Wybierając kamerę do monitoringu, łatwo skupić się przede wszystkim na jej rozdzielczości. W praktyce na jakość i czytelność obrazu wpływa jednak znacznie więcej parametrów.
Jednym z nich jest WDR, czyli funkcja szczególnie przydatna w miejscach, w których kamera jednocześnie obserwuje bardzo jasne i ciemne obszary.
Dobrym przykładem może być kamera zamontowana przy wejściu do budynku. Wnętrze znajduje się w cieniu, podczas gdy przez otwarte drzwi lub okno do obiektywu dociera intensywne światło z zewnątrz. Bez odpowiedniej kompensacji kamera może poprawnie odwzorować tylko jedną część takiej sceny – pozostawiając wnętrze zbyt ciemne albo prześwietlając obszar na zewnątrz.
Jak radzi sobie z tym WDR i czym różni się od D-WDR?
WDR (Wide Dynamic Range), czyli szeroki zakres dynamiki, pomaga kamerze odwzorować szczegóły znajdujące się jednocześnie w jasnych i ciemnych fragmentach kadru.
W przypadku klasycznego WDR kamera wykorzystuje obrazy rejestrowane przy różnych poziomach ekspozycji, a następnie łączy informacje w jeden bardziej zrównoważony obraz.
Dzięki temu kamera może ograniczyć prześwietlenie jasnego tła, jednocześnie zachowując więcej szczegółów w zacienionych fragmentach sceny.
Co oznacza wartość 120 dB?
W specyfikacji kamer wyposażonych w WDR często znajdziemy również wartość podawaną w decybelach, np. 120 dB.
Opisuje ona zakres dynamiki, z którym może pracować system obrazowania – czyli możliwość odwzorowania scen zawierających duże różnice pomiędzy jasnymi i ciemnymi obszarami.
Nie należy jednak traktować wartości dB jako prostego „wyniku jakości obrazu”. Na końcowy efekt wpływają również m.in. przetwornik, optyka, ekspozycja oraz sposób przetwarzania obrazu.
A czym jest D-WDR?
D-WDR (Digital Wide Dynamic Range) realizuje podobny cel, ale wykorzystuje przede wszystkim cyfrowe przetwarzanie zarejestrowanego obrazu.
Algorytm rozjaśnia ciemniejsze obszary i koryguje jasne partie kadru, aby zmniejszyć widoczną różnicę pomiędzy nimi.
D-WDR może więc zauważalnie poprawić czytelność trudnej sceny, ale nie jest tym samym rozwiązaniem co WDR wykorzystujący informacje pochodzące z różnych ekspozycji.
WDR 120 dB i D-WDR w praktyce
Do porównania wykorzystaliśmy dwa modele kamer IP PROTEC o rozdzielczości 8 MP:
PR-IPT1800GL – WDR 120 dB
PR-IPT1800GLE – D-WDR
Obie kamery zostały ustawione w tym samym miejscu i obserwowały tę samą scenę. Stanowisko celowo obejmowało znacznie ciemniejsze wnętrze oraz silnie oświetlone wejście do budynku, dzięki czemu mogliśmy sprawdzić zachowanie obu rozwiązań w warunkach dużej różnicy jasności.
PR-IPT1800GL – WDR 120 dB
W modelu PR-IPT1800GL funkcja WDR 120 dB pozwala na regulację intensywności działania. Dlatego podczas testu sprawdziliśmy obraz przy wyłączonym WDR oraz kolejno na poziomach LOW, MEDIUM i HIGH.
Różnica jest widoczna już przy przejściu z ustawienia OFF na LOW. Ciemniejsze fragmenty pomieszczenia zostają rozjaśnione, dzięki czemu zaczynają być widoczne szczegóły, które wcześniej ginęły w cieniu. Jednocześnie kamera nadal musi poradzić sobie z dużo jaśniejszym wejściem oraz oknami znajdującymi się w centralnej części kadru.
Wraz ze zwiększaniem poziomu WDR do MEDIUM i HIGH widoczność zacienionych obszarów dalej się poprawia. Najłatwiej zauważyć to po lewej stronie obrazu oraz na elementach wyposażenia znajdujących się wewnątrz pomieszczenia.
Porównanie wszystkich czterech ustawień pokazuje również, że zwiększanie siły WDR wpływa na wygląd całego obrazu, a nie tylko na jego najciemniejsze fragmenty. Dlatego najwyższy dostępny poziom nie musi być najlepszym ustawieniem dla każdej sceny – intensywność WDR warto dobrać do rzeczywistych warunków oświetleniowych i tego, które fragmenty kadru są dla nas najważniejsze.
PR-IPT1800GLE – D-WDR
Drugim testowanym modelem jest PR-IPT1800GLE, wykorzystujący funkcję D-WDR. W przeciwieństwie do WDR 120 dB zastosowanego w PR-IPT1800GL, jest to rozwiązanie oparte na cyfrowym przetwarzaniu obrazu.
Podobnie jak w przypadku poprzedniej kamery sprawdziliśmy kilka poziomów działania funkcji – od całkowicie wyłączonego D-WDR aż po jego najwyższe ustawienie. Kamera przez cały czas obserwowała tę samą scenę, dzięki czemu możemy prześledzić, jak kolejne poziomy wpływają na jasne i zacienione fragmenty obrazu.
W przypadku PR-IPT1800GLE różnice pomiędzy kolejnymi poziomami D-WDR są znacznie subtelniejsze. Włączenie funkcji poprawia widoczność ciemniejszych fragmentów pomieszczenia, jednak przejście pomiędzy ustawieniami LOW, MEDIUM i HIGH nie powoduje już tak dużych zmian, jak w przypadku WDR 120 dB w modelu PR-IPT1800GL.
Na obrazie widoczna jest również charakterystyczna żółto-zielona dominanta kolorystyczna, szczególnie zauważalna w ciemniejszych partiach sceny. Zwiększanie poziomu D-WDR wpływa przede wszystkim na rozjaśnienie tych obszarów, ale nie eliminuje tej dominanty.
W praktyce D-WDR pomaga zwiększyć czytelność zacienionych fragmentów obrazu, jednak zakres zmian pomiędzy poszczególnymi ustawieniami jest stosunkowo niewielki.
WDR 120 dB a D-WDR – różnice w praktyce
Oba rozwiązania mają ten sam podstawowy cel – ograniczenie problemów wynikających z dużej różnicy jasności w obrębie jednej sceny. Przeprowadzony test pokazuje jednak, że sposób ich działania i uzyskany efekt mogą wyraźnie się różnić.
W przypadku WDR 120 dB w PR-IPT1800GL zmiana pomiędzy wyłączoną funkcją a kolejnymi poziomami jej intensywności jest bardzo dobrze widoczna. Kamera skuteczniej wydobywa informacje z ciemnych fragmentów pomieszczenia, jednocześnie zachowując szczegóły w znacznie jaśniejszych obszarach kadru. Regulacja LOW, MEDIUM i HIGH pozwala również wyraźnie wpływać na końcowy wygląd obrazu.
D-WDR w PR-IPT1800GLE również poprawia widoczność zacienionych obszarów, jednak różnice pomiędzy kolejnymi poziomami są mniejsze. W naszym teście cyfrowa korekcja nie zapewniła tak dużej zmiany w sposobie odwzorowania sceny jak WDR 120 dB.
Warto przy tym pamiętać, że rezultat działania obu funkcji zależy od konkretnej sceny, oświetlenia oraz ustawień kamery. WDR nie powinien być traktowany jako funkcja, którą zawsze należy ustawić na maksymalną wartość. Celem jest uzyskanie możliwie czytelnego i naturalnego obrazu w danych warunkach, a nie samo maksymalne rozjaśnienie ciemnych obszarów.
Podsumowanie
WDR jest szczególnie przydatny w miejscach, w których kamera musi jednocześnie poradzić sobie z bardzo jasnymi i mocno zacienionymi fragmentami obrazu – np. przy wejściach do budynków, bramach garażowych, oknach czy przeszklonych witrynach.
Przeprowadzone przez nas testy pokazują również, że samo oznaczenie „WDR” w specyfikacji nie mówi jeszcze wszystkiego. WDR 120 dB zastosowany w modelu PR-IPT1800GL oraz cyfrowy D-WDR w PR-IPT1800GLE mają podobne zadanie, ale realizują je w inny sposób, co przekłada się na różnice widoczne na rzeczywistym obrazie.
Warto również pamiętać, że najwyższe ustawienie WDR nie zawsze będzie najlepszym wyborem. Zwiększanie jego intensywności wpływa nie tylko na widoczność ciemnych obszarów, ale również na kontrast, kolory i ogólny wygląd obrazu. Ustawienie funkcji powinno być więc dopasowane do warunków panujących w miejscu montażu kamery.
Dlatego przy wyborze urządzenia warto patrzeć nie tylko na rozdzielczość czy obecność WDR na liście parametrów, ale również na rodzaj zastosowanej technologii oraz jej działanie w praktyce.