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    数码全景摄影的各式“武器”

    来源:六七范文网 时间:2023-06-11 11:25:39 点击:


    打开文本图片集

    以最终呈现形式而论,全景照片可以分为平面全景(planar),即关于一个场景的二维展示,通常视野范围不超过180度;柱面全景(cylindrical),在水平方向的视野达到了360度,但在垂直方面的视野不到180度;球形全景(spherical),能够展示拍摄者所在位置周围的所有场景,通过一些手段的辅助能够让观看者身临其境在场景中进行实景漫游。在数码摄影时代,“全景拍摄”多指将拍摄的多张照片拼接成一张球形全景照片。

    拍摄完美的球形全景照片,首先要了解一个原理性的概念,也是所有全景摄影器材在设计时的出发点:“节点 (Nodal Point)”,也有人称之为“非重合点 (non-parallax)”。什么是节点呢? 它是不同方向的多束光线射入镜头时,在镜头内部的汇聚点。拍摄全景时需要旋转相机,如果每次旋转都围绕这个点,后期在电脑上就能通过数码拼接技术得到一张完美的球形全景照片。如果相机旋转时偏离节点过多,拼接出来的照片中就会出现瑕疵,直接影响最终的观赏效果。因此,要保证拍摄时围绕节点旋转,在选择相机和附件时,全景拍摄有其特殊性。

    相机

    理论上,所有的机身和镜头都能够满足全景拍摄要求,但是拍摄难度却有很大不同。机身方面,推荐使用数码单反相机或数码单电相机进行拍摄,因为此类相机能够得到较高的图片质量同时,对于前期和后期的时间和财力的投入较之于其他设备会小很多。镜头方面,不同的镜头有各自优势:鱼眼镜头因其超大的视场角,使得它能够用较少的张数满足后期拼接需要,但由于图像传感器尺寸的限制,最终图像的尺寸会相对小;非鱼眼镜头也可以用来拍摄全景照片,但由于视场角的限制,需要根据焦距差异进行矩阵拍摄 才能够得到球形全景,拍摄工作量较大,操作复杂,不过最终图像的尺寸也较大,质量优于使用鱼眼镜头的效果。

    此外,还有许多厂家生产一体化、一次性成像的全景拍摄器材。这里值得一提的有以下三种:

    点灰(PointGrey)公司的LadyBug系列全景相机。LadyBug译为“七星瓢虫”,这十分符合该设备的外形特征。该系列中的代表作是LadyBug3,它周身共配备了六个200万像素的CCD,通过内置的图像拼接算法直接输出全景图片。LadyBug3还具备一定的防水功能,使得它能够适应大多数室外拍摄环境。目前,该系列产品被广泛应用在了地质勘测、安保防护、城市规划等领域中。

    Kolor公司的GiroCam全景相机。该相机同样能够完成球形全景图片的一次性采集。其顶部分布有三个圆周鱼眼镜头(间隔120度),共四种拍摄模式可选,可完成高动态范围(HDR)拍摄。GiroCam是一次性全景相机中为数不多能够输出16位Tiff格式的设备,采用SDHC卡作为存储介质,支持最大容量为16G,3.7V/3700mAhH的电池能够保证其连续工作7小时。

    Pano Pro公司的Pano-Pro一次性全景成像辅助设备。它的设计理念与其他产品完全不同,力图以现有相机为基础,通过一个半球形的镜面将周围的景物映射到相机传感器上,后期通过图像变换算法将球形映射的图片变换为正常的全景图片。这种手段极大地简化了全景的拍摄难度,也使得我们得以使用较低的成本在现有的设备上直接拍摄全景照片甚至视频。不过,这种设备也有劣势:镜面的光洁度无法长期保证,直接影响成像质量;像场中心区域为黑洞;拍摄时对把握水平面的要求更高,否则变换出来的全景照片会因为水平线不齐发生畸变。

    脚架

    拍摄全景照片时,稳定的支撑器材是保证品质的关键,并且拍摄时需要确保所有照片都处于同一个水平面上,以利于后期精确地拼接,因此,脚架的使用在拍摄时非常重要。三脚架是一个选择,坚固并且稳定性高;独脚架也是一种方案,稳定性稍差但是拍摄灵活度高,采用独脚架能够得到许多非常规的球形全景照片。

    全景云台

    尽管使用普通的摄影云台也能获得质量过得去的全景照片,但是,为了保证拍摄每张照片都旋转同样的角度,以及所拍照片之间重叠区域的一致性,使用全景云台非常必要。全景云台也是全景拍摄最重要的附件。它可以起到如下作用:1.根据节点原理,通过合理的方式将相机的旋转中心点设定在镜头节点位置;2.设置调节机构,使云台能够对不同种类镜头进行节点设置,最终完成图片采集工作;3.通过内置的转动分度盘,使得相机能够在水平、垂直方向进行精确稳定的旋转;4.由于球形全景的特殊性,云台能通过恰当的方式避开脚架而针对地面进行拍摄(部分云台具备此功能)。比较著名的全景云台品牌有Nodal Ninja(忍者云台)、360Precision、曼富图和GigaPan等,而最为出名的要数Nodal Ninja(忍者云台)了。

    在历届国际全景摄影大会中,你都能看到“忍者云台”的名字。因设计轻巧、紧凑、便于操作,它是全景界范围内许多专业全景人的首选设备,具有代表性的产品是NN3 MkII、NN5L以及R1。总体来说,前两款全景云台可兼容几乎全部类型的镜头及机身,设计精密,使用起来需要一定的时间才能上手。而R1则更强调便携性和操作便利。其中,NN3 MkII和NN5L更为流行。

    NN3 MkII适合于机身小巧的单反相机,以及单电相机、卡片相机等体积和重量都较小的拍摄器材,采用铝质材料,重量仅为475克。NN3水平和垂直方向均设有可以更换的分度盘,方便实现相机的精确转动,并且采用分体式安装方式,完全收起的尺寸仅为178毫米 x 50毫米 x 50毫米。NN5L与NN3为同系列的产品,专为拍摄球形全景而设计,重量为857克。不过,NN5L的设计尺寸更长,使得其对不同焦段镜头有更好的兼容性。并且,为了应对由于承重质量增加所带来的不稳定及晃动问题,NN5L还特意在竖直手臂上增加了15度间隔的机械锁定装置(类似于汽车离合器的一种设计)。

    相比于“忍者云台”,360Precision的系列产品尽管功能上不如前者丰富,重量也接近“忍者”同档次云台的两倍,但它用料考究,操作便捷,性能也非常出众。360Precision的云台产品主要分为Absolute、Adjuste和Atome三个系列。Adjuste系列最常用,最突出的特色在于其材质为航空级铝合金,由服务于主流F1赛车队的厂家负责加工。这种军品级材质使得此系列云台较其他产品强度增加了30%,重量反而减轻了10%。

    以上介绍的“忍者云台”、360Precision云台均为手动云台,能够胜任大部分的拍摄场景。但是对于矩阵拍摄等特殊情况,却不易把握。在这方面,GigaPan系列电动云台无疑是其中的佼佼者。该设备由卡内基美隆大学与美国国家航空航天局(NASA)联合研制。GigaPan系列云台能够通过编程自动实现矩阵图片的采集,是矩阵全景摄影的得力助手。

    同时,GigaPan云台附带一款叫做GigaPan Stitch Software的拼接软件,能够高效地对矩阵全景进行拼接,并可以发布到网上与大家分享。GigaPan系列云台也针对相机与镜头的不同分为三个产品档次:针对卡片机的EPIC系列、针对小型单反的EPIC 100系列,以及最为专业的EPIC Pro系列。

    高杆

    球形全景的拍摄点不仅局限在地面,也可以悬空拍摄。与此相对应的设备称之为高位拍摄机构,其中比较灵活的方式就是采用“高杆”。意大利的Agnos公司是世界上最早推出商业化“高杆”的公司,产品最大高度可达9米。同时,“忍者云台”制造商也生产“高杆”,采用了碳纤维材质,最大高度可达6米。此类“高杆”不仅可以通过专用附件与三脚架可靠结合,也可以搭配带有分度盘的脚踏环成为一根超高的独脚架。(在国外,有相当一部分新闻记者采用“高杆”拍摄新闻全景,较为著名的是美国摄影师Jook Leung)只要保证节点不变,“高杆”不仅可以竖着用,还可以斜挑,甚至横挑。因此配合“高杆”能够产生许多非常规的全景照片。需要注意的是,由于高杆的展开长度较长,需要借助无线遥控器触发快门。

    飞行器

    “高杆”的作用是抬高拍摄地点,而借助飞行器的帮助,完全可以实现在百米高空进行全景拍摄。请注意,这里所说的飞行器并非载客或运输飞机,而是专门设计搭载拍摄装备的飞行器。最开始的时候,人们用热气球或者风筝搭载设备,随着科技进步,目前采用较多的则是四旋翼或者六旋翼无人多轴飞行器。比如DJI Spreading Wings S800型六旋翼直升机就是很多空中全景摄影爱好者的选择。这种飞行器采用快拆结构,便于携带,采用一体化机臂设计,再配合WKM自动驾驶系统,可以完成精准悬停、匀速悬停等动作。配合经验丰富的飞控手操控飞行器、云台以及无线快门,获得的照片极具震撼力。对于摄影的发展,技术变革一直是主导力量,技术总是把我们带到新的路线上。在全景摄影的世界中同样如此,器材的进步会使更多有趣的、有创意的拍摄手法出现,从而使我们的视界更加丰富。

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