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20 12 月

Raspberry Pi 新版相機指令 libcamera 快速上手 (含舊版指令對照表)

 

作者
台灣物聯科技技術團隊
|
2025 技術專欄
為什麼這篇文章很重要？
如果您剛入手最新的 Raspberry Pi Camera Module 3，或者將樹莓派系統更新到了 Bullseye / Bookworm 版本，您會發現以前熟悉的 raspistill 指令失效了！
別驚慌，這是因為樹莓派全面轉向了更強大的開源相機堆疊——libcamera。本文將帶您快速掌握新指令。

1. 快速對照表：舊指令 vs 新指令

對於老玩家來說，最快的學習方式就是直接看對照。新版指令在命名邏輯上非常直觀：

功能 舊版指令 (Legacy) 新版指令 (libcamera)
純預覽 (不存檔) raspistill -f libcamera-hello
拍照 (JPG) raspistill libcamera-still
錄影 (H264) raspivid libcamera-vid
原始數據 (Raw) raspiyuv libcamera-raw

*註：在最新的 Raspberry Pi OS (Bookworm) 中，指令別名可能為 rpicam-still 或 rpicam-vid，但功能完全相同。

2. 實戰演練：常用指令範例

拍照指令 (libcamera-still)

這是最常用的指令，基本用法與舊版非常相似。

# 拍攝一張照片並儲存為 test.jpg
libcamera-still -o test.jpg

# 延遲 5 秒後拍攝 (單位為毫秒)
libcamera-still -t 5000 -o test.jpg

# 指定解析度為 1920×1080
libcamera-still –width 1920 –height 1080 -o test.jpg

錄影指令 (libcamera-vid)

新版錄影功能支援更靈活的檔案格式。

# 錄製 10 秒影片 (H.264 格式)
libcamera-vid -t 10000 -o test.h264

# 直接錄製為 mjpeg (方便某些播放器觀看)
libcamera-vid -t 10000 –codec mjpeg -o test.mjpeg

即時預覽 (libcamera-hello)

用來測試鏡頭是否安裝成功，或是單純想當作電子鏡子使用。

# 開啟預覽視窗，直到按下 Ctrl+C 結束 (-t 0 代表無限時)
libcamera-hello -t 0

3. 進階功能：解放 Camera Module 3 的潛力

如果您購買的是支援自動對焦 (Auto Focus) 的 Camera Module 3，舊指令是完全無法驅動這個功能的。唯有 libcamera 能讓它火力全開。

啟用連續自動對焦

libcamera-hello -t 0 --autofocus-mode continuous

加上這個參數後，您會發現畫面中的物體移動時，鏡頭會自動重新對焦，就像手機一樣！

手動控制對焦

您也可以指定對焦距離（單位為 Dioptres 屈光度，數值 0 代表無限遠，數值越大代表對焦距離越近）： 例如：10.0 大約對焦在 10公分處

libcamera-still -o focus_test.jpg --lens-position 5.0

4. 常見問題 Troubleshooting

Q: 執行指令出現 command not found？
A: 請確認您的作業系統是否為 Raspberry Pi OS Bullseye 或更新版本。如果是舊版 Buster，請先升級系統。

Q: 出現 no cameras available 錯誤？
A:
1. 檢查排線是否接反（藍色膠帶應朝向網路孔/USB座，若是 Pi Zero 則相反）。
2. 如果您使用的是舊款 Pi Camera V1 (OmniVision)，新系統可能支援度有限，建議升級至 Camera V2 或 Camera V3。

Q: 我還能切換回舊版指令嗎？
A: 在舊版 Bullseye 中可以透過 sudo raspi-config -> Interface Options -> Legacy Camera 啟用舊版支援，但在最新的 Bookworm 系統中，舊版堆疊已被大幅移除，建議盡早適應 libcamera。

官方權威資源參考

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24 4 月

Raspberry Pi 1230 萬像素可換鏡頭相機 Pi HQ Camera

過去的 Raspberry Pi 鏡頭模組 v.2 只有 800 萬像素和定焦鏡頭，不是用來做監視就是玩人工智能，雖然亦有人用來作天文攝影或者縮時攝影，不過質素始終有限。日前官方公布推出一款高畫質可換鏡頭相機模組，採用 Sony 的 IMX477 1230 萬像素感光元件，配以 C 或 CS 接環，配搭相機鏡頭拍出高質素影像。

Raspberry Pi 官方表示，自 2016 年 4 月推出 RPi 相機模組 v2 以來，已售出超過 170 萬塊，不少 RPi 玩家都用它玩過不同攝影題材，例如高速攝影、天文攝影等。不過它的信噪比和低光攝影性能偏低，加上採用定焦鏡頭，當然不能滿足拍友的要求。

HQ 相機採用 Sony IMX477R 1,230 萬像素堆疊式背照式感光元件，尺寸為 7.9mm 。

HQ 相機一套包括相機模組、 連接 RPi 的 FPC 線、用來調校的螺絲批和防塵蓋。

可透過 C 接環接上不同種類鏡頭

而今次的「 Raspberry Pi High Quality Camera （ HQ 相機模組）」的感光元件尺寸為 7.9mm （ 1/3.2″ ），像素尺寸為 1.55μm × 1.55μm ，是 RPi 相機模組 v2 所用的感光元件 IMX219 的兩倍，而且是背照式感光元件，感光性能進一步提升。新模組可以拍攝解像度最高 4056×3040 的照片或 10fps 影片，或者 2028×1520 4:3 50fps 影片。售價為 $50 美元。

HQ 相機模組各部分，包括防塵蓋、 C-CS 轉接環和後焦距調節環等。

RPi 相機模組 v2 拍攝的照片 與 HQ 相機模組拍攝的照片 比較

HQ 相機模組採用 C 接環，附送 C-CS 轉接環，並備有後焦距調節環和三腳架螺絲位，只要配上合適的轉接環，就可以接上不同的相機鏡頭，拍攝高質素的照片。而官方更推出了兩支入門手動鏡讓大家立即就有鏡用，分別是 6mm f1.2 3MP CS 接環廣角鏡頭和 16mm f1.4-1.6 10MP C 接環遠攝鏡。當然如果大家過去有玩 C Mount 手動鏡，也可以直接接上去。

接環底部還有安裝三腳架用的螺絲孔


延伸閲讀

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Raspberry Pi AI Camera
11 4 月

CP 值爆表！用 Raspberry Pi 打造 AI 視覺專案，免花大錢超越想像！

樹莓派 Raspberry Pi 一直是最受歡迎的開發平台，原廠推出的 AI 相機攝影模組，讓影像與人工智慧應用變得更平易近人。這篇文章將帶您一步步了解它的功能、應用，並附上實際安裝教學和可直接運行的範例程式碼，讓您在 5 分鐘內就能跑出您的第一個 AI 專案。

Raspberry Pi AI Camera 是什麼？

Raspberry Pi AI Camera 是一款支援高解析度的攝影模組，可搭配 Raspberry Pi 4 或 5 使用。它的強大之處在於能與 OpenCV、 TensorFlow Lite 等 AI 工具無縫整合，實現即時影像辨識、物件追蹤等功能。

這款模組適合做什麼？

  • AI 教育入門專案
  • 智慧家庭監控系統
  • 客製化人臉辨識門禁
  • 商店客流分析與統計
  • 智慧寵物餵食器或互動玩具

專案硬體準備清單

  1. Raspberry Pi 4 或 5 (建議搭配風扇或散熱片)
  2. AI 相機模組
  3. 高速 microSD 記憶卡 (建議 32GB 以上)
  4. 螢幕、滑鼠、鍵盤 (或透過 SSH 遠端連線)

安裝與設定教學：五分鐘點亮你的 AI 之眼

步驟一：安裝 Raspberry Pi OS

請至Raspberry Pi 官方網站下載 Raspberry Pi Imager 工具，並使用它將最新版的 Raspberry Pi OS (64-bit with desktop) 安裝到您的 microSD 卡中。

步驟二：啟用相機介面

將記憶卡插入 Pi 並開機後，打開終端機 (Terminal)，輸入指令 sudo raspi-config。在選單中，依序選擇：「3 Interface Options」→「C1 Camera」，選擇 <Yes> 來啟用相機功能。完成後，系統會提示您重新啟動，請選擇 Yes。

步驟三：測試相機是否正常運作

重新開機後，再次打開終端機，輸入測試指令：libcamera-hello。如果螢幕上成功顯示了幾秒鐘的即時影像畫面，就代表您的相機已經設定完成！

步驟四：安裝 OpenCV 函式庫

OpenCV 是我們用來進行影像處理與人臉偵測的核心工具。在終端機中，輸入以下指令來更新並安裝：

sudo apt update
sudo apt install python3-opencv -y

步驟五：執行人臉偵測範例程式碼

安裝完畢後，從應用程式選單中打開 Thonny Python IDE，建立一個新的 Python 檔案 (例如 `face_detect.py`)，並將以下程式碼完整複製貼上。


import cv2

# 啟動攝影機 (通常是 0 號)
cap = cv2.VideoCapture(0)

# 載入 OpenCV 內建的、預先訓練好的人臉偵測模型
face_cascade = cv2.CascadeClassifier(cv2.data.haarcascades + 'haarcascade_frontalface_default.xml')

while True:
    # 讀取每一幀的影像
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("無法讀取影像，請確認相機連接。")
        break

    # 將彩色影像轉換為灰階 (有助於偵測)
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    # 執行人臉偵測
    faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, scaleFactor=1.1, minNeighbors=5, minSize=(30, 30))

    # 在偵測到的人臉周圍畫上藍色方框
    for (x, y, w, h) in faces:
        cv2.rectangle(frame, (x, y), (x+w, y+h), (255, 0, 0), 2)

    # 顯示結果影像
    cv2.imshow('AI Face Detection by TaiwanIOT.com', frame)

    # 按下 'q' 鍵即可退出迴圈
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

# 釋放資源並關閉所有視窗
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

點擊 Thonny 的「運行」按鈕，然後看看螢幕上的神奇效果吧！

專家提示： 這段程式碼中的 cv2.imshow() 指令需要在圖形化桌面環境下運行。如果您使用的是沒有桌面的 Raspberry Pi OS Lite 版本，並透過 SSH 連線，將無法看到影像視窗。

CP 值最高的 AI 視覺入門磚

這顆 Raspberry Pi AI 相機是每個 AIoT 初學者、開發者或老師的好幫手。它證明了您不需要花大錢購買 NVIDIA Jetson 或其他高階運算模組，也能透過 Raspberry Pi 與 Python，打造出功能完整、充滿樂趣的智慧視覺應用。

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Raspberry Pi 5 Model B 開發板
06 3 月

Arduino 與 Raspberry pi 的區別 該怎麼選擇？

Arduino 開發板和 Raspberry Pi 開發板是兩種非常受歡迎的開發平台，廣泛應用於電子和嵌入式系統領域。雖然它們有許多共同之處，如開放源碼和廣泛的社群支持，但它們之間在功能、用途和硬體結構上有著顯著的區別。

1. 硬體架構

Arduino：

  • Arduino 是基於微控制器（如 ATmega328）的開發板。微控制器是一個單一的處理單元，具備處理基本運算和控制輸入輸出的能力。
  • 它的處理能力相對較弱，適用於簡單的任務，如控制LED燈、感測器數據收集、電機驅動等。
  • 記憶體較小，通常只有幾KB的 RAM 和 Flash 存儲空間。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 是一個基於 ARM 處理器的單板電腦，具有更強的處理能力。
  • 它具備完整的作業系統支援（通常是 Raspbian 系統），並且能夠運行複雜的應用程式和網頁服務。
  • 記憶體一般為 1GB 或更多，存儲空間為 microSD 卡，這使得它能夠支持較為複雜的處理和多任務處理。

2. 運行環境與操作系統

Arduino：

  • Arduino 不運行完整的作業系統。開發者通常寫 C/C++ 程式碼，並將其直接燒錄到微控制器上。
  • 適合單一任務或簡單控制系統，不會處理複雜的多任務和多線程操作。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 運行完整的 Linux 作業系統（如 Raspbian），支持多線程和多任務運行。
  • 可以像普通電腦一樣運行應用程式、瀏覽網頁、播放多媒體、連接網絡等，並且能夠進行更高級的開發。

3. 輸入輸出接口

Arduino：

  • Arduino 擁有多個數字和類比輸入/輸出接口，適合處理感測器、馬達等低級別硬體交互。
  • 它的輸出端口適合簡單的硬體控制，如點亮LED、控制小型馬達等。

Raspberry Pi：

  • Raspberry Pi 提供較多的通訊接口（如 USB、HDMI、網路端口、GPIO 等），並且可以連接更多外部設備。
  • Raspberry Pi 的 GPIO 接口也支持數位和類比輸入輸出，但需要額外的模組來支持類比信號。

4. 用途

Arduino：

  • 由於其簡單的硬體架構和開發環境，Arduino 更適合用於小型、低功耗的嵌入式應用，尤其是在機器人、感測器數據收集和控制等領域。
  • 適合初學者進行簡單的硬體編程。

Raspberry Pi：

  • 由於其強大的處理能力和作業系統支持，Raspberry Pi 更適合用於需要大量計算或處理複雜任務的應用，如物聯網、媒體中心、個人伺服器或教育用途。
  • 也適合進行較為複雜的軟體開發、網頁伺服器搭建、桌面應用開發等。

5. 學習曲線

  • Arduino：

    由於硬體架構較為簡單，Arduino 的學習曲線相對較淺，適合入門者和初學者。開發過程中可以專注於基礎的電子學和編程知識。

    Raspberry Pi：

    Raspberry Pi 提供更多功能和選項，學習曲線相對較陡。開發者需要學習如何使用 Linux 作業系統、編寫較為複雜的程式，以及如何處理硬體和軟體的交互。

    6. 能效與成本

    Arduino：

      • Arduino 消耗的電力非常低，適合長時間運行的嵌入式應用。
      • 價格相對較便宜，是一些簡單專案和 DIY 愛好者的首選。

    Raspberry Pi：

      • Raspberry Pi 雖然比 Arduino 消耗更多的電力，但仍相對節能，並且提供更多功能。
      • 相比之下，Raspberry Pi 的價格較高，但對於那些需要高性能計算和更多外部接口的應用來說，性價比仍然很高。

    總而言之，Arduino 適合於簡單的硬體控制和嵌入式應用，特別是在對低功耗、低成本的需求下；而 Raspberry Pi 則適合需要高處理能力和完整作業系統支援的應用，特別是在需要進行較為複雜的軟體開發和多任務處理的場合。選擇哪一個開發板，取決於您的專案需求和對開發環境的熟悉程度。

    延伸閱讀

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Raspberry Pi 5
05 3 月

Raspberry Pi 5 與 Raspberry Pi 4 有何不同？一張表格看懂規格差異，告訴你該不該升級

Raspberry Pi 單板電腦 自推出以來，就受到全球開發者和愛好者的追捧。這款低成本、高性能的計算機系統已被用於無數項目，其應用範圍之廣令人驚嘆。如今，在 Raspberry Pi 4 發布四年後，最新版本 Raspberry Pi 5 終於面世。與上一代相比，Raspberry Pi 5 在性能、功能和價格方面都有了不少變化和改進。本文將為您詳細分析 Raspberry Pi 5 和 Raspberry Pi 4 之間的主要區別和重大改進。

Raspberry Pi 5 升級了什麽？

功能規格 Raspberry Pi 5 Raspberry Pi 4 Model B 關鍵差異
CPU 四核 2.4GHz Cortex-A76 四核 1.8GHz Cortex-A72 效能提升 2-3 倍
GPU VideoCore VII @ 1.1 GHz VideoCore VI @ 800 MHz 圖形處理更強
RAM 4GB, 8GB (LPDDR4X-4267) 2GB, 4GB, 8GB (LPDDR4-3200) 記憶體速度更快
顯示 2 x micro-HDMI (支援雙 4Kp60) 2 x micro-HDMI (僅單 4Kp60) 雙螢幕效能更佳
相機 2 x 4-lane MIPI CSI/DSI 1 x 2-lane MIPI CSI, 1 x DSI 支援雙鏡頭
PCIe 1 x PCIe 2.0 接口 無 可外接高速裝置 (SSD)
USB 2x USB 3.0, 2x USB 2.0 2x USB 3.0, 2x USB 2.0 速度規格相同
電源 5V/5A (PD), USB-C 5V/3A, USB-C 需要更大功率電源
特色功能 內建電源按鈕, RTC 無 操作更便利
I/O 晶片 RP1 I/O 控制器 (自研) BCM2711 內建 I/O 效能更好
價格 (8GB) 約 $80 美金 約 $75 美金 價格略高，效能倍增

Raspberry Pi 還增加了兩個新功能來幫助跟蹤產品的銷售（和潛在退貨）：每個電路板的 PCB 頂部都有一個標記，用於識別特定電路板配備的內存密度。所有電路板在電路板和盒子上都有一個唯一的序列號，以便於跟蹤。

 

CPU 效能：A76 vs. A72 的世代飛躍

Raspberry Pi 5 最大的升級來自於 CPU。它採用了博通 (Broadcom) BCM2712 晶片，搭載四核心 2.4GHz 的 Cortex-A76 處理器，對比 Pi 4 的四核心 1.8GHz Cortex-A72，效能提升了 2-3 倍。這意味著在處理複雜運算、編譯程式或多工作業時，您會感覺到明顯的速度提升。

根據知名 Raspberry Pi 評測專家 Jeff Geerling 的實測，在多項基準測試中，Pi 5 的綜合效能確實達到了 Pi 4 的 2-3 倍。

GPU 升級：流暢的 4K 影音與圖形處理

圖形處理方面，Pi 5 的 VideoCore VII GPU 頻率提升至 1.1 GHz，超越了 Pi 4 的 VideoCore VI (800 MHz)。這讓 Pi 5 在播放 4K 影片、執行圖形密集型應用或輕度遊戲時，表現更為流暢。

顯示支援：真正的雙 4K@60Hz 高清輸出

雖然 Pi 4 和 Pi 5 都支援雙 micro-HDMI 輸出，但 Pi 5 能真正實現「雙 4K 60Hz」同步顯示，而 Pi 4 只有一個接口能達到 60Hz。此外，Pi 5 對 H.265 硬體解碼的支援，也讓它在播放高畫質影片時更有效率。

關鍵革新：首次加入 PCIe 高速擴充接口

這是 Pi 5 的一大亮點！它首次引入了單通道的 PCIe 2.0 接口，雖然需要透過轉接板，但這讓使用者可以外接 NVMe SSD 固態硬碟或其他高速擴充卡，極大地提升了儲存效能與應用潛力，是 Pi 4 完全沒有的功能。

貼心設計：內建電源按鈕與 RTC

過去要開關機或重啟 Raspberry Pi 總需要拔插電源線，Pi 5 終於內建了實體的電源按鈕，操作更直覺方便。同時，它也整合了即時時鐘 (RTC) 電路，只需外接電池，就能在斷電時也保持時間同步。

價格和內存比較

也許令人驚訝的是，如果我們比較具有相同 RAM 的版本，Pi 5 並不比 Pi 4 貴很多。與 Pi 4 的 8GB 或 4GB 配置相比，Pi 4 的 8GB 或 5GB 配置僅貴 5 美元。

你可以用 Raspberry Pi 5 做什麽？

樹莓派 5 的硬件升級，讓它成為了對 CPU 或 GPU 要求較高的項目的理想選擇。最明顯的應用場景就是桌面 PC，這也是樹莓派 5 展現優勢的領域。在日常桌面使用方面，樹莓派 5 的性能與性能更強大的台式電腦或筆記本電腦相差無幾。此外，通過第三方 HAT 接口連接 NVMe SSD 運行操作系統，讓樹莓派 5 成為家庭桌面應用的首選。

Pi 5 對於 I/O 密集型項目也具有優勢。例如，NAS 或備份存儲解決方案將受益於 Pi 5 改進的 I/O 速度。對於涉及高分辨率攝像頭的項目，Raspberry Pi 5 也是一個更好的選擇，因為它的 MIPI 連接比 Raspberry Pi 4 提供更高的帶寬。

Raspberry Pi 5 與 Raspberry Pi 4：哪個更好？

Raspberry Pi 5 現已全面上市，憑藉其大幅超越前代的性能，為所有開發者帶來了革命性的體驗。

相較於 Raspberry Pi 4，Pi 5 不僅功能更強大，其 4GB 和 8GB 版本的定價也只略高一些。因此，對於大多數需要 4GB 或 8GB 記憶體的應用或新專案來說，Raspberry Pi 5 無疑是性能與未來性的最佳選擇。

如何根據專案強度選擇 Pi 5 或 Pi 4？

目前台灣物聯科技 Raspberry Pi 4 僅供應 8GB 版本，2GB 和 4GB 版本已非主流供貨。如果您是在尋找低功耗或預算極為受限的低強度專案，例如：

  • 簡單的感測器數據採集
  • 輕量級的家庭自動化控制
  • 對性能要求不高的嵌入式應用

在這種情況下，Raspberry Pi 4 仍是性價比極高的備用選項。

但對於需要處理速度、更佳多工或邊緣運算等任何中高強度專案，我們強烈建議直接選擇 Raspberry Pi 5，以確保您的專案具備最佳的運算效率和未來的擴展性。

 

常見問題 Q&A

Q：Raspberry Pi 5 能用 Pi 4 的配件嗎？

A：部分配件可共用（如 GPIO 模組），但散熱片、電源供應、外殼可能不相容。

Q：Pi 5 適合初學者使用嗎？

A：若你想學習 Python、Linux 或 IoT 開發，Pi 5 是非常適合的新一代入門工具。

Q：PCIe 是什麼？為何重要？

A：PCIe 是一種高速擴充介面，可讓你連接 SSD、加速卡或更高速設備，讓 Pi 能勝任更專業任務。

Pi 5 在 CPU、GPU、顯示、儲存、I/O 擴展上全面升級，是 Raspberry Pi 歷來最強版本。依照您的專案需求，選擇最適合的版本吧！

延伸閱讀

資料來源：Raspberry Pi 官方網站，內容經台灣物聯科技整理與分析。

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