蚊章汇 - Daniel Berrange
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description: Daniel Berrange
items: 如何使用树莓派制作一个数字针孔摄像头

如何使用树莓派制作一个数字针孔摄像头
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date: 2018-06-21T17:50:09+08:00
description: 学习如何使用一个树莓派 Zero、高清网络摄像头和一个空的粉盒来搭建一个简单的相机。在 2015 年底的时候，树莓派基金会发布了一个让大家很惊艳的非常小的 树莓派 Zero。更夸张的是，他们随 MagPi 杂志一起 免费赠送。我看到这个消息后立即冲出去到处找报刊亭，直到我在这一地区的某处找到最后两份。实际上我还没有想好如何去使用它们，但是我知道，因为它们非常小，所以，它们可以做很多全尺寸树莓派没法做的一些项目。从 MagPi 杂志上获得的树莓派 Zero。CC BY-SA.4.0。因为我对天文摄影非常感兴趣，我以前还改造过一台微软出的 LifeCam Cinema 高清网络摄像头，拆掉了它的外壳、镜头、以及红外滤镜，露出了它的 CCD 芯片。我把它定制为我的 Celestron 天文望远镜的目镜。用它我捕获到了令人难以置信的木星照片、月球上的陨石坑、以及太阳黑子的特写镜头（使用了适当的 Baader 安全保护膜）。在那之前，我甚至还在我的使用胶片的 SLR 摄像机上，通过在镜头盖（这个盖子就是在摄像机上没有安装镜头时，用来保护摄像机的内部元件的那个盖子）上钻一个小孔来变成一个 针孔摄像机，将这个钻了小孔的盖子，盖到一个汽水罐上切下来的小圆盘上，以提供一个针孔。碰巧有一天，这个放在我的桌子上的针孔镜头盖被改成了用于天文摄像的网络摄像头。我很好奇这个网络摄像头是否有从针孔盖子后面捕获低照度图像的能力。我花了一些时间使用 GNOME Cheese 应用程序，去验证这个针孔摄像头确实是个可行的创意。自从有了这个想法，我就有了树莓派 Zero 的一个用法！针孔摄像机一般都非常小，除了曝光时间和胶片的 ISO 速率外，一般都不提供其它的控制选项。数字摄像机就不一样了，它至少有 20 多个按钮和成百上千的设置菜单。我的数字针孔摄像头的目标是真实反映天文摄像的传统风格，设计一个没有控制选项的极简设备，甚至连曝光时间控制也没有。用树莓派 Zero、高清网络镜头和空的粉盒设计的数字针孔摄像头，是我设计的 一系列 针孔摄像头的 第一个项目。现在，我们开始来制作它。硬件因为我手头已经有了一个树莓派 Zero，为完成这个项目我还需要一个网络摄像头。这个树莓派 Zero 在英国的零售价是 4 英磅，这个项目其它部件的价格，我希望也差不多是这样的价格水平。花费 30 英磅买来的摄像头安装在一个 4 英磅的计算机主板上，让我感觉有些不平衡。显而易见的答案是前往一个知名的拍卖网站上，去找到一些二手的网络摄像头。不久之后，我仅花费了 1 英磅再加一些运费，获得了一个普通的高清摄像头。之后，在 Fedora 上做了一些测试操作，以确保它是可用正常使用的，我拆掉了它的外壳，以检查它的电子元件的大小是否适合我的项目。Hercules DualPix 高清网络摄像头，它将被解剖以提取它的电路板和 CCD 图像传感器。CC BY-SA 4.0.接下来，我需要一个安放摄像头的外壳。树莓派 Zero 电路板大小仅仅为 65mm x 30mm x 5mm。虽然网络摄像头的 CCD 芯片周围有一个用来安装镜头的塑料支架，但是，实际上它的电路板尺寸更小。我在家里找了一圈，希望能够找到一个适合盛放这两个极小的电路板的容器。最后，我发现我妻子的粉盒足够去安放树莓派的电路板。稍微做一些小调整，似乎也可以将网络摄像头的电路板放进去。变成我的针孔摄像头外壳的粉盒。CC BY-SA 4.0.我拆掉了网络摄像头外壳上的一些螺丝，取出了它的内部元件。网络摄像头外壳的大小反映了它的电路板的大小或 CCD 的位置。我很幸运，这个网络摄像头很小而且它的电路板的布局也很方便。因为我要做一个针孔摄像头，我需要取掉镜头，露出 CCD 芯片。它的塑料外壳大约有 1 厘米高，它太高了没有办法放进粉盒里。我拆掉了电路板后面的螺丝，将它完全拆开，我认为将它放在盒子里有助于阻挡从缝隙中来的光线，因此，我用一把工艺刀将它修改成 4 毫米高，然后将它重新安装。我折弯了 LED 的支脚以降低它的高度。最后，我切掉了安装麦克风的塑料管，因为我不想采集声音。取下镜头以后，就可以看到裸露的 CCD 芯片了。圆柱形的塑料柱将镜头固定在合适的位置上，并阻挡 LED 光进入镜头破坏图像。CC BY-SA 4.0网络摄像头有一个很长的带全尺寸插头的 USB 线缆，而树莓派 Zero 使用的是一个 Micro-USB 插座，因此，我需要一个 USB 转 Micro-USB 的适配器。但是，使用适配器插入，这个树莓派将放不进这个粉盒中，更不用说还有将近一米长的 USB 线缆。因此，我用刀将 Micro-USB 适配器削开，切掉了它的 USB 插座并去掉这些塑料，露出连接到 Micro-USB 插头上的金属材料。同时也把网络摄像头的 USB 电…