全景圖的前期拍攝以及后期合成技巧

許云鵬

【摘 要】與普通照片不同的是，全景圖可以最大程度地記錄場景。它具有視野廣、直觀、觀看自由等優(yōu)點，具有很強的互動性。本文對全景圖的前期拍攝以及后期合成進行分析研究

【關鍵詞】全景圖? ?Autopano 拼接

隨著智能手機攝影功能的不斷進步，現(xiàn)在每部手機上幾乎都有一個全景拍攝的功能，我們只需要拿起手機按照手機上面的提示，勻速地橫掃一圈，就可以得到一幅長畫幅圖像，但是由于拍攝的圖像只能左右移動，并且視野有限，上下也有相當一部分視野未拍進圖片里，因此這種圖像并不能稱作真正意義的全景，而真正意義上的“全景”是指視角范圍能夠達到或者接近于360°×360°。

與普通照片不同的是，全景圖可以最大程度地記錄場景。它具有視野廣、直觀、觀看自由等優(yōu)點，具有很強的互動性。而與傳統(tǒng)的三維建模相比，全景圖可以真實地還原現(xiàn)場，并且具有制作成本低、周期短、畫面數(shù)據(jù)量小、觀看方便、交互性強等特點，因此全景圖廣泛應用于房產(chǎn)裝修設計、公司環(huán)境展示、展廳展示、旅游景區(qū)風光以及路線等。

現(xiàn)階段全景圖像獲取的方式有三種：

一是用專業(yè)的一體化全景相機拍攝。雖然一體化的全景相機很容易拍攝，但不足的地方也很明顯，畫面的清晰度不夠，色彩表現(xiàn)也不太好，而且分辨率高的全景相機價格不菲。二是利用單反相機等專業(yè)設備以及普通鏡頭拍攝。用單反相機拍攝全景圖，一般對像素要求比較高，應盡量選擇高像素的單反相機，而對鏡頭的要求可以相對較低，普通鏡頭均可達標。三是利用魚眼鏡頭拍攝。由于魚眼鏡頭視角比較廣，只需要拍攝幾張圖即可覆蓋整個場景。

由于單反相機視角有限，所以需要進行多次拍攝并后期拼接照片才能最終實現(xiàn)全景攝影的效果。因此需要在同一位置，拍攝不同角度的照片。一般分為5個區(qū)域：水平、斜上方、斜下方、頂部、底部。拍攝時，首先水平方向360°拍攝，每拍一張照片旋轉(zhuǎn)一定角度，保證兩張相鄰照片有50%的內(nèi)容重合。斜下方、斜上方與水平方向拍攝方法一致。最后拍攝頂部照片與底部照片。底部照片一般拍攝2張，其中一張需要將三腳架移走拍攝。拍攝中，相機要設置為相同的曝光，所以應選擇“M模式”，固定快門、光圈以及感光度。

拍攝完成以后，我們需要使用Photoshop與Kolor Autopano Giga來對照片進行后期調(diào)整以及照片拼接。其中來自Kolor的Autopano是一個非常強大的圖像處理工具，擁有先進的圖像拼接程序。Kolor于2017年被GoPro收購，并且自2018年9月14日起，將不再維護或支持Kolor產(chǎn)品。所以現(xiàn)有的Kolor Autopano Giga 4.4.2應該是該產(chǎn)品的最后一個版本了。雖然產(chǎn)品不再更新，但由于其功能強大，更重要的是簡單易用，拼接的精確度很高，并且對圖片不論是顏色還是融合度都把控得很好，所以仍然是現(xiàn)階段最好的圖像拼接軟件之一。

拍照結(jié)束拿到素材后，首先要對照片進行調(diào)色，對于一些曝光過高的地方盡量調(diào)整到正常范圍內(nèi)。然后打開Autopano，進行一些設置：

在編輯-設置菜單中盡量將臨時文件放置在固態(tài)盤中，因為該軟件的圖像拼接非常消耗資源。在編輯-設置-檢測界面中勾選"檢測"，檢測是指軟件會自動在兩張圖片相接近的區(qū)域范圍內(nèi)添加控制點。在檢測質(zhì)量處選擇"高質(zhì)量"?？刂泣c數(shù)量選擇"最大值200"。這樣設置可以讓拼接的質(zhì)量提高，運算更加精確，降低拼接錯誤率。在編輯-設置-檢測-鏈接界面中，勾選強制所有圖像在同一個全景圖中，并且勾選查出鏈接在所有級別。

設置完成后，選擇圖像所在的文件夾導入拍攝的照片。許多拼接軟件的邏輯是基于攝影師選擇在給定文件夾中的所有照片，但Autopano還可以分析文件夾和組，以及在給定時間內(nèi)拍攝的所有照片。Autopano從每張照片中讀取EXIF數(shù)據(jù)并提取拍攝時間。如果拍攝的照片時間差很?。梢栽趯霑r選擇最大間隔120秒），它就會在邏輯上推斷出它們屬于同一個全景圖。如想要組裝一個千兆像素的全景圖時，只能通過電動全景頭實現(xiàn)，只需單擊菜單的第三個圖標就可找到對應的設備廠商進行批量導入。

將源素材導入到了Autopano軟件中后，接下來要做的是對它們進行初步的縫合。一般情況下，軟件是會識別出使用鏡頭類型的，不過在使用超廣鏡頭的時候，它有時會識別為魚眼，如果鏡頭沒有被軟件正確識別的話，拼接會出現(xiàn)錯誤或者誤差較大。在參數(shù)和鏡頭類型正確的情況下，點擊檢測按鈕，軟件就會對照片進行檢測與拼接，拼接完成后，會在右側(cè)窗口顯示結(jié)果圖。

然后點擊編輯，打開全景編輯器，首先檢查縫合的質(zhì)量。在編輯器左側(cè)的“信息”面板上，當標志為綠色時，表示RMS（平均誤差）小于5個像素。一般數(shù)值在3以下，表示結(jié)果非常理想。當數(shù)字大于3時，會用橙色或者紅色進行標注數(shù)字，表示拼接有問題，但這個數(shù)值并不完全代表拼接質(zhì)量。如果前期拍攝方法正確的話，后期并不需要很復雜的參數(shù)調(diào)整。生成的全景圖一般需要手動調(diào)整一下水平以及垂直關系，點擊“自動調(diào)節(jié)水平”系統(tǒng)會自動調(diào)整圖像水平位置。點擊“垂直線條工具”，在全景圖中添加垂直線，一般2至3個垂直線就可以達到要求。單擊左側(cè)信息列的綠色對號按鈕進行驗證，或者單擊鍵盤上的Enter，軟件會根據(jù)所添加的垂直線將圖片進行校正。點擊遮色板編輯，選擇要保留或消除的內(nèi)容。如果圖像中出現(xiàn)三腳架、腳或者路人，在一張照片中可見而在下一張照片中不可見，只需使用遮色板點擊要去除的目標即可。如果拍攝了相同位置但曝光不同的多張照片以增加照片的動態(tài)效果時，在Autopano中只需要點擊融合按鈕，點擊啟動，然后移動三個目標滑塊，增強陰影和高光即可達到理想的效果。

接下來進行渲染。在“編輯全景圖”窗口中，單擊“渲染”按鈕，進行渲染前的參數(shù)設置。由于720yun等網(wǎng)站需要上傳2∶1比例的圖像，如果后期需要修補天空，可以在輸出時不按這個比例渲染，待后期修圖時調(diào)整，否則需要將圖像修改為2∶1。在混合預先設置選項，可以選擇消除疊影或者曝光融合。

對于輸出格式，如果文件大于2G，最好選擇psd或者psb。在用高精度前期拍攝的前提下，Autopano Giga是一個相當高效的軟件，我們可以把一天拍攝內(nèi)容的整個目錄導入軟件，讓它自動去尋找可以拼接的全景圖，并最終批量在后臺輸出。當全景圖渲染完成后，如果仍有一些拼接錯誤，這時就要用photoshop中的修補、內(nèi)容感知移動、仿制圖章等工具進行最后的調(diào)整。

（作者單位：撫順廣播電視臺）