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2023/10/06  用於視訊會議與通話的外接網路攝影機

 在過去的兩年中,新冠肺炎大流行迫使全球許多人在家工作,比以往更加依賴網路視訊通話與同事、客戶和朋友進行交流。進行這些通話時,我們的語氣和手勢與所用的語言皆很重要,因此視訊通話時的設備影像與聲音質量也成為了順暢溝通的關鍵因素。  在本文中,我們測試了一系列視訊會議攝影機的影像質量,以了解目前當前此類產品的成像能力,評測它們最適合的用戶場景,並了解它們各自的優缺點。我們還將它們與其他兩種常用的視訊會議設備做比較(智慧型手機與筆記型電腦)。讓我們先重攝影機的概述開始本篇內容。

 

網路攝影機

  在本文中,我們挑選了六款的攝影機,價格介於199美金(Logitech Brio 4K Ultra)與1000美金以上(Logitech Meetup)。有的機型是針對商務用戶設計,但功能與規格方面差異很大。最簡易的機型是為個人使用而設計的,幾乎沒有額外的附加功能。最先進的攝影機設計主要是用於小型與大型會議室,提供智慧取景與自動對焦功能,以電動傾斜和平移功能。正如您所看到的,在對焦距離與視野方面也存在差異,取決於相機的設計用途。

為了進行比較,我們將用途做了以下不同的定義:

個人: 攝影機為近距離(<60公分)下進行拍攝並提供狹窄的視野,因此使用者的臉部會佔據畫面很大一部分區域。

小型會議室空間: 攝影機必須在中等距離(60公分至3公尺)下正常拍攝,並提供寬闊的視野,以捕捉到靠近攝影機的每個人。

會議室: 攝影機必須在大範圍距離(60公分至>5公尺)下正常拍攝,並為遠處的人提供較窄的視野,為靠近鏡頭的人提供更寬的視野。

 

測試方式

  為了創造一個公平的競爭環境,所有攝影機都使用相同的錄製應用程式、相同的解析度(1080p) 和相同的最大幀率(30fps) 進行測試。這些設定足以測試目前在辦公室網路速度下可達到的最佳影像品質。雖然某些型號可以提供更高解析度,提供更流暢的視頻,但他們的使用環境(家庭或辦公室)通常無法提供需求的網路頻寬。所有其他設定居使用原廠預設值。測試時不使用其他特殊功能、設定或是雲台。所有相機在測試時都使用最新的韌體版本。

 

     用於測試過曝及動態範圍                                                                                                                               用於測試顏色及表面紋理 

  網路攝影機的測試方式與我們智慧型手機相機測試類似。實驗室中的測試場景經過精心設置,以確保會話之間的可重複性和公平比較。實驗室測量包括逼真的人體模型,以模擬真實的場景,並考慮使用臉部偵測的智慧功能。就像我們對智慧型手機所做的那樣,將實驗室場景的測試結果與現實生活場景的結果進行比較以進行驗證。

 

測試結果概要

 

  •   高價不等於高畫質

 

  在下圖中,我們將相機的影像品質(DXOMARK 分數)與零售價進行了比對,可以看出更昂貴的相機不一定能提供更好的影像品質。事實上,本次測試中,價格最低的相機(Logitech Brio 4K Ultra)獲得了最高的影像品質分數。這並不意味著本次測試中較昂貴的相機沒有他的價值,而是因為零售價與相機的功能集密切相關。

   例如,Yealink UVC30、Poly EagleEye Cube、Logitech Rally 和Logitech Meetup 都提供人臉偵測功能,可以顯示房間內的所有人,同時最大限度地減少房間內的空閒空間。Logitech Rally 和Meetup 甚至配備了電動雲台,可減少數位變焦或裁切的要求,從而降低影像品質。Rally 還配備了光學變焦功能。

  音訊功能也有所不同。Logitech Rally、AVer Cam 340+ 和Logitech Meetup 均配有麥克風。Meetup 甚至還配備了內建揚聲器,使其成為一體化解決方案。所有測試型號均使用專有軟體進行攝影機控制、連接和會議統計。

  

  •   影像品質調查結果

 

  網路攝影機的測試標準與智慧型手機相機或數位單眼相機的測試標準有些不同。會議參與者的臉是場景中最重要的元素。因此,準確的臉部曝光和幾何形狀以及膚色渲染對於良好的使用者體驗至關重要。

  如果顏色或曝光出現問題,就會對整個體驗產生直接的不利影響。不準確的焦點或幾何偽(例如失真)也會產生負面影響。細節和雜訊對於截圖影像或以大尺寸顯示影像的攝影師來說至關重要,但在視訊會議中也不太重要,因為它們通常會受到軟體和/或網路限制的影響。也就是說,業界正在推動開發更好的方法,透過有限頻寬的網路傳輸盡可能多的細節,因此細節和噪音在未來可能會成為更多的區分因素。在光線條件方面,主要關注的是室內光線水平和光源,因為大多數視訊會議都是在室內進行的。

  在我們的影像品質測試中,所有攝影機都能提供可接受的室內曝光。然而,它們在動態範圍和困難背光場景的處理方面確實有所不同。例如,AVer Cam340+ 在這種情況下就會出現問題。Logitech Brio 4K Ultra 是測試中最經濟實惠的型號,具有全面的整體性能,色彩保真度普遍較高,偽像很少。Yealink UVC30 和Logitech Rally 提供高水準的細節和可接受的目標曝光。然而,顏色有時不準確。Poly EagleEye Cube 在不同的光照條件下具有最佳的曝光度。不利的一面是,它比競爭對手的變形和扭曲程度更高。

外部網路攝影機通常優於內建型號,但在某些關鍵測試領域無法完全與超高階智慧型手機的品質相媲美。

 為了進行比較,我們還測試了筆記型電腦中的多個內建網路攝影機和超高階智慧型手機中的前置鏡頭,因為這些裝置也用於視訊會議。結果表明,與大多數筆記型電腦中內建網路攝影機相比,外部網路攝影機具有真正的影像品質優勢。此外,它們還具有我們的測試項目尚未涵蓋的更多功能。不過,與超高階智慧型手機進行比較時,情況看起來略有不同。由於強大的硬體、計算成像和專用影像處理的組合,這些設備能夠提供出色的影像品質。

  在此範例中,Aver Cam 340+(本次比較中最好的相機之一)在該場景中的高對比度方面遇到了困難,導致用戶的臉部曝光不足。另一方面,iPhone 12 Pro Max 能夠正確曝光臉部,並在畫面高光部分保持良好的細節。我們很快就會發布視訊會議智慧型手機的更深入比較,包括iPhone 12 Pro Max 和其他型號。  

 AVer Cam 340+,曝光不足,動態範圍有限

蘋果 iPhone 12 Pro Max,臉部曝光良好,動態範圍寬

 

影像品質細節

 

曝光Exposure

 

  曝光是視訊會議中最重要的影像品質屬性。曝光嚴重不足的拍攝對像很容易破壞每個參加通話的人的體驗。不過,目標曝光並不是該類別中唯一的子屬性。曝光還包括動態範圍和曝光穩定性。

  在測試中,我們發現Poly EagleEye Cube整體上具有準確的臉部曝光和不錯的動態範圍。另一方面,AVer Cam 340+ 通常臉部曝光不足,因此很難看到臉部表情和手勢。Yealink UVC 30 傾向於將臉部渲染得非常明亮,但在高對比度環境中難以處理高光剪切。Logitech Brio 在保留高光細節方面做得更好,但在高對比場景中偶爾會導致主體曝光不足。

  在明亮的光線和對比度很小的室內場景中,該組中的大多數相機都能正確曝光臉部。只有Logitech Rally 和AVer Cam 340+ 在室內出現輕微曝光不足的情況。Logitech Brio 在高光(1000lux) 下使目標稍微曝光過度,而所有相機在低光下都會使主體曝光不足,但Logitech Brio 除外,它稍微太亮。

  這些影片劇照取自在典型的室內光線條件下錄製的剪輯,具有正常的對比度,就像您在正常的辦公空間中看到的那樣。在這些條件下,所有相機產生的曝光都在可接受的範圍內,但存在一些差異。

  在高對比度更加困難的條件下,畫面開始出現偏差,例如當拍攝對象坐在窗戶前面或旁邊時,這種場景在辦公室環境中經常出現。DXOMARK 在實驗室中模擬這些條件,將真實模型放置在燈板旁邊。

AVer Cam 340+,室內,低對比度

羅技 Brio 4K Ultra,室內,低對比

Poly EagleEye Cube,室內,低對比度

AVer Cam 340+,裁切圖:輕微曝光不足

Logitech Brio 4K Ultra,裁剪:輕微過度曝露

Poly EagleEye Cube,裁切圖:曝光良好

 

在高對比度更加困難的條件下,畫面開始出現偏差,例如當拍攝對象坐在窗戶前面或旁邊時,這種場景在辦公室環境中經常出現。DXOMARK 在實驗室中模擬這些條件,將真實模型放置在燈板旁邊。

  中等對比度(臉部和光板之間的EV2 亮度差)和高對比度(4EV) 下,大多數相機(Yealink UVC30 除外)都會使主體曝光不足,這表明未使用臉部偵測來優化曝光。其他型號必須在拍攝對象曝光和畫面最亮區域的細節保留之間做出折衷。Logitech Brio 和Rally 提供了最佳的高光保留,但另一方面,表面相當暗。

顏色(Color)

 

  對於鏡頭來說,除了曝光之外,色彩也是一個非常重要的特性。不自然的膚色或強烈的色偏會導致觀看體驗極差。色彩測試包括白平衡準確度、顯色準確度、白平衡穩定性。當光照條件保持不變時,白平衡不應改變。

  在這一類別中,Logitech Brio 4K Ultra 憑藉著準確的色彩和膚色表現非常出色。另一方面,Yealink UVC 30 在所有光照條件下的色彩飽和度都非常低,令人失望。AVer Cam 340+ 在色彩方面也表現出色,具有準確的白平衡和自然的膚色。Logitech Rally 和Meetup 都存在膚色渲染不準確的問題,而Poly EagleEye Cube 通常會產生不準確的白平衡。

 

     白平衡(White Balance)

  大多數人認為暖色比冷色更令人喜愛。然而,色偏是否仍在可接受的範圍內很大程度上取決於其強度。在室內設置中,例如下面的視頻劇照中捕獲的設置,我們可以看到各種色偏,從 Logitech Rally上的相當冷色到聚會上的相當暖色。Yealink UVC30 和Logitech Brio 可以說提供了最好的折衷方案,稍微溫暖的色調,對眼睛來說相當舒適。

  

     膚色(Skin tones)

  飽和度色調精度對於自然膚色渲染非常重要。大多數相機在這方面都有一些改進的空間。Logitechmeetup往往會使膚色過於飽和。它的表親Rally經常使用不自然的色調。Yealink UVC30 的色調相當準確,但膚色不飽和,使主體看起來病態。實驗室測量證實了這些對感知場景的觀察。

     白平衡穩定性(White balance stability)

  在本次測試的相機中,Logitech Brio 在室內光線條件下白平衡不穩定的問題最為嚴重。在這些影片劇照中,您可以看到剪輯中一秒鐘內白平衡的變化。曝光度也有明顯變化。

對焦與細節(Focus and detail)

    本次測試中的所有相機都為廣告中的用例提供了足夠的焦距範圍,因此即使是定焦型號也能按要求工作。另一方面,具有自動對焦系統的型號(例如Logitech Brio 4K Ultra 和Logitech Ultra)在某些情況下可能會出現對焦不穩定的情況。

  從細節來看,Yealink UVC30 和Poly EagleEye Cube 的效果最好。即使在低光照條件下,Yealink 也能持續提供清晰的影像。另一方面,Logitech Brio和Meetup型號以及AVer Cam 340+ 缺乏細節,尤其是在室內和低光源條件下。Meetup在這方面尤其缺乏。沒有一個攝影機顯示出任何明顯的噪點。

 一旦拍攝對象距離相機較遠(5m)(通常發生在會議室),大多數相機的細節程度就會非常低。Logitech Meetup 的定焦鏡頭尤其糟糕,儘管其宣傳是用於大型會議室。不過,它的同品牌Rally 的表現要好得多,這要歸功於可以調整到更長拍攝距離的自動對焦鏡頭。

  如果您開啟這些影片靜態圖片的全尺寸版本,您還可以看到大多數相機都提供足夠的景深,讓兩個主體都能很好地對焦。也就是說,5m 距離為設備極限緊繃值,這使Yealink UVC30 達到了極限。Logitech Rally 的自動對焦功能可以讓後面的人保持焦點,但會模糊靠近相機的拍攝對象,這在許多情況下可能並不理想。

  如上所述,我們也觀察到配備自動對焦系統的機型存在一些自動對焦不穩定的情況。下面您可以看到Logitech Rally 對於後來進入的模特兒,對焦上的狀況。在Brio 4K Ultra 剪輯中,右側模特兒的揮動擾亂了自動對焦,主體短暫變得模糊。

 

     可讀性(Readability)

在會議中,通常會勾勒出計劃或在白板上做筆記。對於遠距參與的團隊成員來說,能夠閱讀這些註釋對於會議的有效性非常重要。然而,並非本次比較中的所有相機都提供所需的可讀性。在這個設定中,Logitech Brio 4K Ultra 的可讀性是迄今為止最糟糕的,白板放置在相機的工作距離(3m) 之外。而在AVer Cam 340+ 和Logitech Meetup 上,白板文字變得相當模糊,但仍然可讀。

  此外,Logitech Brio 和Meetup 以及AVer CAM 340+ 上的精細細節可能會非常不飽和。你可以看到這些攝影機的視訊劇照上的紅色文字幾乎變成了灰色。這種效果被歸類為色彩偽影,但也會進一步降低可讀性。

偽影(Artifacts)

  在我們的測試相機中,最常見的偽像是畸變和變形——正如您對廣角鏡頭所期望的那樣。然而,我們的測試人員也尋找色差、鏡頭陰影、重影鋸齒振鈴和其他偽影。

  總體而言,Logitech Brio 4K Ultra 顯示的偽影最少,其中一些振鈴(是指在電壓電流上的振盪產生的影像偏差)是我們在該型號上看到的最具幹擾性的偽影。與競爭對手相比,AVer Cam 340+ 和Poly EagleEye Cube 在剪切區域周圍的色調變化更為明顯。Logitech Meetup 顯示了相當強的失真和變形,但即使在室內照明下,視訊幀速也會下降。

          失真(Distortion)

  大多數經過測試的攝影機都會出現一些失真,但在Logitech Meetup 和Poly EagleEye Cube 上失真最強。Logitech Rally 具有90 度視野,但其畸變值更符合一些競爭對手更寬的120 度鏡頭。您可以在此圖中看到測量結果。

  從現實生活中的樣本來看,AVer Cam 視訊靜態背景中牆壁周圍的黑框上的失真現像很明顯。不過,在Poly 相機上,同樣的效果明顯更強。

          變形(Anamorphosis)

  變形是靠近畫面邊緣的臉部的透視變形。臉部顯得不自然寬,這是大多數使用者最可能避免的效果。正如人們所預料的那樣,我們的測試人員發現,具有更寬120 度視角的相機比具有更窄90 度視角的相機更容易受到這種影響。

     禎數穩定性(Frame rate stability)

  在預設設定和強光下,所有攝影機都以每秒30 幀的速度錄製影片。隨著光照水平變低,它們中的大多數會下降到較慢的速度,但有些比其他的更慢。在室內條件下,AVer Cam 340+ 將幀速率降至25 fps,在可接受範圍。羅技Rally 在低光照條件下,禎數下降非常的多,於正常環境光下為正常水平。然而,Logitech Meetup 在100 勒克斯(這是該相機廣告使用案例的典型光照水平)下,幀率下降至20 fps。

結論

  當前世代的外部網路攝影機,為專業視訊會議提供了巨大的價值,並且遠遠優於大多數筆記型電腦中的內建攝影機。哪種型號最適合您取決於用途和您想要的功能,但可以公平地說,價格並不是視訊品質的直接指標,而是更多與功能相關。因此,如果在我們比較的設備中視訊品質是您的首要考量,那麼Logitech Brio 4K 是最佳選擇。然而,若是在有限且狹小的環境範圍,Brio則是最適合個人使用。如果您需要更多的多功能性,AVer Cam 340+ 可以說是最好的選擇,因為它總體上表現良好。儘管價格較高,

  在我們的測試中,我們發現大多數相機在光線充足且做動很少的環境中表現出良好的性能。然而,在更具挑戰性的條件下,大多數人都表現出膚色偏差和臉部曝光不足,以及臉部缺乏細節和幾何變形。製造商必須解決這些問題,以便改進下一代相機並提供更好的用戶體驗。我們也將很快發布與智慧型手機和筆記型電腦的視訊會議比較,因為這兩種設備類別也經常用於視訊會議和通話。


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