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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…
- R, H+ T9 O( r" b; q! u4 e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?…+ X& Y" \6 n5 W8 X- i5 i4 S1 `

' q$ b& Y" d( }; Z* ]3 X, X7 F
预知概念
' H2 k2 I( V& k3 V  s: X# Q
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。7 m' P3 @2 l4 v. r
4 `- R! e4 H) J
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。
" G( r* E6 a% e1 s6 a# _# q1 O
3 j; f. W! ^* @( X: r! ]. D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 8 U2 }+ Z6 W. @$ B2 U. a
# z5 W8 J# o. d6 V7 u! ^6 F. r; ]

& ~& K; X2 |% v( V/ Y# T3 j- ~9 t
瞳距的测量
! R7 M6 N7 X4 N8 B/ j$ P# U- l
+ Q: Q1 ]7 O) b& K
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。9 n/ o9 q, x) R6 I. j* Q: Z
!.jpg   D5 Y- e( S: `5 y: }- L8 Q# m9 P6 V

7 Q* u: n% v. U7 g
观看VR的理想状态

- t  I' X/ L1 m' J
7 @( x% G- P$ z4 `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)。3 V7 c7 n% z0 A& d- m
!.jpg ' z0 d1 [: l$ T! K/ O7 i4 h; k

. [$ f& `9 B. f" P% h3 N3 r! V
观看VR的实际状态
" P0 @3 ^$ j; n5 ]5 g/ n: {
( e3 h7 H: z( k$ [- b
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。% K. b8 u- B# `: j
!.jpg
% D9 k. E: }, G" ~3 R! ^
6 I3 a& {9 F" A" K' \, L% B: F
深度图原理

1 z& M) @, ?& N* f1 J) `" B' H
# V+ Q3 [  C4 [9 T1 d! i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。3 _% b5 d2 U6 |$ A$ n8 \
!.jpg
% l# D1 t" \7 {. a- }" r! H
8 V/ s3 m( E# v2 H. n4 D! C  p7 E
深度图参考
7 C. G# ~, h+ v
, l0 p* ]. l: l* e  ?' b1 D( s
深度图的理论我也不懂,从网上找了些图片研究一下而已。1 G2 `6 l, z% x# Y
!.jpg
! a6 f7 N7 R* f; [4 y2 p8 Y& ^/ ?! }' ]' e( ]& _
深度图算法图一
. G. q/ w- o# i8 Z: N1 i; i0 p
9 ]* p) [+ N+ P' U1 @) Z
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。9 G* L; z% t8 p+ O) r  H$ L: p
!.jpg
) J% c: X: R% k: m
5 }( F/ z" A5 e9 L8 O3 G. F
深度图算法图二

  ?, F& U- [" D算法的优劣决定了成像的品质。
6 p0 {6 A6 \3 @' \( C7 J: J8 y8 Y7 V+ C" @4 r9 b+ W  l! n/ Q- b+ l
镜距与立体感的关系
0 X, j' ?. [2 |$ X8 p3 }
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。# N, v3 F- j4 \1 u0 M
!.jpg
7 V# P' J0 {0 d
: M; b. b. {+ Y5 ^* |
( q: r9 t3 ^1 E- v, L, b0 Y# m4 i
最佳立体感理论

/ i4 ?0 J% Y# x, Y, T; W  i9 A- y9 |: ~- i
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。
0 G, n9 ~  v. p4 o !.jpg
( j( }6 }& a$ O
8 I' m, V  ?5 M8 r# t; }0 X0 ]
3D摄影大师苏胜强老师的理论
2 u% @1 `$ u4 y1 c& l, o- `
有点复杂,但比较精确,可以实际参考。
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0 o- l' K% B! a5 t8 s' @; G! \* c9 ]
如何拍摄立体全景?
2 w* V0 _& W$ Z! M1 ^
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:( `( C, K" C3 p' q- P
3 d! ~$ A8 d) L  d( f8 s8 }
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。
. l. ?5 R0 a6 w' P1 Y; a0 @% i; q0 ~3 Q% r
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。( j! g& ^' A7 C# C
6 H+ H' d" g% z$ B0 m0 U
如何拼接?
6 p# v2 ?0 K$ [% h4 O
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。
, d) {( r' l7 ]1 X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。" `# y3 V" L7 G7 O; o
如何切片?
# e/ L' Y( M4 J1 a& t
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:* B; Y) ^7 n& }. W( r  z+ K8 x
1、一个12x1或1x12的条形图(左右并置或上下并置均可);
7 s9 L1 P& E$ a0 V5 q# Y2、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);( }! s. K$ R) U9 I9 o, m
3、二个2:1的全景图(同名分置不同目录,左1右2);
+ A3 {3 R+ c; ]: c( V3 k0 \% F  S4、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)。
" y( Z) G' I, f& d% a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。; Y) b' I: g1 a3 x2 d" U
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。& P/ g$ i2 s  i
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。# U$ R/ Q5 L* L  p
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:2 Z1 O1 i* s, K, Q. b2 Z* y  x1 e+ P
普通全景图:
  B' ^# [: U* T4 ~" Q* b<image type="cube"…
  j/ R- I! p- M0 {) I<cube url="3dpano.tiles/%s/
8 E6 l: ]1 R; t3 Z4 ~$ n8 z立体全景图:
/ C# c2 d% G. j<image type="cube" stereo="true" stereolabels="1|2"…
0 j; R# s* _  j2 l2 O/ C<cube url="3dpano.tiles/%t/%s/
0 a* ?" P. l7 d$ a, v  H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)
0 w3 A$ N/ e& z' d" o4 w' E2 T, s7 c* T* Q1 L
如何显示?

" J0 I1 Y4 y$ j+ f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 L  t/ A# i4 p7 z$ D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:
9 x! z; o" o; p 2017深圳健美电视大赛3D全景效果' U; R5 z2 J& v8 q( F1 h3 T/ f$ Y
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。# X$ g0 U& w# ]
香港尖沙咀1881夜景3D全景效果
- M+ S2 M# a7 [( Y9 w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。
0 n6 ~3 W  S( k6 N/ P4 q0 T. H1 R 深圳市民中心3D全景之一
& `# N. f- g3 c4 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。
. d1 k+ I. {1 s  u% |8 P 深圳市民中心3D全景之二9 k4 w  R/ w! o3 M  P
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。  q4 W6 x! x3 ~! L; I
深圳图书馆与音乐厅3D全景之三' g/ K. k7 N$ f; H: b, @
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。
, p( f; d" R* l  p
说明
5 T' ^9 j. H* W" L, I7 @  r8 f8 e
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。
+ Q# m( C& g* d
. R! C; |5 y9 `, b& F. H3 a! v" y4 m
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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