全景摄影与制作实验教学设计

吴小胜?朱德权?吴杰

摘要：全景是一种新兴的富媒体技术，具有全方位、实景展示的特点，且内容丰富、形式新颖、制作和传播成本低。全景摄影与制作是高校传媒方向课程教学中重要的实践内容，要求学生具备基本的拍摄和制作能力，主要包括选择拍摄设备、计算所需拍摄照片数量、调节镜头焦点、全景拼接、全景发布等。文章设计并总结了全景摄影与制作实验所需的设备、内容和步骤，为该项目实验者提供参考。

关键词：全景；摄影；实验教学

一、引言

全景图又被称为3D实景图，是指将拍摄的水平方向360度，垂直方向180度的多张照片拼接成一张全景图[1]，是一种新兴的媒体技术，与单纯的图片或视频等媒体相比较，交互性是它最具吸引力的特征。相较3D模型图，全景图的优势主要是制作周期短、开发成本低、时效性强[3]。相较传统的平面图，全景图的优势主要体现在以下几点：

①全方位：类似现实世界中360度全方位观察周边事物；

②实景：采用数码照片拼接，展示的场景与现实世界场景保持一致；

③内容丰富、形式新颖：除了可以自由操纵任意角度互动性地观看场景，还可以添加文本、图片、声音、视频和超链接等多种媒体[2]。

近年来，全景图在各类宣传和商业应用中已越来越多，例如远程教育、网上看房、旅游宣传等。高校传媒方向专业已逐步将全景摄影与制作作为实验项目融入课程教学中，引导和鼓励学生运用新兴技术融入社会实践，有利于培养学生创新创业意识和实践技能。

二、实验目的

①了解全景图的特点和优势；

②熟悉全景摄影使用的器材及其安装方法；

③掌握全景拍摄的准备工作和操作步骤，能够使用不同焦距拍摄相应数量的照片；

④掌握全景补地拍摄的技巧；

⑤掌握相关后期处理软件的使用方法，能够熟练拼接和优化全景图；

⑥能够熟练将全景图发布到Internet。

三、实验仪器

①拍摄器材：单反相机、16mm鱼眼镜头、全景云台、三脚架等。

②制作软件：PTGUI、APG、Lightroom、Photomatix、Photoshop、Pano2VR等。

四、实验内容

完成一组地面全景摄影与制作：使用16mm鱼眼镜头按照实验步骤拍摄两组照片并使用相关软件进行拼接等后期处理，最后发布到本地和“720yun VR全景发布平台”等网站。

五、实验步骤

全景摄影与制作的步骤主要包括选择器材、全景拍摄、后期处理、发布作品等步骤。

（一）选择器材

一般专业拍摄全景照片至少需要四种硬件设备：单反相机、鱼眼镜头、全景云台和三脚架，下文将对全景拍摄逐一阐述这四种硬件设备的性能特点和选用要点。

1.数码相机

一般来说，只要能够手动调整光圈、快门速度和对焦的数码相机，都可以拍摄数码拼接片源图像。总体来说单反、微单和单电相机拍摄的图像品质比较好，当然个别便携机拍出来的效果也不错，光线差异不是很大的场景，甚至使用手机也可以拍摄。因此，理论上无论使用什么样的设备，都可以用于全景图像的拍摄。当然，商业制作还是建议使用单反相机，即“单镜头反光式照相机”的缩写，是相对于双（镜头）反（光式）相机来说的。同时，在全景摄影中使用同一焦段镜头，全画幅相机需要拍摄的片源数量比半画幅相机的数量少，更高效。

2.镜头

全景拍摄要求速度快、质量高，这就涉及拍摄照片的数量和清晰度两个方面：短焦距拍摄张数少，但清晰度较低；长焦距拍摄张数多，但清晰度高。为了平衡兼顾这两方面的选用矛盾，全景拍摄时，大多选择8—24mm的焦距短的鱼眼镜头或超广角镜头来拍摄。

3.全景云台

云台是安装在三脚架上方，用来连接三脚架和相机的中间构件，起到平衡与稳定的作用。全景云台在全景拍摄中起到重要的辅助作用。

①可以让相机在水平面上进行水平转动拍摄，从而达到使相机拍摄节点在三维空间中的一个固定位置进行拍摄，保证相机拍摄出来的图像可以拼合成360度的图像[4]。

②可以调节相机节点在一个纵轴线上转动，辅助拍摄天与地。

为了方便全景拍摄，除了上述两种功能，有的全景云台还附加了一些实用功能。

①在垂直旋转轴即俯仰轴处都有刻度标记，并且在转动到相应角度时还会有触感，方便摄影师在垂直方向精准定位旋转。

②防垂快装板，加高弧形防垂挡边，有效防止相机下垂现象。

③独立的外翻补地套件，使下方三脚架不再挡住地面，补地拍摄更加方便。

④分度台采用触感定位，不需要低头看度数，设置好刻度每转一下会有“咔哒”的触感回馈，可以实现盲拍效果。

4.三脚架

选择全景摄影的三脚架时，需要考虑稳定、承重、高度、便携四个方面，其中稳定性是最重要的，只有前期拍摄足够稳定，后期拼接才更省时省力。

①材质。三脚架常用的材质是铝合金和碳纤维两种。铝合金的价格相对较低，但重量较大，不便于携带。碳纤维的价格相对较高，便携性、抗震性、稳定性都较好。

②承重。三脚架之上有单反和云台，所以承重是个很重要的参数，一般需要承重在5kg以上。

③高度。拍摄全景图，构图的要素之一是视平线的高度。在保证所需高度的前提下，三脚架中轴升起高度越低、脚管伸展越少、脚管直径越大越稳定。

④自重、折起长度。在稳定第一的前提下，还要尽可能轻便，尽量选择重量轻、收纳高度低的三脚架，以便于携带。

（二）全景拍摄

1.确定拍摄照片数量

全景拍摄中一般将等效焦距对应的视角与图片重合区域这两个因素作为计算拍摄照片数量的条件。实验时可以进行不同尝试，找到不同条件下既满足拼接要求，又能獲得更好图像质量的合适照片数量。

①部分等效焦距与视角的对应关系，见表1。

②重合区域。我们拍摄的360度一圈的照片，之所以能够实现无缝拼接效果，很重要的是因为相邻两张图片有重合，再使用类似PTGui的全景拼接软件，就可以自动识别相邻两张图片的重合区域，依次连接拼成一张360度全景图片。那重合区域需要多大呢？至少占图片的25%。拍摄时可以采用目测的方法，确保相邻的两张图片在水平方向或垂直方向占有不少于25%的重合区域。

2.架设拍摄器材

首先根据实际拍摄需要选择拍摄点，尽量选择空旷的位置架设三脚架，三脚架不宜打太开，避免脚架过多入镜影响后期拼接和美化；然后连接全景云台和相机，根据需要决定是否连接快门线；最后连接全景云台和三脚架，并且调整三脚架的高度和水平。

3.调节镜头节点

镜头节点是指镜头的光学中心，穿过节点的光线不会发生折射。在全景拍摄中，以同一个镜头节点为中心旋转一周拍摄的一组照片，画面中远近物体之间的透视关系都不会发生改变[5]。调节镜头节点的步骤：首先要调节相机的光轴位于云台中心的垂直线上。将相机90°垂直向下对准云台，打开LED取景器观察，前后移动云台横臂，直到相机画面中心点与云台中心点重合。然后将相机还原成水平方向，在镜头前固定位置摆放一个直立形态的参照物（如铅笔），调整三脚架的位置和高度，使该参照物与较远处的另一个参照物（如楼房）边缘重合并位于画面中央。接着左右转动云台，使第一个参照物分别位于画面的左侧和右侧，同时观察不同方向转动云台时，两个参照物的边缘是否始终重合。如果始终重合，表明透视关系没有变化，则镜头节点调节完成；否则就需要调节相机前后的位置，直到两个参照物的边缘始终重合。

4.拍摄

以16mm鱼眼等效焦距为例拍摄一组照片：首先将分度台上的定位螺丝锁在60°的孔里；然后将相机镜头调至水平，拍摄第一张照片，再顺时针旋转相机60°，拍摄第二张照片，依次旋转并拍摄，共拍摄6张照片；最后将镜头90°垂直翻转向上，拍摄一张天空照片；再将镜头90°垂直翻转向下，拍摄一张地面照片。

5.补地

上述拍摄中，有阳光照射的场景可能会拍到三脚架的影子，将镜头90°垂直翻转向下拍摄地面照片时，会拍到云台和三脚架。为了消除这些影响，所以需要采用一些方法补拍地面照片，这个方法称为“补地”。

补地的方法有多种，如外翻补地法、手持补地法、斜拍补地法等。外翻补地法需要全景云台具备外翻补地插件，如720云全景云台在云台横板的一侧具有补地插件，旋转旋钮能够操控相机外翻拍摄。手持补地法适用于地面色彩和平面构成较为单一的场景，或需要快速拍摄的场景。斜拍补地法方便易用，适用于大多数场景，以补拍相机正下方地面照片为例，操作步骤如下：

①首先将镜头90°垂直翻转向下，拍摄一张包含云台和三脚架的地面照片，这张地面照片我们可以称之为“真底”，为后期处理替换成“假底”提供匹配识别点；

②“真底”拍完之后，在三脚架的脚垫旁边做一些记号，用于标记三脚架的位置，再将三脚架连同相机向旁边平移，直到移动到标记的位置之外；

③将云台横轴向下倾斜60°，再拍摄一张被云台和三脚架遮住的地面照片，这张地面照片称之为“假底”，完成补地拍摄。

（三）后期处理

全景拍摄的照片由多张构成一组，必须通过后期处理才能输出一张完整的全景图。后期处理包括拼接和优化等步骤，涉及多个软件配合操作。下文对几个常用软件进行简单介绍，为大家了解和选用提供参考。

1.全景拼接软件

①PTGui：是一款应用广泛的具有可视化操作界面的全景制作工具，基本操作方法比较容易掌握。

②APG：批量拼接和出图的效率很高，如果前期拍摄的照片精度很高，它可以在大量照片中自动找到可以拼接成全景图的多组照片，并在后台批量输出。

2.图像优化软件

①Lightroom：即Adobe Photoshop Lightroom，是一款具有照片后期处理的图像工具软件。全景图后期处理中，主要用于将一组照片统一调色。

②Photomatix：是一款能够调节图片曝光度和通过多个曝光源生成HDRI（高动态范围图像）的软件。全景图后期处理中，主要用于调整图像的配准对齐、去鬼影、色调映射、曝光融合等。

③Photoshop：主要用于全景拼接完成后修复图像中的小瑕疵和补地的后期处理。

（四）发布作品

全景图制作完后，可以直接发布到现有的全景网站平台，如“720yun VR全景发布平台”等，也可以使用相关软件先发布到本地，再根据需要上传到指定的网站服务器。本地发布可以使用Pano2VR，它的主要功能有：

①转换全景图的类型和格式：支持Adobe Flash、HTML5、QuickTime VR（QTVR）格式；

②制作全景漫游：支持在全景图中添加热点、文本、图片、音频、视频等，并通过热点将多个全景图连接起来，实现全景漫游[6]；

③制作全景图的“皮肤”，即全景缩略图。

六、结束语

全景图制作质量的高低取决于多个方面，包括拍摄器材、拍摄环境、拍摄和后期处理技巧等，如：①相机、镜头等可以在经济条件容许的情况下尽可能选择高质量的；②选择或布置适宜的光照环境；③拍摄前要确保相机水平，防止画面倾斜；④使用变焦镜头时，拍摄过程中锁定镜头焦距，避免拍摄时焦距发生变化；⑤场景中如果有运动事物，拍摄时要避免出现“鬼影”现象，还要避免同一事物出现在不同角度的画面内；⑥地面全景拍摄时，相机视角高度应当与普通人的视线高度基本一致；⑦后期处理中，要耐心调整相关参数并测试效果，确保输出的图像质量符合要求。

总之，要拍摄和制作出高质量的全景图，除了器材质量等客观条件的影响，更需要创作者孜孜不倦、精益求精地尝试和探究，只有拥有足够的专业、经验、耐心，才能在实践中不断达到更高的水准。

参  考  文  献

[1]林延乐.互动影像设计在非遗绘画中的应用研究[D].深圳：深圳大学，2019：27-28.

[2]夏江峰，刘佳奇.基于无人机的气象探测环境360°球型全景制作及应用[J].陕西气象，2020（3）：62-64.

[3]吕梁，魏娟.浅析全景摄影技艺[J].产业科技创新，2020（18）：41-42.

[4]赵家璇，贾婧谈，陈思琪.全景拍摄技术概述[J].信息记录材料，2019（04）：229-230.

[5]黄靖，李满.基于三维全景技术的虚拟校园场景搭建——以广州工商学院花都校区为例[J].现代信息科技，2021（6）：77-82.

[6]苏融，李胜乐，厉彦玲.基于三维全景视图的虚拟校园漫游导航系统[J].山东农业大学学报（自然科学版），2014（1）：103-109.

基金项目：安徽省教育厅人文社科重点项目（项目编号：SK2020A0568）；池州学院融合媒体双创实践教学中心（项目编号：2021XSCZX01）；安徽省大学生创新创业训练项目（项目编号：202111306021）。

吴小胜（1979.10-），男，汉族，安徽池州，硕士，高级实验师，研究方向：新媒体技术；

朱德权（1974.01-），男，汉族，安徽铜陵，硕士，副教授，研究方向：新媒体技术；

吴杰（2000.12-），女，漢族，安徽六安，本科，研究方向：网络与新媒体。