Zašto FPS tvoje web-kamere pada pri slabom svjetlu (i kako to riješiti)

Na kutiji tvoje web-kamere piše 30 sličica u sekundi. Ipak, na večernjem pozivu tvoj video izgleda kao prezentacija slajdova — pokret se razmazuje, geste se trzaju, a sve djeluje usporeno čak i uz brz internet. Ništa nije pokvareno. Kamera je tiho zamijenila broj sličica za svjetlinu, i to radi namjerno.

Fizika: vrijeme ekspozicije ograničava broj sličica

Svaka sličica koju kamera snimi treba svjetlo. U svijetloj sobi senzor skupi dovoljno svjetla u nekoliko milisekundi, pa bez muke može isporučiti novu sličicu svakih 33 ms — to je 30 fps.

U mračnoj sobi automatska ekspozicija ima tri poluge: otvoriti blendu (na web-kamerama fiksna), podignuti pojačanje (dodaje šum) i produljiti vrijeme ekspozicije — držati zatvarač otvorenim dulje po sličici. Dulja ekspozicija najčistiji je način da se slika posvijetli, pa firmver poseže upravo za njom.

Kvaka je u sljedećem: kamera ne može isporučiti sličice brže nego što joj dopušta vrijeme ekspozicije. Ako svaka sličica treba 66 ms svjetla, apsolutni maksimum je 1000 ÷ 66 ≈ 15 fps. Većina firmvera web-kamera ne spušta se postupno — skače po fiksnim stupnjevima, pa tvoja kamera „od 30 fps" pada na 15, zatim 10, ponekad 7,5 fps kako soba tamni. Duge ekspozicije proizvode i zamućenje pokreta, zbog čega video pri slabom svjetlu izgleda istodobno isprekidano i razmazano.

Jednadžba je, dakle, jednostavna: mračna soba → sporiji zatvarač → manji FPS. Nikakvo ažuriranje upravljačkog programa ni brži prijenosnik ne mijenjaju fiziku.

Korak 1: izmjeri, nemoj nagađati

Videoaplikacije ti neće reći stvarni broj sličica, a golim okom teško je razlikovati 15 od 24 fps. Zato izmjeri: pokreni test web-kamere koji prijavljuje izmjereni FPS koji tvoja kamera stvarno isporučuje, a ne broj kojim se reklamira. Test se izvodi u cijelosti u pregledniku — nijedan video ne napušta tvoje računalo.

Napravi to jednom u svom uobičajenom večernjem osvjetljenju, pa jednom sa stolnom lampom usmjerenom u lice. Ako izmjereni FPS skoči s ~15 na ~30 čim upališ svjetlo, potvrdio si dijagnozu u manje od minute. Vidjet ćeš i svoju stvarnu rezoluciju snimanja, koju neke kamere u mraku također tiho smanjuju.

Taj jaz između izmjerenog i marketinškog nije osobitost tvoje kamere. Mjerenja zajednice u bazi kamera pokazuju da mnogi popularni modeli pri tipičnoj kućnoj rasvjeti daju medijalne vrijednosti znatno ispod deklarirane specifikacije — „30 fps" s kutije pretpostavlja svjetlinu blisku studijskoj.

Korak 2: popravi svjetlo (pravo rješenje)

Više svjetla na licu vrijedi više od bilo koje postavke, a ne traži kupnju studijske opreme.

• Okreni se prema prozoru. Dnevno svjetlo neusporedivo je jače od unutarnje rasvjete — često deset puta ili više. Okreni stol tako da ti prozor bude ispred, a ne iza. Prozor iza leđa šteti dvostruko: lišava ti lice svjetla i tjera automatiku da zatamni cijelu sliku kako bi spasila svijetlu pozadinu.
• Odbij lampu od zida. Usmjeri lampu u zid iza monitora ili u strop iznad sebe. Zid postaje veliko, meko svjetlo — dovoljno jako da vrati broj sličica, dovoljno raspršeno da ne žmiriš. Lampa ravno u lice također radi, ali je oštra; prvo probaj odbijanje.
• Nabavi jeftino glavno svjetlo. USB ili kvačicom pričvršćena LED ploča od 20–40 €, s prilagodljivom svjetlinom, postavljena tik iznad monitora i malo ustranu, rješava ovo trajno. Ne treba ti poznat brend; trebaju ti lumeni blizu lica.
• Upali svjetlo u sobi. Očito, ali ljudi znaju sat vremena tražiti kvar u softveru dok im je stropno svjetlo ugašeno. Samo stropno svjetlo nije laskavo, ali podiže osnovnu razinu dovoljno da zatvarač ubrza.

Nakon svake promjene ponovno pokreni test izmjerenog FPS-a — kad vidiš da se broj penje natrag na 30, znaš točno u kojem si trenutku dodao dovoljno svjetla, bez nagađanja.

Korak 3: kontrole ekspozicije u upravljačkom programu i aplikaciji

Ako ne možeš dodati svjetlo — ili želiš iznuditi glatkoću po cijenu tamnije slike — ekspoziciju možeš ručno ograničiti:

• Windows: neke kamere nude staromodni dijalog svojstava s klizačem Ekspozicija pod karticom „Upravljanje kamerom" (dostupno kroz alate proizvođača ili programe trećih strana). Odznači Auto i skraćuj ekspoziciju dok pokret ne postane gladak.
• Aplikacije proizvođača: Logitech G HUB / Logi Tune, Razer Synapse, Elgato Camera Hub i slični alati nude postavke ekspozicije i rada pri slabom svjetlu. Logitechov RightLight i srodne značajke „kompenzacije slabog svjetla" upravo su gore opisana zamjena FPS-a za svjetlinu — isključivanje često vraća broj sličica.
• macOS: aplikacije poput Cama ili Webcam Settingsa mogu na mnogim kamerama postaviti ručnu ekspoziciju, budući da macOS nema vlastitu kontrolu.

Dva upozorenja. Prvo, ručna ekspozicija u mračnoj sobi daje glatku, ali tamnu i šumnu sliku — svjetlo mora doći odnekud. Drugo, neke se kamere vraćaju na automatiku pri svakom ponovnom priključivanju ili otvaranju, pa se isplati zadržati instaliran softver proizvođača koji ponovno primjenjuje tvoj profil.

Zašto marketinški broj nikad nije bio stvaran

„1080p pri 30 fps" opisuje najbolji slučaj kamere: kratku ekspoziciju moguću samo uz jako i ravnomjerno osvjetljenje — uvjete proizvođačeva ispitnog stola, a ne spavaće sobe u 21 sat. Manji senzori to pogoršavaju: sićušne kamere u poklopcu prijenosnika skupljaju manje svjetla po pikselu, pa udaraju u zid sporog zatvarača ranije navečer nego vanjska kamera s većim senzorom. Ta se razlika jasno vidi u stvarnim brojkama, što vrijedi znati prije nego okriviš prijenosnik — ili kupiš novu kameru na temelju specifikacije. Pogledaj kamera prijenosnika naspram vanjske web-kamere: što kažu mjerenja za usporedbu ugrađenih i vanjskih od 50–100 € na temelju izmjerenih podataka.

Verzija u dvije minute

1. Izmjeri svoj stvarni FPS u uobičajenom osvjetljenju.
2. Ako je znatno ispod deklariranog, dodaj svjetlo: okreni se prema prozoru, odbij lampu od zida ili dodaj malo glavno svjetlo.
3. Testiraj ponovno dok se ne vratiš na puni broj sličica.
4. Po želji isključi „kompenzaciju slabog svjetla" ili postavi ručnu ekspoziciju da učvrstiš glatkoću.

Popravi svjetlo i broj sličica će ga slijediti — a uz to slika istodobno postaje čišća, oštrija i ljepša. Za taj dio o ljepoti postoji cijeli zanat: kako bolje izgledati na web-kameri.