
在現代安全監控系統的建置中,攝影機的鏡頭選擇往往是佈署效果成功與否的關鍵之一。許多使用者在規劃時,有可能會忽略了鏡頭的光學特性也是決定影像品質與監控效能的核心。根據光學原理與應用場景的不同,監控鏡頭主要可分為廣角、魚眼與長焦三大類別,它們各自擁有獨特的成像特質,也適用於完全不同的環境邏輯。
廣角鏡頭是監控領域中最普及的類型,通常指的是焦距在 2.8mm 到 4mm 之間的鏡頭。這類鏡頭的設計初衷是為了在有限的距離內,捕捉到盡可能寬廣的水準視角。對於一般的室內空間,如辦公室、零售店鋪或居家客廳,2.8mm 的廣角鏡頭能提供約 100 度到 110 度的視角,這意味著只需要將攝影機安裝在牆角,就能幾乎涵蓋整個房間的活動。
然而,廣角鏡頭的優勢也是其侷限所在。由於光學擴散的特性,畫面邊緣會出現輕微的桶型畸變,更重要的是,它會犧牲影像的「細節深度」。當目標物距離鏡頭超過五公尺時,人臉的特徵會迅速變得模糊,難以作為取證的有效依據。因此,廣角鏡頭的選購邏輯應著重於「概括性監控」,其目的是掌握特定區域內「發生了什麼事」,而非「那個人是誰」。在選購時,若預算許可,應優先選擇具備寬動態(WDR)功能的型號,因為廣角鏡頭常會同時捕捉到室內陰影與窗外強光,良好的光學處理能避免畫面因反差過大而黑成一片。
魚眼鏡頭(Fisheye Lens)是廣角概念的極端延伸,其焦距通常小於 2mm,能提供 180 度甚至 360 度的全景視角。在監控場景中,魚眼攝影機常被安裝在天花板的中心點,以取代多支傳統攝影機。這種「一抵多」的方案在大型開放空間如停車場、倉儲中心或百貨大廳中極具吸引力。
魚眼攝影機最大的技術價值在於「零死角」。傳統攝影機無論如何調整角度,背後永遠是盲區,但魚眼則能完整記錄空間內的所有動態。不過,魚眼鏡頭產生的原始影像是圓形且高度扭曲的,這對視覺觀察非常不友善。因此,選購魚眼攝影機時,硬體規格固然重要,但後端的校正能力(Dewarping)才是靈魂。優秀的系統能將扭曲的圓形畫面即時還原成數個平直的視角,讓安保人員能像操作多台攝影機一樣進行監控。此外,由於魚眼攝影機將極大範圍的像素平攤在一個感光元件上,其畫質損失會比一般鏡頭嚴重得多。選購魚眼監控時,建議解析度至少要從 500 萬像素(5MP)起跳,若預算充足,1200 萬像素(4K)以上的型號才能在還原局部畫面時保持足夠的清晰度。
相對於廣角與魚眼追求的寬度,長焦鏡頭追求的是「精準與距離」。長焦鏡頭的焦距通常從 8mm、12mm 甚至到數百毫米不等。這類鏡頭的視角極窄,但具備強大的光學放大能力,能將遠處的目標物拉近至眼前。在公路監控、機場跑道或邊境防護中,長焦鏡頭是不可或缺的角色。
長焦鏡頭的應用核心在於「識別」。例如在停車場出口,我們需要的不是看見整台車,而是看清車牌號碼;在銀行櫃檯,我們需要看清客戶遞出的鈔票面額。這時,長焦鏡頭能提供極高的像素密度(Pixels on Target),確保關鍵細節不丟失。然而,長焦鏡頭對於安裝穩定性的要求極高,微小的震動在長焦端都會被放大成劇烈的晃動,因此通常需要搭配穩固的支架或具備防震/防振功能的快速球(PTZ)。
在實際的監控配置中,鮮少會單一使用某種鏡頭,而是採取「點面結合」的策略。一個理想的監控系統,通常會由魚眼攝影機負責整體的「全域感知」,確保事件發生時能追蹤完整動線;再搭配佈署在關鍵出入口的廣角攝影機進行「區域防護」;最後在特定隘口或遠端目標處配置長焦鏡頭進行「細節取證」。
對於一般商業用戶,建議遵循以下選購流程:首先評估監控目標的高度與距離。若安裝高度低於 3 公尺且目標在 5 公尺內,優先選擇 2.8mm 或 4mm 的廣角定焦鏡頭,這類產品成熟且性價比最高。若需覆蓋超過 100 平方米的無遮擋空間,則應考慮單支高像素魚眼,以節省佈線與授權成本,或是帶有多重影像感知器 (Multi-sensor) 的機種。
如果是針對戶外、長廊或需要車牌辨識的場景,則建議選購「變焦鏡頭(Varifocal)」。變焦鏡頭允許安裝人員在現場根據實際環境手動或電動調整焦距(例如 2.8-12mm),這提供了極大的彈性,避免了買錯焦距導致畫面太遠或太近的窘境。
最後,不可忽視的是「光感能力」。不論是哪種鏡頭,進光量都決定了夜視效果,不過,這是另外一個故事了,我們在它篇文章中再詳述。
利凌企業資訊長一職,負責研發 PC 及邊緣運算 AI 攝影機、專利發表、資訊安全等工作。在利凌服務的 20 餘年間,先後發表了 IP 攝影機、NVR/DVR 及 VMS 等產品,研發的產品獲獎無數。曾任產品經理協調公司產品進度與發展 MES 系統,協助產線自動化,期間拜訪 34 個國家參展、中英文研討會產品發表。CYBERSEC 2022 向賴副總統及唐鳳部長,簡報監控業資安產業發展現況。任台科大產學專班窗口,將業界所學傳授給同仁及學生,致力於 AI 產業發展。