Nachtzicht bij 4K-dashcams uitgelegd: wat Sony STARVIS 2 + F1.08 echt doen

Dashcambeelden overdag zijn gemakkelijk. Bijna elke camera die vandaag wordt verkocht, geeft je 's middags een leesbare kentekenplaat. De beelden die ertoe doen, zijn de andere soort: een donkere zijstraat om 23.00 uur, een tunneluitgang met laagstaande zon, tegemoetkomende koplampen op een tweebaansweg. Dat is waar de meeste dashcams kentekenplaten in witte vlekken veranderen en schaduwen in grijze brij.

De National Safety Council merkt op dat slechts ongeveer een kwart van het rijden 's nachts plaatsvindt, maar de helft van alle verkeersdoden. (NSC, Driving at Night) Als een dashcam zijn plaats wil verdienen, moet hij in het donker werken.

Deze gids legt uit wat de nachtkwaliteit bepaalt — de sensor, het diafragma en HDR — en waarom "4K" onderaan die lijst staat. De AKEEYO XPRO wordt als uitgewerkt voorbeeld gebruikt omdat het rond precies deze drie onderdelen is gebouwd.

Werken dashcams echt 's nachts?

Sommige wel. Veel niet, en de reden is natuurkunde, niet marketing.

Een camera maakt een beeld door licht te verzamelen. Rond het middaguur is er meer licht dan de sensor kan gebruiken, dus zelfs een goedkope camera ziet er scherp uit. 's Nachts is er heel weinig licht, en de camera heeft twee slechte opties: de sluiter langer open laten staan, waardoor alles wat beweegt vervaagt, of de gain verhogen, wat ruis toevoegt. Voeg een paar koplampen of een verlicht bord toe en de camera krijgt een derde probleem: de heldere plekken branden uit tot zuiver wit, terwijl de rest van het beeld zwart blijft, en de kentekenplaat zit daar ergens tussenin.

Daarom mislukt nachtbeeld op twee tegengestelde manieren: te donker om te lezen, of te helder om te lezen. Een goede nachtcamera moet beide tegelijk oplossen.

Wat is Sony STARVIS 2, en waarom is de sensor belangrijker dan 4K?

De sensor is het onderdeel dat licht omzet in data. De grootte, het pixelontwerp en hoe hij omgaat met zeer heldere en zeer donkere gebieden bepalen het plafond voor al het andere. Geen enkele software kan details terugvinden die de sensor nooit heeft vastgelegd.

STARVIS is Sony's familie van achterzijde-belichte beeldsensoren die zijn ontworpen voor beveiliging en gebruik bij weinig licht. Sony beschrijft deze sensoren als gebouwd om onderwerpen betrouwbaar vast te leggen op donkere plekken en in scènes met grote helderheidsverschillen, met een achterzijde-belichte structuur die de bedrading achter de lichtverzamelende laag plaatst, zodat elke pixel meer licht opvangt. STARVIS 2 is de tweede generatie, met een opnieuw ontworpen fotodiodenoppervlak waarvan Sony zegt dat het de nabij-infraroodgevoeligheid aanzienlijk verbetert. (Sony Semiconductor Solutions, Technologie voor beveiligingsbeeldsensoren)

De XPRO gebruikt de Sony STARVIS 2 IMX678. Het is een 4K-sensor, maar resolutie is niet het punt. Het punt is dat hij is ontworpen voor de twee scènes die gewone camera's laten falen: zeer weinig licht en zeer hoog contrast.

Waarom is dit belangrijker dan 4K? Omdat een 4K-sensor die voor overdag is gebouwd 's nachts nog steeds 4K-ruis opneemt. Scherpte helpt alleen wanneer er een schoon signaal is om scherp te stellen. Een sensor voor weinig licht geeft de camera vanaf het begin een schoon signaal; de 4K-resolutie zet dat vervolgens om in een kentekenplaat die je kunt lezen in plaats van er alleen een te kunnen zien.

Wat doet een diafragma van F1.08 voor nachtbeelden?

Het diafragma is de opening in de lens die licht doorlaat naar de sensor. Het f-getal vertelt hoe groot die is, en de schaal loopt achterstevoren: een kleiner getal betekent een grotere opening en meer licht.

Veel dashcams gebruiken lenzen van rond F1.8 tot F2.0. De lens van de XPRO is F1.08. Van F2.0 naar F1.08 is iets meer dan anderhalve stop, wat in gewone taal betekent dat er ongeveer drie keer zoveel licht in hetzelfde moment de sensor bereikt.

Waarom helpt dat? Denk aan de twee slechte opties van eerder: een langere sluitertijd (bewegingsonscherpte) of meer gain (ruis). Meer licht door de lens betekent dat de camera van beide minder nodig heeft. De kentekenplaat van een passerende auto blijft scherp omdat de sluitertijd kort kan blijven, en de schaduwen blijven schoon omdat de gain laag kan blijven. De sensor bepaalt hoe goed de camera licht benut; het diafragma bepaalt hoeveel licht hij mag gebruiken. Bij de XPRO zijn beide gekozen voor het donker.

Hoe HDR koplampen en kentekenplaten tegelijk leesbaar houdt

Het derde onderdeel lost het contrastprobleem op. Bij één enkele belichting moet een camera één helderheidsniveau voor het hele beeld kiezen. Belicht je op de donkere weg, dan worden tegemoetkomende koplampen een witte schittering die de kentekenplaat erachter opslokt. Belicht je op de koplampen, dan verdwijnt de weg.

HDR (high dynamic range) legt meer dan één belichting vast en combineert deze, waardoor details in zowel de lichte als de donkere gebieden behouden blijven. Het praktische resultaat is het beeld dat er bij een geschil het meest toe doet: de kentekenplaat van de andere auto blijft leesbaar, zelfs wanneer de koplampen recht op je gericht staan.

De XPRO ondersteunt HDR, en dat is precies waar de drie onderdelen als één systeem samenwerken. De STARVIS 2-sensor is ontworpen voor scènes met hoog contrast, de F1.08-lens laat er genoeg licht door, en HDR gebruikt die speelruimte om beide uitersten van het beeld vast te houden.

Tunnels, tegemoetkomende koplampen, onverlichte wegen: drie situaties die het verschil maken tussen goed en slecht

Een tunnel in- en uitrijden. Het lichtniveau verandert binnen een seconde of twee enorm. Een zwakke camera wordt zwart bij het inrijden en wit bij het uitrijden, en verliest aan beide kanten enkele seconden beeld. Een low-lightsensor met HDR past zich snel genoeg aan om de voertuigen om u heen zichtbaar te houden tijdens de overgang.

Tegemoetkomende koplampen in het donker. Dit is de klassieke kentekenverwoester. Zonder HDR zit het kenteken in een waas van verblinding. Met een hoogcontrastsensor en HDR blijft de verblinding beperkt en blijft het kenteken leesbaar wanneer de auto passeert.

Onverlichte woonwijk of landelijke weg. Geen straatlantaarns, alleen uw eigen koplampen. Hier doen het diafragma en de sensor het werk. Meer licht door de lens en een sensor die is gebouwd voor weinig licht betekenen dat de camera de auto, het kenteken en de rand van de weg kan zien, in plaats van een donker beeld met twee heldere puntjes.

Geen enkele camera maakt van de nacht dag, en een kenteken achteraan een donker parkeerterrein blijft een lastig doelwit. Het verschil is dat een camera die is gebouwd voor weinig licht de beelden bruikbaar houdt in de gebruikelijke nachtsituaties, terwijl een gewone camera u iets geeft dat u kunt bekijken, maar niet kunt gebruiken.

Waar je op een specificatieblad op moet letten voordat je koopt

Resolutie is het getal dat elke advertentie als eerste toont. Voor nachtprestaties lees je het als laatste. Let in plaats daarvan op deze drie regels:

• Sensormodel. Zoek naar een met naam genoemde low-light-sensor, niet zomaar een "HD-sensor". Sony STARVIS en STARVIS 2 zijn de sensoren om naar te zoeken in een dashcam, en het modelnummer (zoals IMX678) vertelt je precies wat erin zit.
• Diafragma. Een lager f-getal betekent meer licht. F1.8 is gebruikelijk; alles rond F1.0 is ontworpen met het oog op de nacht.
• HDR of WDR. Zonder dat zullen koplampen de kentekenplaat overbelichten, hoe goed de sensor ook is.

Als een productpagina 4K vermeldt maar het sensormodel en het diafragma overslaat, is dat meestal een teken dat de camera is gebouwd voor het specificatieblad overdag en niet voor de zijstraat om 23.00 uur. Onze RAV4-dashcam koopgids loopt de rest van het specificatieblad door, en de XPRO vs FitCamX-vergelijking laat zien hoe twee op maat gemaakte RAV4-camera's precies op deze punten van elkaar verschillen.

De helft van de ernstige ongevallen gebeurt in de uren waarin de meeste camera's worstelen. De sensor, het diafragma en HDR bepalen of de jouwe er één van is.