Tulisan kali ini akan membahas dan menjawab pertanyaan dari beberapa pengguna yang menanyakan:
Apakah kamera PTZ yang sa`ma sama mempunyai nilai pengali optical zoom 25X selalu menghasilkan FoV dan perbesaran yang sama saat di zoom in atau zoom out?
Bagaimana cara menentukan berapa kali zoom maximum pada kamer varifocal karena pada datasheet tidak tertera nilai ini.
Pertanyaan ini sering dijumpai oleh pengguna terutama yang sedang memilih kamera PTZ atau varifocal untuk project instalasinya. Untuk dapat menjawab pertanyaan ini perlu diketahui terlebih dahulu cara kerja serta bagaimana cara menghitung nilai pengali pembesarannya, sesuai dengan judul artikel kali ini.
Membahas mengenai zoom seperti yang telah kita ketahui pada umumnya terbagi menjadi 2 jenis yaitu digital zoom dan optical zoom. Digital zoom adalah proses zoom in maupun out yang dihasilkan secara digital melalui image processing sedangkan optical zoom adalah proses zoom in maupun out yang dihasilkan oleh lensa secara optical. Pada tulisan ini kita hanya akan mengenai optical zoom saja.
Perhatikan gambar kamera seperti dibawah ini, susunan kamwra secara sederhana adalah sebagia berikut:
Image sensor : berfungsi untuk menangkap gambar yang dihasilkan dari perpaduan panjang focal antara lensa1 dan lensa 2.
Lensa 1 : umumnya lensa ini ditempatkan dengan jarak yang konstan terhadap image sensor. Lensa ini umumnya tidak bergerak.
Lensa 2 : lensa ini dapat bergerak mendekati atau menjauhi lensa 1. Dari pergerakan inilah akan dihasilkan berbagi panjang focal yang berbeda beda untuk melakukan zoom in ataupun zoom out.
Apabila gambar di atas telah dipahami maka berikutnya akan ditampilkan susunan kamera seperti di atas namun kali ini dilengkapi dengan garis sinar sehingga jarak dan ukuran objek saat zoom in atupun zoom out dapat terlihat dengan jelas. Perhatikan gambar di bawah ini:
Beberapa bagian seperti image sensor, lensa 1 dan 2 telah dijelaskan pada gambar yang pertama sehingga kita dapat lanjutkan ke pembahasan berikutnya yaitu garis sinar serta pembentukan gambarnya.
Perhatikan gambar diatas bagian posisi lensa 1 dan 2. No 1 adalah lensa 1 dan no 2 adalah lensa 2.
Posisi a, b dan c masing masing adalah posisi lensa 2 pada saat melakukan zoom in ataupun zoom out.
Pada saat lensa 2 berada di posisi a maka kamera berada pada keadaan zoom out. Pada kondisi ini panjang focal antara lensa 1 dan lensa 2 lebih pendek / dekat, FoV object lebih dekat ke kamera dan object tampak lebih kecil.
Pada saat lensa 2 berada di posisi c maka kamera berada pada keadaan zoom out. Pada kondisi ini panjang focal antara lensa 1 dan lensa 2 lebih panjang / jauh, FoV object lebih jauh dari kamera dan object tampak lebih besar.
Gambar object yang dihasilkan oleh lensa 1 dan 2 kemudian akan jatuh pada image plane, sesuai dengan kondisi zoom in dan zoom out yang dilakukan. Gambar inilah yang kemudian ditangkap oleh image sensor. B. Maximum focal length, minimum focal length dan hubungannya dengan nilai pengali Optical Zoom. Dari penjelasan di atas kita sudah tahu bagaimana lensa 1 dan lensa 2 dapat bekerjasama untuk melakukan zoom in dan zoom out sehingga diperoleh gambar objek yang di perbesar atau di perkecil. Nah sekarang parameter apa yang selanjutnya perlu kita ketahui agar dapat menghitung nilai pengali optical zoom ini?
Seperti yang telah dijelaskan di atas bahwa posisi lensa 2 dapat di atur mendekati atau menjauhi lensa 1 agar zoom in dan zoom out dapat dilakukan. Tentunya setiap perpindahan posisi lensa 2 terhadap lensa 1 akan menghasilkan berbagai variasi panjang fokal, yang oleh karenanya biasanya kita kenal dengan istilah varifocal.
Tentunya dari setiap panjang fokal yang dihasilkan ini ada suatu kondisi dimana panjang focalnya sudah tidak dapat di perpendek lagi. Kondisi ini disebut minimum focal length, yaitukondisi dimana panjang focal paling pendek yang dapat diatur pada sebuah kamera (pada gambar kedua di atas adalah jarak antara lensa 1 dan titik a lensa 2). Pada kondisi seperti ini kamera berada pada zoom out maximumnya.
Kondisi berikutnya adalah dimana panjang focalnya sudah tidak dapat di perpajang lagi. Kondisi ini disebut maximum focal length, yaitu kondisi dimana panjang focal paling panjang yang dapat diatur pada sebuah kamera (pada gambar kedua di atas adalah jarak antara lensa 1 dan titik c lensa 2). Pada kondisi seperti ini kamera berada pada zoom in maximumnya.
Sampai saat ini kita telah tahu bahwa minimum focal length adalah panjang focal terpendek pada sebuah kamera (maximum zoom out) sedangkan maximum focal length adalah panjang focal terpanjang pada sebuah kamera (maximum zoom in). Lalu apa hubungannya kedua parameter ini dengan nilai pengali optical zoom?
Sebuah objek akan terlihat kecil pada saat kamera berada pada posisi minimum focal length (atau maximum zoom out), sebaliknya objek tersebut akan terlihat lebih besar pada saat kamera berada pada posisi maximum focal length (atau maximum zoom in). Pertanyaannya sekarang berapa kalikah perbandingan ukuran objek tersebut dari saat kamera berada pada minimum focal length (atau maximum zoom out) hingga kamera berada pada maximum focal length (atau maximum zoom in)? Nilai perbandingan berapa kali ukuran objek ini dikenal sebagai nilai pengali optical zoom. Pada sub pembahasan D. Menghitung nilai pengali pada optical zoom (bagian selanjutnya pada tulisan ini) akan dijelaskan bagaimana cara menghitung nilai ini. Tapi sebelumnya kita akan lihat dulu bagaimana cara menemukan parameter parameter yang telah dijelaskan di atas pada datasheet.
C. Menemukan parameter nilai pengali optical zoom, maximum dan minimum focal length pada datasheet. Sampai disini kita sudah tahu mengenai maximum focal length, minimum focal length serta nilai pengali optical zoom. Berikutnya, pada bagian datasheet manakah kita dapat menemukan nilai optical zoom, maximum focal length dan minimal focal length? Biasanya parameter optical zoom akan terdapat pada nama kamera dimana key feature berada. Sedangkan maximum focal length dan minimal focal length biasanya terdapat pada bagian spesifikasi lensa.
Sebagai contoh akan digunakan kamera dengan tipe DS-2DF5225X-AEL(T5) dan DS-2DF8225IX-AEL(T5). Kedua tipe ini dipilih dua tipe karena ada karakteristik menarik yang akan di jelaskan pada sub pembahasan selanjutnya. Agar lebih jelas perhatikan 2 contoh kamera Hikvision berikut ini:
Tipe Kamera: DS-2DF5225X-AEL(T5)
Link: https://www.hikvision.com/en/products/IP-Products/PTZ-Cameras/Ultra-Series/ds-2df5225x-ael-t5-/
Pada screenshot datahseet di atas terlihat angka 25x dan ini adalah nilai pengali optical zoom.
Pada screenshot datasheet di atas terlihat minimum focal length adalah 4.8mm dan maximum focal length adalah 120mm.
Tipe kamera: DS-2DF8225IX-AEL(T5)
Link: https://www.hikvision.com/en/products/IP-Products/PTZ-Cameras/Ultra-Series/ds-2df8225ix-ael-t5-/
Pada screenshot datahseet di atas terlihat angka 25x dan ini adalah nilai pengali optical zoom.
Pada screenshot datasheet di atas terlihat minimum focal length adalah 5.9mm dan maximum focal length adalah 147.5mm. D. Menghitung nilai pengali optical zoom. Jika dilihat kembali pada screenshot sub pembahasan sebelumnya yaitu bagian nama kamera dimana key feature berada tentunya akan ditemukan kata kata 25X. Ini adalah nilai pengali optical zoom nya. Seperti yang telah dijelaskan sekilas pada sub pembahasan B. Maximum focal length, minimum focal length dan hubungannya dengan nilai pengali Optical Zoom, maksud kata 25X adalah objek yang tampak pada ukuran ketika kamera berada pada minimum focal length akan diperbesar 25x ketika kamera berada pada maximum focal length. Atau dengn kata lain: Minimum focal length x 25 = Maximum focal length
Dengan demikian nilai pengali optical zoom dapat dihitung dengan cara membagi maximum focal length dengan minimum focal length. Atau dapat di tulis dengan formula sebagai berikut: Formula di atas selanjutnya akan kita gunakan untuk mencari nilai pengali optical zoom seperti penjelasan di bawah ini.
Lihat kembali lagi datasheet untuk tipe DS-2DF5225X-AEL(T5). Seperti yang telah dijelaskan pada sub pembahasan: C. Menemukan parameter nilai pengali optical zoom, maximum dan minimum focal length pada datasheet, bahwa:
Angka 25x adalah nilai pengali optical zoom.
Minimum focal length adalah 4.8mm dan maximum focal length adalah 120mm.
Berdasarkan formula di atas maka:
Nilai pengali optical zoom = max focal length / min focal length
Nilai pengali optical zoom = 120mm / 48mm
Nilai pengali optical zoom = 25x (Angka 25x ini seperti yang tertera pada datasheet)
Contoh berikutnya, lihat kembali datasheet untuk tipe DS-2DF8225IX-AEL(T5). Seperti yang telah dijelaskan pada sub pembahasan: C. Menemukan parameter nilai pengali optical zoom, maximum dan minimum focal length pada datasheet, bahwa:
Angka 25x adalah nilai pengali optical zoom.
Minimum focal length adalah 5.9mm dan maximum focal length adalah 147.5mm.
Berdasarkan formula di atas maka:
Nilai pengali optical zoom = max focal length / min focal length
Nilai pengali optical zoom = 147.5mm / 5.9mm
Nilai pengali optical zoom = 25x (Angka 25x ini seperti yang tertera pada datasheet) E. Optical zoom yang sama tidak selalu menghasilkan FoV yang sama. Hingga pada sub pembahasan sebelumnya telah diketahui bagaimana mencari nilai optical zoom ketika diketahui minimum dan maximum focal length. Yang menjadi pertanyaan berikutnya apakah:
1. Nilai optical zoom yang sama selalu menjamin bahwa pada saat kedua kamera pada saat zoom out maximum (berada pada minimum focal length) akan menghasilkan FoV yang sama?
2. Nilai optical zoom yang sama selalu menjamin bahwa pada saat kedua kamera pada saat zoom in maximum (berada pada maximum focal length) akan menghasilkan FoV yang sama?
Jawaban untuk kedua pertanyaan di atas adalah tidak, karena FoV sangat tergantung pada nilai minimum focal length serta maximum focal length nya. Artinya:
Apabila ada 2 kamera yang punya nilai minimum focal length yang sama dan dengan spesifikasi lensa yang sama maka akan menghasilkan FoV yang sama pada saat zoom out, dan demikian pula halnya:
Apabila ada 2 kamera yang punya nilai maximum focal length yang sama dan dengan spesifikasi lensa yang sama maka akan menghasilkan FoV yang sama pada saat zoom in.
Sebagai contoh tipe DS-2DF5225X-AEL(T5) dan DS-2DF8225IX-AEL(T5) memiliki nilai minimum focal length dan maximum focal length yang berbeda maka FoV nya pun akan berbeda walaupun keduanya sama sama mempunyai nilai pengali optical zoom yang sama yaitu 25x. Tabel di bawah ini adalah ringkasan datasheet yang menjelaskan fakta tersebut:
Pertanyaan berikutnya adalah apakah perbedaan nilai FoV ini akan menghasilkan tampilan liveview dan playback yang berbeda? Jawabnya tentu saja. Sedikit saja perbedaan focal length tentu sudah akan menghasilkan tampilan liveview dan playback yang berbeda.
Pada saat zoom out maximum kamera DS-2DF5225X-AEL(T5) minimum focal length nya 4.8mm sementara kamera DS-2DF8225IX-AEL(T5) minimum focal length nya 5.9mm. Dengan kondisi seperti ini maka kamera DS-2DF5225X-AEL(T5) mempunyai FoV dengan area yang sedikit lebih luas dibandingkan kamera DS-2DF8225IX-AEL(T5).
Pada saat zoom in maximum kamera DS-2DF5225X-AEL(T5) maximum focal length nya 120mm sementara kamera DS-2DF8225IX-AEL(T5) maximum focal length nya 147.5mm. Dengan kondisi seperti ini maka kamera DS-2DF8225IX-AEL(T5) mempunyai FoV yang lebih detil untuk melihat objek yang jauh dibandingkan kamera DS-2DF5225X-AEL(T5).
Untuk mengetahui lebih jelas perbedaan FoV nya perhatikan screenshot di bawah ini yang masing masing menggunakan kamera dengan masing masing focal length 2.8mm, 4mm dan 6mm:
Pada liveview menggunakan kamera yang mempunyai focal length 2.8mm tampak bahwa area yang terlihat sangat luas tapi objek yang jauh kurang detil.
Sementara liveview menggunakan kamera yang mempunyai focal length 4mm tampak bahwa area yang terlihat sedikit lebih sempit akan tetapi objek yang jauh terlihat lebih detil.
Terakhir, liveview menggunakan kamera yang mempunyai focal length 6mm tampak bahwa area yang terlihat paling sempit akan tetapi objek yang jauh terlihat paling detil.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kamera yang mempunyai nilai minimum focal length yang paling kecil FoV area paling luas tapi kurang detil untuk melihat objek yang jauh. Sebaliknya kamera yang mempunyai nilai maximum focal length yang paling besar mempunyai FoV yang paling detil untuk melihat objek yang jauh tapi lurang luas. F. Menghitung nilai pengali optical zoom pada kamera varifocal. Sejak awal tulisan ini telah disajikan datasheet dimana tertera angka pengali nilai optical zoom nya. Nah yang menjadi masalah sekarang tidak semua datasheet menyediakan nilai pengali optical zoom ini, misalnya pada kamera varifocal. Dalam hal demikian maka kita dapat menghitungnya secara manual dengan memanfaatkan informasi maximum dan minimum focal length yang terdapat dalam datasheet. Agar lebih jelas perhatikan contoh berikut ini:
Tipe Kamera: DS-2CD3623G2-IZS
Link: https://www.hikvision.com/en/products/IP-Products/Network-Cameras/Ultra-Series-SmartIP-/ds-2cd3623g2-izs/
Seperti terlihat pada dua screenshot diatas, tidak terdapat informasi nilai pengali optical zoom. Namun nilai ini dapat dicari / dihitung. Sekarang mari kita hitung nilainya:
Berdasarkan informasi dari datasheet diketahui bahwa kamera tersebut mempunyai:
Minimum focal length 2.7mm
Maximum focal length 13.5mm
Nilai Pengali Optical Zoom dapat dihitung dengan menggunakan formula yang telah dijelaskan pada sub pembahasan D. Menghitung nilai pengali optical zoom seperti berikut ini:
Nilai pengali optical zoom = max focal length / min focal length
Nilai pengali optical zoom = 13.5mm / 2.7mm
Nilai pengali optical zoom = 5x
Sekarang kita tahu bahwa kamera tersebut mempunyai nilai pengali optical zoom 5x. Hal ini berguna apabila ada kebutuhan kamera varifocal namun tidak terdapat informasi nilai pengali optical zoomnya.
Jadi demikianlah tulisan ini dibuat semoga dapat membantu para pembaca sekalian yang kebetulan menghadapi masalah yang sama.