuchtung im FarbmodusDie dunkelste Szene, in der die Kamera noch Farbe aufzeichnet, statt auf Schwarzweiß umzuschalten0,1 Lux bei F1.0
Blende (Blendenzahl)Wie viel Licht bei gegebener Sensorgröße den Sensor erreicht; je niedriger die Zahl, desto mehr LichtF1.0
SensorformatWie viel Lichtsammelfläche hinter jedem Pixel liegt und damit, wie sauber das Nachtbild ist1/2,7-Zoll-Low-Light-CMOS
Beleuchtungsmethode unterhalb des SchwellenwertsOb die Kamera die Szene beleuchtet und womit: Infrarot erzeugt Schwarzweiß mit nahezu unsichtbarem Glühen, weißes Licht erzeugt Farbe und ist deutlich sichtbarSchwarzweiß bei 0 Lux mit eingeschaltetem Illuminator, unterhalb des Farbschwellenwerts

Ein Angebot, das die Mindestbeleuchtung ohne Blende und Sensorformat nennt, lässt sich nicht mit einem vergleichen, das alle drei angibt. Genau deshalb existiert dieser Artikel.

Wo unterscheiden sich Vollfarbe und Starlight tatsächlich?

Zwei Unterschiede sind kommerziell relevant, und keiner davon betrifft die Bildqualität als solche.

Der erste ist, wo der Schwellenwert liegt. Eine Starlight-Aussage ist eine Aussage über Empfindlichkeit; eine Vollfarb-Aussage ist eine Aussage über den Lichtpegel, bei dem Farbe überlebt. Wenn ein Anbieter Starlight sagt und keinen Lux-Wert für den Farbmodus nennen kann, können Sie nicht wissen, ob die Kamera in Ihrem Parkplatz im Winter Farbe hält oder um 18:30 still auf Schwarzweiß umschaltet.

Der zweite ist, was die Kamera tut, wenn der Schwellenwert überschritten wird. Manche Auslegungen ergänzen weißes Licht und behalten Farbe; manche ergänzen Infrarot und werden schwarzweiß. Beides ist legitim, und beides erzeugt völlig unterschiedliche Dateien und völlig unterschiedliche Standortbedingungen. Weißes Licht erhält Farbe und ist sichtbar, beleuchtet also den Hof, und Ihre Nachbarn werden es bemerken. Infrarot erzeugt eine Schwarzweißdatei und ist für das Auge weit weniger sichtbar, obwohl es für jeden, der danach sucht, immer noch eine Lampe in der Dunkelheit ist.

Warum sind zitierte Lux-Werte ein Problem?

Mindestbeleuchtungswerte werden bei einem definierten Lichtpegel mit einer definierten Blende angegeben, und sie sind häufig die am wenigsten vergleichbaren Zahlen auf einem Datenblatt. Zwei Kameras können beide 0,01 Lux beanspruchen und sich völlig unterschiedlich verhalten, weil die eine einen Schwarzweißwert mit eingeschaltetem Illuminator nennt und die andere einen Farbwert mit lichtstarkem Objektiv.

Stellen Sie jedem Wert drei Fragen: Ist er für den Farbmodus oder für Schwarzweiß, bei welcher Blende, und mit ein- oder ausgeschaltetem Illuminator? Ein Wert, der alle drei beantwortet, ist vergleichbar. Ein Wert, der keine beantwortet, ist ein Marketingsatz. Unserer ist leicht zu prüfen: 0,1 Lux in Farbe bei F1.0, 0 Lux in Schwarzweiß mit laufendem Illuminator.

Es gibt eine weitere ehrliche Grenze. Lux wird am Sensor unter einer spezifizierten Lichtquelle gemessen, sagt also nichts über das Objektiv, die Montagehöhe, die Größe des Ziels oder die Verschlusszeit, die die Kamera in einer gegebenen Szene wählt. Deshalb ist eine Demonstrationsaufnahme von einer Position wie Ihrer mehr wert als jeder Datenblattvergleich, und deshalb senden wir auf Anfrage Beispielaufnahmen.

Wann ändert sich der Kompromiss für Komplettgeräte und PTZ?

Festkameras und Speed Domes gehen nicht dieselben Kompromisse ein. Die FC5P-PTZ ist ein komplettes Außengerät statt eines Platinenmoduls: Sie bringt ihr eigenes Gehäuse mit, arbeitet von −20 °C bis +55 °C, unterstützt Zweiwege-Audio über einen 8-Ω-2-W-Lautsprecherausgang mit G.711-Komprimierung und bietet dieselbe Schnittstelle für rotes und blaues Warnlicht wie die Festkameras, wobei die Lichtplatine über zwei PWM-Kanäle bei 24 kHz angesteuert wird, damit das Warnlicht auf der Kamera nicht flimmert.

Für die Low-Light-Arbeit liegt der praktische Vorteil einer PTZ darin, dass sie auf den Teil der Szene gerichtet werden kann, in dem das Licht ist, und einem Ereignis folgen kann, statt einen festen Bildausschnitt zu beobachten. Der Kompromiss ist derselbe wie überall sonst in diesem Artikel: Die Kamera ist nur so gut wie das Licht, das sie finden oder ergänzen kann, und eine PTZ, die nachts über einen unbeleuchteten Hof fahren muss, ist nicht besser als eine Festkamera. Sie ist nur beschäftigter.

Welche Speicherfolgen hat die Entscheidung?

Ein Farbstream in der Nacht bedeutet meist eine höhere Bitrate als das Schwarzweiß-Äquivalent derselben Szene, weil Chrominanz Informationen trägt. Unser Hauptstream läuft mit 500–8000 kbps und der Substream mit 50–2000 kbps, und die Planungsrechnung ist dieselbe wie überall sonst: GB pro Tag und Kanal × Kanäle × Aufbewahrungstage ÷ 1024 = Terabyte. Ein 5-MP-Kanal liegt bei H.265+ typischerweise zwischen 8 und 15 GB pro Tag.

Wenn die Aufbewahrungsanforderung 30 Tage beträgt und das Budget knapp ist, sind die ehrlichen Optionen: die Aufbewahrung reduzieren, die Auflösung auf den Kanälen senken, die keine 5 MP brauchen — die Leiter läuft über 5 MP bei 2880 × 1620, 4 MP bei 2560 × 1440, 3 MP bei 2304 × 1296 und 2 MP bei 1920 × 1080 — oder an den Positionen Schwarzweiß akzeptieren, an denen Farbe nichts beweist. Eine günstigere Kamera zu kaufen steht nicht auf dieser Liste, denn in einer festen Szene bestimmen die Szene und die Bewegung darin die Bitrate stärker als die Kamera.

Wie vergleicht man zwei Low-Light-Angebote?

  1. Fragen Sie die Mindestbeleuchtung getrennt für Farbe und für Schwarzweiß an, mit Blende und Sensorformat daneben.
  2. Fragen Sie, welche Beleuchtung die Kamera unterhalb des Schwellenwerts verwendet und ob es Infrarot, weißes Licht oder gar keines ist.
  3. Fragen Sie, was die Kamera bei der von Ihnen spezifizierten Bildrate tut — 25 fps in Echtzeit, einstellbar zwischen 7 und 25 fps —, denn eine Low-Light-Aussage, die bei reduzierter Bildrate gemessen wurde, ist eine andere Aussage.
  4. Fragen Sie nach Aufnahmen aus einer vergleichbaren Szene, bei Nacht, in der Auflösung und Bildrate, die Sie kaufen.
  5. Prüfen Sie die Speicherfolgen der Antwort, denn eine Auslegung, die überall Farbe hält, kann mehr Festplattenschächte brauchen, als das Angebot enthält.

Senden Sie uns die beiden Angebote und die Lichtverhältnisse an den Positionen, die Ihnen Sorge machen. Wir sagen Ihnen, welche der vier Zahlen in welchem fehlt, was der Unterschied in der Praxis bedeutet und ob die ehrliche Antwort für Ihren Standort Farbe an dieser Position ist, Schwarzweiß mit Illuminator oder eine Änderung der Zeichnung. Beispielhafte Nachtaufnahmen sind auf Anfrage erhältlich.

Häufige Fragen

Ist Starlight eine Technologie oder eine Spezifikation?

Es ist eine Aussage über Empfindlichkeit — darüber, wie wenig Licht eine Kamera braucht, um ein brauchbares Bild zu erzeugen. Es ist kein einheitlicher Standard, deshalb können sich zwei Kameras, die beide als Starlight beschrieben werden, stark darin unterscheiden, was sie tatsächlich liefern.

Was ist der eigentliche Unterschied zwischen Starlight und Vollfarbe?

Beide sind Aussagen über eine Grenze: wie viel Umgebungslicht die Kamera braucht und was sie unterhalb dieser Grenze tut. Eine Starlight-Aussage bedeutet meist, dass die Kamera mit sehr wenig Licht ein brauchbares Bild erzeugt; eine Vollfarb-Aussage bedeutet, dass das Bild an dieser Grenze noch in Farbe vorliegt. Fragen Sie nach beiden Zahlen und nach der Blende und Sensorgröße dahinter.

Was bringt eine Blende von F1.0 tatsächlich?

Die Blende bestimmt, wie viel Licht den Sensor erreicht. Eine weitere Blende sammelt mehr davon, ohne die Verschlusszeit zu verlangsamen, und zusammen mit einem 1/2,7-Zoll-Low-Light-Sensor ist sie das, was in unserer FC5-Serie die Farbe bis hinunter zu 0,1 Lux Umgebungslicht hält.

Was passiert unterhalb des Low-Light-Schwellenwerts?

Die Kamera schaltet auf ihr integriertes Aufhelllicht um und zeichnet in Schwarzweiß auf. Wir benennen diese Grenze offen, statt Farbe unter Bedingungen zu behaupten, in denen es gar kein Licht zum Arbeiten gibt.

Wie vergleichen wir zwei Kameras, die beide Starlight beanspruchen?

Gleich mit gleich: Mindestbeleuchtung in Farbe und in Schwarzweiß getrennt angegeben, Blende, Sensorgröße, Verschlussverhalten und Bildrate — und ob der Wert von einer sehr langsamen Verschlusszeit oder von hoher Verstärkung abhängt. Eine einzelne Lux-Zahl ohne ihre Bedingungen sagt sehr wenig.

Passt Starlight zu jeder Position?

Nein. An einer Grundstücksgrenze ganz ohne Licht ist die ehrliche Antwort eine Infrarotposition oder eine Kamera, die ihr eigenes Aufhelllicht einsetzt. Starlight-Empfindlichkeit zählt dort, wo Restlicht vorhanden ist: beleuchtete Parkplätze, verglaste Foyers, zur Straße ausgerichtete Fassaden.

Wonach sollten wir einen Anbieter fragen?

Nach getrennten Werten für Farbe und Schwarzweiß samt den Bedingungen, unter denen sie gemessen wurden, nach Blende und Sensorgröße und nach einem Beispielbild aus einer Szene wie Ihrer zur Tageszeit, auf die es ankommt. Alles darunter ist Marketing.
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