捣鼓立体(3D)全景的玩法

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2018-7-12 15:25:53

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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…
! d: b8 w8 b4 q4 M( |& m, r; k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?…9 F$ m# g( \: b5 J

* @4 Y, j7 X" C) d! O4 }
预知概念

- [4 O+ O) c, L( n" {- `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。
& d0 B. [" [% e1 }1 c; e0 S! m. S
, V& _# @  D/ ?& r2 n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。6 x* Q- W  P+ h; h3 m9 J
# Y/ G' k: i! }; a
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
' s) a9 R0 U" q& `
3 k& K; _# R: v& r
0 c: _/ ]( m: W: I, x+ C) z4 W
瞳距的测量

* c0 V: L% _$ D, y: `# H& V- n1 p' p5 R4 Q
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。) Q# S  ?+ z. |
!.jpg - t( C2 w+ @8 w

8 D$ o' w! N& p" H, h& F
观看VR的理想状态

0 g0 j9 L% a- x) N9 `& J( ~4 m$ j' R4 C  b7 b
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)。( l& O8 O7 J! T! `8 d. A5 G
!.jpg 2 i  r6 l' M6 l, I. J9 D; l

+ J; J- }& Y* Y1 L" u( B3 K! X. f4 ^
观看VR的实际状态
9 _+ e$ }* O( Y4 I

, ?  G5 x( ^8 M1 \7 b3 @( `- L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。
. a" g; }' x6 N6 X !.jpg
) b8 i% x0 }0 B- L) H% E. f
. Z( [% T0 E4 J9 Z. D
深度图原理

: d  P  u/ ^$ I) V- Z9 _" T! S7 ?! s0 q% o
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。! w: z( l0 }; O' q/ B; W* p7 L% G
!.jpg
$ h( Q) H1 y; y; C  j
8 O' F4 R! r, R8 {& T1 o% F6 @$ |  P- g
深度图参考

" O" k3 w1 j* x( i2 ]
2 Q$ [- d3 d  q  V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 m' M  P- q% ]/ H
!.jpg ; M5 G% c, o$ N; a6 ?

- g/ T+ S  I' A1 ?* e5 U
深度图算法图一

- _6 h1 Q( B4 s. u4 t. @! o* \9 s
) _5 s3 _1 x6 b* h% o7 [, g3 c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。- W+ Q) X6 q2 f* P  ?  C/ m
!.jpg
* U0 I2 E. Z6 m8 L; I8 ]' `5 t& L1 d0 R
深度图算法图二

, @9 C+ M' H1 K  m算法的优劣决定了成像的品质。, t  \- i, |; o9 i  R: @8 x4 E
! M$ b: y/ s3 v' h  J
镜距与立体感的关系

2 M+ y' v' ~% r1 k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。; l5 R# L, J' f  {4 z
!.jpg ( }- B, Q9 \+ U$ Z+ E* L
* m& n" Y/ J, O
3 v2 B4 t' n# @5 c+ ?: T
最佳立体感理论

7 J* ^9 y. {& I4 p2 G# u$ _! \- Z& C; C# f; a0 d
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。5 T! n( o7 g! O( a$ D4 S
!.jpg / D6 q4 |: E% Q
* l* b* o4 K# S3 Q
3D摄影大师苏胜强老师的理论

% b/ z( a/ b( J3 O  w/ L有点复杂,但比较精确,可以实际参考。
( Z, n/ D+ {9 q  d6 |$ V
0 F' f1 J8 @: \" I1 b, T# k
如何拍摄立体全景?
, K# z, m9 H3 @- R5 P! ]8 [
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:
0 ?5 G" [( x' H: W. z: X
& k' W. p7 p0 a- y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。& G- T8 @+ U' g* k7 i- B2 o& z+ p
: d1 g+ E- w: W  G4 ^4 I/ y
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。0 S' s5 x* |& N/ Q; ^( i2 v
" Q' l# @$ X& j) n. _. }
如何拼接?

  O. Z3 `, \4 i' H+ d, E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。" N* Z' M9 J0 U. j
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。
) n: }/ Y  h4 H. ^3 P% b' D3 D" N( o
如何切片?

5 z; O8 H+ c# I6 r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:
3 `" Y& l, B$ t0 X' W* T- i: L- _1、一个12x1或1x12的条形图(左右并置或上下并置均可);; d4 n+ d3 |  |& w9 R5 Z3 N* h
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);6 m5 H$ M0 o5 T0 l
3、二个2:1的全景图(同名分置不同目录,左1右2);! C# ~: ~# e% l# w# }* ~9 S$ J& x. v
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)。! F6 u8 T2 @8 l! T
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。5 |5 v% t7 n- c
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。
8 l- g5 P0 l, O# ?& ~4 `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。
' z0 q* @( v% t. N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:
; L7 T! J& Z# A9 t# p8 \6 ^普通全景图:: F9 g; y9 c/ h( [
<image type="cube"…
; i' V5 Y! e) c<cube url="3dpano.tiles/%s/
3 ?: M7 C  J1 y; x- @立体全景图:; {8 E$ |  x. A+ @' K
<image type="cube" stereo="true" stereolabels="1|2"…
0 i% @4 D2 ^  B2 V7 J: ~<cube url="3dpano.tiles/%t/%s/  ^. w6 L  d) k! g  g: o3 B% F* V( M
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)
* r0 p/ m- p( V- w& z3 d1 r2 `3 H+ ^7 C/ u6 w% @0 T
如何显示?
+ [5 L: p% r. \( |+ D
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。1 @6 U" f+ N6 \  z7 q6 @
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:
- G0 O6 O5 z3 c6 \: f 2017深圳健美电视大赛3D全景效果
9 Q  p- @0 U6 T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。
# W5 u% }5 [  }# S* M 香港尖沙咀1881夜景3D全景效果" H( k! F& |' C
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。' \  F: e* W& x0 r, [% G
深圳市民中心3D全景之一
, C/ `9 K) C+ O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。
1 ]6 I# _8 Y8 Y% q5 W; G) E 深圳市民中心3D全景之二
0 T3 P& [3 T7 W9 K4 k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。9 L( \4 x4 B7 S5 Y* T+ p/ f
深圳图书馆与音乐厅3D全景之三
! |$ r$ N# I1 z) Y$ K* j0 j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。
& L2 f5 [( {* d3 z% D3 O7 p
说明

/ {  ~9 B) g5 F; B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。
. P9 v$ v* R9 d. J% C, g
8 C1 X6 e1 @$ B1 M# `8 u

沙发

2018-7-12 16:11:36
精彩,这捣鼓不错!

椅子

2018-7-13 09:00:45
看的我一点蒙

板凳

2018-7-13 11:45:08
何勃然 2018-7-13 09:00 AM
  m0 j( o7 a) J. T看的我一点蒙

0 \  ?( B2 z1 h; A8 _5 u我们都需要多学习O(∩_∩)O

地板

2018-8-19 21:52:30

6#

2018-8-27 04:30:11

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