探索树莓派摄影魔法：raspistill的妙用与应用

水深无声 2024-02-27 01:21 125阅读 0赞

树莓派（Raspberry Pi）是一款小型的单板计算机，由英国的树莓派基金会开发，旨在推广计算机科学教育和便捷的计算机 DIY 项目。树莓派的低成本、丰富的硬件接口和强大的社区支持使其成为了一个理想的平台，用于各种创意项目，包括物联网（IoT）应用、媒体中心、游戏机、教育工具等等。其中，树莓派的摄像头模块为用户提供了拍摄照片和录制视频的便捷方式。本文将介绍如何使用树莓派上的 raspistill 命令来拍摄照片，以及一些相关的技巧和选项。

**目录**

1.什么是树莓派摄像头？

2.什么是raspistill？

3.参数配置

图像参数命令

GL参数命令

常用设置命令

预览参数命令

4.开始拍摄照片

5.基本用法

1.拍摄照片并保存到默认文件夹

2.拍摄照片并指定保存路径

6.高级功能

1.时间-lapse 摄影

2.调整照片质量

3.设置照片分辨率

4.使用预览窗口

5.调整亮度、对比度和饱和度

6.设置照片的旋转角度

7.添加时间戳

8.控制曝光和白平衡

9.延时拍摄

10.设置摄像头参数

11.实时监控

7.优化照片质量

8.处理照片

9.应用案例

10.总结

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## 1.什么是树莓派摄像头？ ##

树莓派摄像头模块是一个小巧的摄像头，可以直接连接到树莓派的摄像头接口。树莓派摄像头模块通常有两种版本：标准摄像头模块和高级摄像头模块（也称为 HQ 摄像头模块）。高级摄像头模块通常具有更高的分辨率和改进的传感器性能，因此在图像质量方面更具竞争力。

## 2.什么是raspistill？ ##

raspistill 是树莓派上一个强大的命令行工具，用于控制树莓派摄像头模块并拍摄照片。它允许用户通过终端命令来设置摄像头参数，如曝光时间、ISO、白平衡等，并拍摄高质量的静态照片。raspistill 非常适用于需要自动化或通过脚本控制拍摄过程的项目。

## 3.参数配置 ##

`raspistill` 支持许多参数，以便你可以根据需要自定义照片的设置。以下是raspistill命令的图像参数命令及其解释：

#### 图像参数命令 ####

*  \-q 或 --quality：设置照片的质量，范围从0到100，默认值为75。
 *  \-r 或 --raw：将原始Bayer数据添加到JPEG元数据中。
 *  \-l 或 --latest：将最新拍摄的完整图像链接到指定的文件名。
 *  \-t 或 --timeout：在拍摄图像并关闭之前等待的时间（以毫秒为单位），以便在拍摄前有足够的时间调整摄像头的位置或准备拍摄环境。如果未指定，则默认为5秒。
 *  \-th 或 --thumb：设置缩略图参数（x:y:quality）或禁用缩略图。
 *  \-d 或 --demo：运行演示模式，循环遍历一系列相机选项，但不进行实际拍摄。
 *  \-e 或 --encoding：指定输出文件的编码（jpg、bmp、gif、png等）。
 *  \-x 或 --exif：应用于捕获的EXIF标签，格式为'key=value'，或禁用EXIF标签。
 *  \-tl 或 --timelapse：设置定时拍摄模式，以指定时间间隔（毫秒）拍摄一张图片。%d可以用于输出文件名中的帧号。
 *  \-fp 或 --fullpreview：使用静态捕获分辨率运行预览，可能会降低预览帧率。
 *  \-k 或 --keypress：在拍摄之间等待按Enter键，然后按X再按Enter键退出。
 *  \-s 或 --signal：在拍摄之间等待来自另一个进程的SIGUSR1或SIGUSR2信号。
 *  \-g 或 --gl：将预览绘制到纹理而不是使用视频渲染组件。
 *  \-gc 或 --glcapture：捕获GL帧缓冲区而不是相机图像。
 *  \-bm 或 --burst：启用"burst capture mode"（连拍模式）。
 *  \-dt 或 --datetime：将输出模式（%d）替换为日期时间（月日小时分钟秒）。
 *  \-ts 或 --timestamp：将输出模式（%d）替换为Unix时间戳（自1970年以来的秒数）。
 *  \-fs 或 --framestart：设置输出模式（%d）中的起始帧号。
 *  \-rs 或 --restart：JPEG重启间隔（默认为0，表示无）。
 *  \-sh 或 --sharpness : 设置图像锐度（-100 到 100）
 *  \-co 或 --contrast : 设置图像对比度（-100 到 100）
 *  \-br 或 --brightness : 设置图像亮度（0 到 100）
 *  \-sa 或 --saturation : 设置图像饱和度（-100 到 100）
 *  \-ISO 或 --ISO : 设置拍摄感光度。较高的ISO值可用于在低光条件下提高曝光，但可能会引入噪点。
 *  \-vs 或 --vstab : 打开视频稳定功能
 *  \-ev 或 --ev : 设置EV补偿 - 步长为1/6档
 *  \-ex 或 --exposure : 设置曝光模式（请参考注释）
 *  \-fli 或 --flicker : 设置防闪烁模式（请参考注释）
 *  \-awb 或 --awb : 设置自动白平衡模式（请参考注释）
 *  \-ifx 或 --imxfx : 设置图像效果（请参考注释）
 *  \-cfx 或 --colfx : 设置颜色效果（U:V）
 *  \-mm 或 --metering : 设置测光模式（请参考注释）
 *  \-rot 或 --rotation : 设置图像的旋转角度（0、90、180 或 270 度）。例如，将照片逆时针旋转90度。
 *  \-hf 或 --hflip : 设置水平翻转
 *  \-vf 或 --vflip : 设置垂直翻转
 *  \-roi 或 --roi : 设置感兴趣区域（x、y、w、d 为标准化坐标 \[0.0-1.0\]）
 *  \-ss 或 --shutter : 设置快门速度（微秒），以控制曝光时间。较长的曝光时间可用于拍摄低光条件下的照片。
 *  \-awbg 或 --awbgains : 设置白平衡增益 - 必须关闭自动白平衡模式
 *  \-drc 或 --drc : 设置动态范围压缩级别（请参考注释）
 *  \-st 或 --stats : 强制重新计算静态捕获过程中的统计信息
 *  \-a 或 --annotate : 启用/设置注释标志或文本
 *  \-3d 或 --stereo : 选择立体模式
 *  \-dec 或 --decimate : 减半立体图像的宽度/高度
 *  \-3dswap 或 --3dswap : 交换摄像头的顺序以获得立体效果
 *  \-ae 或 --annotateex : 设置额外的注释参数（文本大小、文本颜色（十六进制YUV）、背景颜色（十六进制YUV）、对齐、x、y）
 *  \-ag 或 --analoggain : 设置模拟增益（浮点数）
 *  \-dg 或 --digitalgain : 设置数字增益（浮点数）
 *  \-set 或 --settings : 检索摄像头设置并将其写入标准输出
 *  \-fw 或 --focus : 在图像上绘制一个显示焦点FoM值的窗口。

#### GL参数命令 ####

*  \-gs 或 --glscene : GL场景（square、teapot、mirror、yuv、sobel、vcsm\_square）
 *  \-gw 或 --glwin : GL窗口设置 <'x,y,w,h'>

#### 常用设置命令 ####

*  \-? 或 --help : 帮助信息
 *  \-w 或 --width : 设置图像宽度 <尺寸>
 *  \-h 或 --height : 设置图像高度 <尺寸>
 *  \-o 或 --output : 输出文件名 <文件名>（要写入标准输出，请使用 '-o -'）。如果未指定，则不保存文件。
 *  \-v 或 --verbose : 在运行期间输出详细信息
 *  \-cs 或 --camselect : 选择摄像头 <编号>。默认为0。
 *  \-md 或 --mode : 强制传感器模式。0=自动。查看文档以获取其他可用模式。
 *  \-gps 或 --gpsdexif : 将实时GPS信息应用于输出（例如在JPG中的EXIF信息，视频中的注释，需要libgps.so.23）。

#### 预览参数命令 ####

*  \-p 或 --preview : 预览窗口设置 <'x,y,w,h'>
 *  \-f 或 --fullscreen : 全屏预览模式
 *  \-op 或 --opacity : 预览窗口不透明度（0-255）
 *  \-n 或 --nopreview : 不显示预览窗口
 *  \-dn 或 --dispnum : 预览窗口显示在哪个显示器上（dispmanx/tvservice 编号）

**注意**

**曝光模式选项：**

*  off：关闭
 *  auto：自动
 *  night：夜间
 *  nightpreview：夜间预览
 *  backlight：逆光
 *  spotlight：聚光灯
 *  sports：运动
 *  snow：雪景
 *  beach：沙滩
 *  verylong：非常长时间
 *  fixedfps：固定帧率
 *  antishake：防抖动
 *  fireworks：烟花

**防闪烁模式选项：**

*  off：关闭
 *  auto：自动
 *  50hz：50赫兹
 *  60hz：60赫兹

**自动白平衡模式选项：**

*  off：关闭
 *  auto：自动
 *  sun：阳光
 *  cloud：多云
 *  shade：阴影
 *  tungsten：白炽灯
 *  fluorescent：荧光灯
 *  incandescent：白炽灯
 *  flash：闪光灯
 *  horizon：地平线
 *  greyworld：灰世界

**图像效果模式选项：**

*  none：无效果
 *  negative：负片
 *  solarise：日晕
 *  sketch：素描
 *  denoise：降噪
 *  emboss：浮雕
 *  oilpaint：油画
 *  hatch：划痕
 *  gpen：钢笔
 *  pastel：粉彩
 *  watercolour：水彩
 *  film：电影
 *  blur：模糊
 *  saturation：饱和度
 *  colourswap：颜色交换
 *  washedout：洗白
 *  posterise：色调分离
 *  colourpoint：颜色点
 *  colourbalance：颜色平衡
 *  cartoon：卡通

**测光模式选项：**

*  average：平均测光
 *  spot：点测光
 *  backlit：逆光测光
 *  matrix：矩阵测光

**动态范围压缩（DRC）选项：**

*  off：关闭
 *  low：低
 *  med：中等
 *  high：高

## 4.开始拍摄照片 ##

在使用 raspistill 拍摄照片之前，首先要确保你的树莓派已经正确配置，并且摄像头模块已经连接好。你还需要打开终端窗口，以便输入 raspistill 命令。

## 5.基本用法 ##

raspistill是树莓派操作系统中的一个命令行工具，用于拍摄静态照片。以下是一些基本的使用示例：

#### 1.拍摄照片并保存到默认文件夹 ####

要拍摄一张照片并将其保存到默认文件夹（通常是/home/pi），可以运行以下命令：

raspistill -o image.jpg

这将使用默认的设置拍摄一张照片，并将其保存为 `image.jpg`。你可以在命令中指定不同的输出文件名，也可以使用其他参数来配置拍摄的方式。

#### 2.拍摄照片并指定保存路径 ####

您还可以指定照片的保存路径，例如：

raspistill -o /path/to/save/image.jpg

## 6.高级功能 ##

#### 1.时间-lapse 摄影 ####

raspistill非常适合创建时间-lapse 摄影项目。您可以使用-t选项来指定拍照的时间间隔。例如，每隔5秒拍摄一张图像，并将它们保存在以数字命名的文件中：

raspistill -t 5000 -tl 5000 -o image%04d.jpg

#### 2.调整照片质量 ####

raspistill允许你调整照片的质量。你可以使用-q参数来指定照片的质量，范围从0到100，默认值为75。

例如，要将照片质量设置为 90%，可以运行以下命令：

raspistill -o high_quality.jpg -q 90

#### 3.设置照片分辨率 ####

你可以使用 -w 和 -h 选项来设置照片的宽度和高度，以控制照片的分辨率。默认情况下，树莓派摄像头模块支持最高 3280x2464 像素的分辨率。

例如，要将照片分辨率设置为 1280x720，可以运行以下命令：

raspistill -o 1280x720.jpg -w 1280 -h 720

#### 4.使用预览窗口 ####

您可以使用`-p`选项启用实时预览窗口，以查看摄像头的图像。例如：

raspistill -o image.jpg -t 5000 -p "100,100,640,480"

上述命令将在拍摄照片前提供5秒的预览，预览窗口的位置和大小由-p选项指定。

#### 5.调整亮度、对比度和饱和度 ####

`raspistill`还允许你调整照片的亮度、对比度和饱和度。你可以使用以下参数：

*  `-br`：调整亮度（范围：-100到100）。
 *  `-co`：调整对比度（范围：-100到100）。
 *  `-sa`：调整饱和度（范围：-100到100）。

例如，要增加照片的亮度和对比度，可以使用以下命令：

raspistill -o filename.jpg -br 50 -co 0 -sa 0

#### 6.设置照片的旋转角度 ####

如果需要旋转照片，你可以使用`-rot`参数来指定旋转角度。例如，将照片逆时针旋转90度：

raspistill -o rotated.jpg -rot 90

#### 7.添加时间戳 ####

要在捕捉的图像上添加时间戳，可以使用-a选项。例如，要在照片的顶部中间添加时间戳，可以使用以下命令：

raspistill -o filename.jpg -a 12 -t 10000

#### 8.控制曝光和白平衡 ####

根据光线条件和拍摄环境的不同，你可能需要调整曝光和白平衡设置以获得最佳效果。以下是一些相关的 raspistill 选项：

*  \-ex 用于设置曝光模式，可以选择的值包括 auto、night、nightpreview、backlight、spotlight、sports、snow、beach、verylong、fixedfps、antishake、和fireworks。
 *  \-awb 用于设置白平衡模式，可以选择的值包括 off、auto、sun、cloud、shade、tungsten、fluorescent、incandescent、flash、和horizon。

例如，要将曝光模式设置为夜间模式并关闭自动白平衡，可以运行以下命令：

raspistill -o myphoto.jpg -ex night -awb off

#### 9.延时拍摄 ####

如果你想要延时一段时间后再拍摄照片，可以使用`-t`参数来指定延时的时间，单位是毫秒。例如，延时5秒后拍摄照片：

raspistill -o delayed.jpg -t 5000

#### 10.设置摄像头参数 ####

如果您有多个摄像头连接到树莓派，可以使用"-cs"选项来选择要使用的摄像头。例如，要选择摄像头编号为1的摄像头，可以使用以下命令：

raspistill -o filename.jpg -cs 1

#### 11.实时监控 ####

如果您希望将树莓派用作实时监控摄像头，可以使用`-t`选项来指定间隔时间，并使用`-tl`选项来指定拍摄的总时间。例如，每隔1秒拍摄一张图像，持续10秒：

raspistill -t 10000 -tl 1000 -o image%04d.jpg

## 7.优化照片质量 ##

要获得高质量的照片，您可以考虑以下一些技巧：

1.  使用合适的分辨率：根据您的需求选择合适的分辨率。较高的分辨率通常会产生更清晰的图像。
2.  控制光照条件：在拍摄照片时，确保光照条件良好，以获得清晰的图像。
3.  调整摄像头参数：通过调整摄像头的焦距和曝光设置，可以改善图像的质量。
4.  使用三脚架：如果可能的话，使用三脚架来稳定摄像头，以避免模糊的图像。
5.  后期处理：您可以使用图像编辑软件（如GIMP或Adobe Photoshop）来进一步优化照片，例如调整颜色平衡、亮度和对比度等。

## 8.处理照片 ##

一旦您拍摄了照片，您可能需要将其传输到其他设备或进行进一步的处理。您可以使用SCP或SFTP等工具将照片从树莓派复制到其他计算机。然后，您可以使用图像编辑软件进行后期处理，如裁剪、调整颜色和添加滤镜等。

## 9.应用案例 ##

raspistill的功能和灵活性使其适用于多种应用场景，以下是一些实际应用案例：

1.  时间摄影：通过raspistill的时间戳功能，可以创建时间摄影项目，捕捉日出、日落等瞬间，并在照片上添加时间信息。
2.  安防监控：将树莓派与摄像头配合使用，创建安防监控系统。设置raspistill在检测到运动时自动拍摄照片，并通过网络将照片发送给用户，实现远程监视。
3.  树莓派项目：对于树莓派项目的开发或教育，raspistill用于记录项目进展和结果，方便文档化。
4.  自动化测试：raspistill用于自动化测试，例如检测产品外观缺陷或执行机器视觉任务。
5.  天气站：树莓派可以创建个人天气站，摄像头捕捉天空图像，传感器测量气象数据，如温度、湿度等。
6.  图像处理：拍摄的照片可用于各种图像处理任务，如图像识别、分析或特征提取。
7.  自动化项目：raspistill与其他树莓派传感器和模块结合使用，用于自动化项目，例如智能植物浇水系统或智能门铃。
8.  科学实验：科学家和研究人员可用树莓派和raspistill记录实验数据，如天文观测或生物学研究。

## 10.总结 ##

树莓派的 raspistill 命令是一个功能强大的工具，可用于拍摄高质量的照片。无论你是想要进行树莓派摄影项目，还是只是为了拍摄一些简单的照片，都可以通过调整 raspistill 的各种选项来满足你的需求。希望这篇文章帮助你开始使用 raspistill 来拍摄照片，并提高你的照片质量。如果你对树莓派摄影有更多兴趣，还可以探索更多高级技巧和选项，以实现更多创意和挑战。