许云鹏
【摘 要】与普通照片不同的是,全景图可以最大程度地记录场景。它具有视野广、直观、观看自由等优点,具有很强的互动性。本文对全景图的前期拍摄以及后期合成进行分析研究
【关键词】全景图 Autopano 拼接
随着智能手机摄影功能的不断进步,现在每部手机上几乎都有一个全景拍摄的功能,我们只需要拿起手机按照手机上面的提示,匀速地横扫一圈,就可以得到一幅长画幅图像,但是由于拍摄的图像只能左右移动,并且视野有限,上下也有相当一部分视野未拍进图片里,因此这种图像并不能称作真正意义的全景,而真正意义上的“全景”是指视角范围能够达到或者接近于360°×360°。
与普通照片不同的是,全景图可以最大程度地记录场景。它具有视野广、直观、观看自由等优点,具有很强的互动性。而与传统的三维建模相比,全景图可以真实地还原现场,并且具有制作成本低、周期短、画面数据量小、观看方便、交互性强等特点,因此全景图广泛应用于房产装修设计、公司环境展示、展厅展示、旅游景区风光以及路线等。
现阶段全景图像获取的方式有三种:
一是用专业的一体化全景相机拍摄。虽然一体化的全景相机很容易拍摄,但不足的地方也很明显,画面的清晰度不够,色彩表现也不太好,而且分辨率高的全景相机价格不菲。二是利用单反相机等专业设备以及普通镜头拍摄。用单反相机拍摄全景图,一般对像素要求比较高,应尽量选择高像素的单反相机,而对镜头的要求可以相对较低,普通镜头均可达标。三是利用鱼眼镜头拍摄。由于鱼眼镜头视角比较广,只需要拍摄几张图即可覆盖整个场景。
由于单反相机视角有限,所以需要进行多次拍摄并后期拼接照片才能最终实现全景摄影的效果。因此需要在同一位置,拍摄不同角度的照片。一般分为5个区域:水平、斜上方、斜下方、顶部、底部。拍摄时,首先水平方向360°拍摄,每拍一张照片旋转一定角度,保证两张相邻照片有50%的内容重合。斜下方、斜上方与水平方向拍摄方法一致。最后拍摄顶部照片与底部照片。底部照片一般拍摄2张,其中一张需要将三脚架移走拍摄。拍摄中,相机要设置为相同的曝光,所以应选择“M模式”,固定快门、光圈以及感光度。
拍摄完成以后,我们需要使用Photoshop与Kolor Autopano Giga来对照片进行后期调整以及照片拼接。其中来自Kolor的Autopano是一个非常强大的图像处理工具,拥有先进的图像拼接程序。Kolor于2017年被GoPro收購,并且自2018年9月14日起,将不再维护或支持Kolor产品。所以现有的Kolor Autopano Giga 4.4.2应该是该产品的最后一个版本了。虽然产品不再更新,但由于其功能强大,更重要的是简单易用,拼接的精确度很高,并且对图片不论是颜色还是融合度都把控得很好,所以仍然是现阶段最好的图像拼接软件之一。
拍照结束拿到素材后,首先要对照片进行调色,对于一些曝光过高的地方尽量调整到正常范围内。然后打开Autopano,进行一些设置:
在编辑-设置菜单中尽量将临时文件放置在固态盘中,因为该软件的图像拼接非常消耗资源。在编辑-设置-检测界面中勾选"检测",检测是指软件会自动在两张图片相接近的区域范围内添加控制点。在检测质量处选择"高质量"。控制点数量选择"最大值200"。这样设置可以让拼接的质量提高,运算更加精确,降低拼接错误率。在编辑-设置-检测-链接界面中,勾选强制所有图像在同一个全景图中,并且勾选查出链接在所有级别。
设置完成后,选择图像所在的文件夹导入拍摄的照片。许多拼接软件的逻辑是基于摄影师选择在给定文件夹中的所有照片,但Autopano还可以分析文件夹和组,以及在给定时间内拍摄的所有照片。Autopano从每张照片中读取EXIF数据并提取拍摄时间。如果拍摄的照片时间差很小(可以在导入时选择最大间隔120秒),它就会在逻辑上推断出它们属于同一个全景图。如想要组装一个千兆像素的全景图时,只能通过电动全景头实现,只需单击菜单的第三个图标就可找到对应的设备厂商进行批量导入。
将源素材导入到了Autopano软件中后,接下来要做的是对它们进行初步的缝合。一般情况下,软件是会识别出使用镜头类型的,不过在使用超广镜头的时候,它有时会识别为鱼眼,如果镜头没有被软件正确识别的话,拼接会出现错误或者误差较大。在参数和镜头类型正确的情况下,点击检测按钮,软件就会对照片进行检测与拼接,拼接完成后,会在右侧窗口显示结果图。
然后点击编辑,打开全景编辑器,首先检查缝合的质量。在编辑器左侧的“信息”面板上,当标志为绿色时,表示RMS(平均误差)小于5个像素。一般数值在3以下,表示结果非常理想。当数字大于3时,会用橙色或者红色进行标注数字,表示拼接有问题,但这个数值并不完全代表拼接质量。如果前期拍摄方法正确的话,后期并不需要很复杂的参数调整。生成的全景图一般需要手动调整一下水平以及垂直关系,点击“自动调节水平”系统会自动调整图像水平位置。点击“垂直线条工具”,在全景图中添加垂直线,一般2至3个垂直线就可以达到要求。单击左侧信息列的绿色对号按钮进行验证,或者单击键盘上的Enter,软件会根据所添加的垂直线将图片进行校正。点击遮色板编辑,选择要保留或消除的内容。如果图像中出现三脚架、脚或者路人,在一张照片中可见而在下一张照片中不可见,只需使用遮色板点击要去除的目标即可。如果拍摄了相同位置但曝光不同的多张照片以增加照片的动态效果时,在Autopano中只需要点击融合按钮,点击启动,然后移动三个目标滑块,增强阴影和高光即可达到理想的效果。
接下来进行渲染。在“编辑全景图”窗口中,单击“渲染”按钮,进行渲染前的参数设置。由于720yun等网站需要上传2∶1比例的图像,如果后期需要修补天空,可以在输出时不按这个比例渲染,待后期修图时调整,否则需要将图像修改为2∶1。在混合预先设置选项,可以选择消除叠影或者曝光融合。
对于输出格式,如果文件大于2G,最好选择psd或者psb。在用高精度前期拍摄的前提下,Autopano Giga是一个相当高效的软件,我们可以把一天拍摄内容的整个目录导入软件,让它自动去寻找可以拼接的全景图,并最终批量在后台输出。当全景图渲染完成后,如果仍有一些拼接错误,这时就要用photoshop中的修补、内容感知移动、仿制图章等工具进行最后的调整。
(作者单位:抚顺广播电视台)