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捣鼓立体(3D)全景的玩法

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BH7NLJ 发表于 2018-7-12 15:25:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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      【前言】这几年,全景技术突飞猛进,建立在全景之上的VR也是如火如荼。可是,戴着一个VR眼镜看普通全景,还是觉得缺了点什么…
4 [# O9 z/ \$ J去年底,有幸去深圳看到科技公司参观学习,与看到科技的CEO陈丹先生聊了很多技术问题,诸如深度图技术,一次成像技术,3D图片合成技术等,受益匪浅。通过体验,看到科技的3D全景相机在成像品质上确属业界一流,尤其在3D全景视频上的表现,有一种被惊艳到的感觉。然而,看到科技的后期制作技术要求却是一般人难以承受的。用专用APP在线观看看到科技的3D全景图,网络不好会非常吃力。我总想用最简易的办法得到最惊艳的效果,于是开始捣鼓普通人玩3D全景,来看看怎么玩的?…' o  l$ Y- X, \& H

: ]6 z6 Z8 H; S+ ^# \4 O7 f
预知概念

( z8 c+ \7 M8 W# k! o& b瞳距:是人眼瞳孔的间距,成年男性的瞳距多在58~73mm之间;成年女性的瞳距多在53~65mm之间。平均值大约62mm。
' r+ |9 x0 }! q; o  t, L# P. }( b9 Y7 s- x8 X2 l1 Z/ s
视差:这里说的视差是左右眼分别看同一个物体表现的差异。其实也就是因瞳距不同而表现的差异。有视差才有深度,也才有立体感。7 A% S' f6 u5 |# [3 A  b2 N
* L& ?% J. t+ Y8 g
镜距:是拍摄时二个镜头的间距,或者单机平移的距离。镜距与立体感有很大的关系,后面详述。 !.jpg $ ~7 `" I+ M  R7 @$ O  _9 _

! _- n& H+ j' Q8 P7 A& r% D% v* R) R- W% I  i! N6 R! ~( I
瞳距的测量
+ |0 w# |& T0 V) g! t0 [

# X7 }6 h7 b. E  l/ u我们只需要了解瞳距的平均值即可。因为观众的瞳距我们无法知道,也只能用平均值来参考拍摄。有兴趣的朋友可以自已测量一下自己的瞳距,拍摄时以自己的瞳距为参考也可。
1 v" h) ]; }8 V! o !.jpg % S! O' K! [" Q# G9 f* g

) j9 A6 X, [. m" {, r
观看VR的理想状态

  s8 h  A  K/ j* k
8 X2 T1 u- F" N* g( K通过VR眼镜看3D全景,最理想的是,瞳孔,透镜光心,画面中心三点一线(如图)。% F5 y- T+ g* }7 y
!.jpg 3 ^4 t: f1 H) _0 w) f7 B3 I. L2 `: n* N

$ }8 I6 s. C' R. {* j; ]# m
观看VR的实际状态

& }0 D3 q+ b$ y: Q
  R1 B1 u% C( a7 O3 |( j0 \7 w3 M然而,现实中的情况却很骨感,多数情况下瞳孔,透镜光心,画面中心并不在一线上。误差是必然的,也是不可调合的。也就是前面说的,只需要记住平均值就可以了。这个平均值就是拍摄的基础。
2 w9 D! W  ]/ ?! _ !.jpg 4 Q' Z# _( l. I3 N

1 M7 I9 ?- _' u" w5 q
深度图原理

/ {; }% E' o+ N; _0 G& Y' R" _" t. \( i* [5 Q
深度图是一次成像立体相机的基本要素,立体效果由深度决定。看不懂没关系,但要知道两个镜头各有分工又有合作,能把平面和深度同时拍下即可。6 f% ^) x4 `6 T- [
!.jpg + [6 R, L8 W) D, W) N# R) o7 O
  I! m  Q: @5 P/ S1 z* Q
深度图参考
# @& s$ D& _7 ?( Y5 C

% C; q& L7 s' L' _, ]深度图的理论我也不懂,从网上找了些图片研究一下而已。9 Q, Y" [7 u% ?
!.jpg + E$ W. H+ S- O* z0 L6 i, `6 M

: g2 A) K0 y) K
深度图算法图一
( ]4 g3 m0 r6 I" F3 X% }
; `% d0 K. K+ E
算法是相机设计的基础,同样,深度图是立体相机的设计基础。
' N1 g5 D; S9 H* L: }! c; M !.jpg
9 G* d& d7 W% X- r. j2 F, f; @+ u/ i1 n( c( D
深度图算法图二

. Q/ k6 @' [4 _# j7 K  n) y算法的优劣决定了成像的品质。' M& z, x9 O) Z7 n# C; N

: f& g* L) }9 q- N
镜距与立体感的关系
9 b! O! m& I. {3 c9 ?
人眼在观看立体景物时有一个特点,太远或太近的景物立体感均不会太强。如果摄影也按照瞳距来操作,结果与人眼观看是一样的,远距景物或微距景物几乎没有立体感。所以,有些时候,必须调整镜距以获得最佳立体感。- ?6 d( S6 E1 e( z$ k: X7 V
!.jpg 7 k* Q  |. k1 _' S5 w6 t
- |! \8 o( K% z" K' Y0 h$ o7 o9 j

* p% U5 H$ \" m( o5 ~3 F6 T- X
最佳立体感理论
" S1 x1 F+ q  R5 A% I

* E# d1 s( Z0 t8 r国际上比较认可的公式有二个,一是1/50理论:镜距=物距/30~50,另一个是1/焦距理论:镜距=物距/焦距。即50倍镜距处的景物有最佳立体感。
7 X9 f8 d3 R6 x' C' `! o !.jpg $ D; k% x; s- T* R, y+ M
5 }3 [& w8 I- H! I1 I% [* ^
3D摄影大师苏胜强老师的理论

' M0 l( e$ S; L: d4 m有点复杂,但比较精确,可以实际参考。
% t3 ^- B1 z. q2 n: w2 ~6 Z& n- R: T+ y+ o
如何拍摄立体全景?
0 E! A+ Y" O. z0 ?
通过前面的叙述,再看看深度图那些高深的理论和概念,我也晕菜,但想想深度图技术是一次成像相机所需要的,而我们用普通相机分别拍摄到两张有视差的图,并不需要深度图。只要两眼分别看二个图,立体感不就出来了吗?立体全景的拍摄,不能完全按照立体感的理论来操作,因为全景讲究一个节点,偏移节点的全景极难拼接,为保证全景的完美,宜尽量减少偏移量为妥。说到这,老斯基应该知道怎么做了。下面就是具体拍摄方法:
' o# r& K6 J# g3 S& R# f$ _8 c- |- A  P1 v
一、双机拍摄,适合室外大场景,对节点要求不高的情况,哪怕是有运动物体的场景也是可以的。相机间距取平均瞳距62mm,也可以取自己的瞳距为参考。
; ?5 H. H; ^$ O/ W: q8 i
+ C/ Q3 u3 Z7 {1 V5 g二、单机拍摄,适合老斯基操作,尽量避免有运动物体的场景。因为偏离中轴的全景图不容易完美拼接,所以,不应在小场景内拍摄。假定我们选取的瞳距是60mm,则相对于中轴左偏移30mm拍摄左眼全景图,完成后,相对于中轴向右偏移30mm拍摄右眼全景图。这时候,有一个稳定的三脚架尤显得重要。建议锁快装板的螺丝别拧太紧。老斯基都知道,这种拍法不符合常规,前景不能靠太近。使用镜头箍代替节点云台会更加完美。( E( f0 b5 \4 o- j$ ^7 n8 v- o

* T9 h" e& i! J1 m
如何拼接?
" F1 `6 ?: }2 R) b, S
大多数全景玩家对拼接单一全景图都不会陌生。我只强调一点,拼接前,请把左右眼全景图分别放置在不同的目录(比如left或right),并取同样的名称。( ?: P) d8 N6 z0 [. A% V
拼接后得到二个全景图(左眼图和右眼图),需要把两图再合成一个正方形的全景图,左眼图在上,右眼图在下(其实还有多种合成方法,这里只说最简单的一种上下并置)。还不支持立体全景的网站可能需要修改上传规则了,以后不仅需要能上传2:1的全景图,还要支持1:1的3D全景图或其他模式的3D全景图。
9 ^7 I7 k9 _6 x
如何切片?
/ [% c% `" s2 J. ]' I9 u$ r0 ~
我们知道,Krpano从1.19.pr9开始就已经支持3D立体全景。支持的图像模式还很多:$ v2 O7 E5 C/ D  z; R6 g) u  [' P
1、一个12x1或1x12的条形图(左右并置或上下并置均可);
& D, U1 h& [& l) ~2、二个6x1或1x6的条形图(同名分置不同目录,左眼图放目录1,右眼图放目录2);) J. e; ?+ y8 k' ^3 I. P
3、二个2:1的全景图(同名分置不同目录,左1右2);0 f  J1 h" }7 }4 |1 S$ I
4、一个包含有左眼全景图和右眼全景图的单一全景图(这比较拗口,实际上就是上下并置的1:1全景图或左右并置的1:4全景图)。) A8 x* u2 E& b' X: L5 f# Q
我建议用第四种,上下并置的正方形1:1全景图。管理、保存、查看都比较方便。也适合网站上传后自动切片处理。
4 }7 v, o) f7 y( f" D  B对于包含左右眼全景图的3D全景图,直接切就是,生成的xml文件自动形成,不需修改。
$ X! j5 D1 h. ^1 T如果还没有pr9及以上版本的也可以分开切,但切片前,要把两个图分别放到目录1和目录2下,并取相同的文件名。需要注意的是,左右眼目录的命名默认是1或2。切完后还需要修改xml文件。
6 j, A$ c  G. x8 R6 a0 G: `立体全景图的xml文件与普通全景图的文件只有少许差异,在image元素里多了二个描述立体图的内容,在cube元素里的url地址中多了一个目录选项%t:/ }" ?3 ~. m$ }* }/ Q. w' b
普通全景图:
' Q, T7 n+ _- H<image type="cube"…2 x: Z8 }# P+ |, _- P" P& a! N' W
<cube url="3dpano.tiles/%s/
( E2 a: Q6 d" N! F% b) x# N立体全景图:
8 J0 J  p& X$ O3 z+ K<image type="cube" stereo="true" stereolabels="1|2"…
) B1 k- Y' u- l/ G; I<cube url="3dpano.tiles/%t/%s/. k' Z, p5 C' q+ ?3 K0 q! j
看出区别了吧?一个是“立体有效”,另一个是“左右眼目录分别为1和2”。普通全景图不需要选择目录(有且仅有一个目录),而立体全景图多了一个目录选项%t(一个是左眼图目录,一个是右眼图目录)
( i) I, f6 J: Q$ c) f. Z  n  m, Z+ d* _$ W
如何显示?
0 O( E0 E- g: P) l+ d( L1 Y
只要是用Krpano 1.19.pr9以上版本的网站都可以显示3D全景效果。建议没有升级的网站尽快升级,现在最新版本是1.19.pr16。7 g0 g5 Z* D6 g$ ]* N
观看立体全景图,需要佩戴VR眼镜,否则只能看到左眼图。手机屏幕需要设置为自动旋转,在画面出现后,只是左眼图,当猛戳VR图标(有的是大眼睛图标,有的是眼镜图标)后,嘿嘿,是不是有不一样的烟火?这里发布几个案例供大家研究:
) S& F( C2 M2 x8 e7 b& f4 j5 U 2017深圳健美电视大赛3D全景效果
4 L. H% V8 x3 |! [  q4 c- o这张照片是用看到科技Obsidian R相机拍摄。一次成像,深度图生成。图片版权归看到科技,这里仅供参考。: q" C) o* r+ {: l
香港尖沙咀1881夜景3D全景效果, r  W# Y: G8 x
这是从看到科技网站下载的3D全景图片。仅供研究,版权归看到科技。
! ]3 x0 Y7 B9 v3 G 深圳市民中心3D全景之一, |) n+ Q) E8 ^/ X
这是用单机平移法分别拍摄的3D全景效果,近处的人物是二位影友兼职麻豆,在整个拍摄过程中一动不动,非常感谢!3D效果非常好。# d! z0 w) B6 I7 {  _$ |
深圳市民中心3D全景之二1 Z" k1 Z0 w7 k5 b4 E
同样是单机平移法拍摄的3D全景,先拍左眼图,再拍右眼图,分别拼接再组合。除了人物,3D效果都很好。  D6 [7 q) e; p" C( W% a0 q
深圳图书馆与音乐厅3D全景之三
4 e. B: Y) I9 ]1 u: F3 t这一张3D全景案例在拍摄右眼图时,音乐厅里出来很多人又不离开,所以人物部分效果不好,但建筑物的3D效果还是不错滴。8 o, S+ j+ i% h, e0 S" w
说明
6 E% M4 F! b8 h  C7 m& |; c  K+ t
本文首发在【全景旅行者】,因看到本站也有立体全景栏目,转来凑个数。文中涉及图片均来自网络,版权归原作者所有。欢迎大家互相交流,批评指正。
3 T7 K7 _' @9 U% P5 t2 U3 q
- T- Y. S. W! F" v$ F6 g
明海+ 发表于 2018-7-12 16:11:36 | 显示全部楼层
精彩,这捣鼓不错!
何勃然 发表于 2018-7-13 09:00:45 | 显示全部楼层
看的我一点蒙
明海+ 发表于 2018-7-13 11:45:08 | 显示全部楼层
阎涛 发表于 2018-8-19 21:52:30 | 显示全部楼层
广州摄郎 发表于 2018-8-27 04:30:11 | 显示全部楼层
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