實(shí)戰(zhàn)無人機(jī)720°全景攝影制作

摘要：現(xiàn)代攝影領(lǐng)域中對(duì)無人機(jī)非常青睞，因?yàn)橥ㄟ^無人機(jī)能夠讓拍攝更加便捷，同時(shí)可以從人難以達(dá)到的角度上進(jìn)行拍攝，所以無人機(jī)在攝影領(lǐng)域中不斷普及，其用途也愈發(fā)廣泛，其中就包括了全景攝影制作。在無人機(jī)全景攝影制作中，利用無人機(jī)能夠全方位的對(duì)景象進(jìn)行拍攝，但拍攝完成后還需要進(jìn)行圖像處理，這時(shí)如何保障圖像處理質(zhì)量達(dá)標(biāo)就成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)此本文將以無人機(jī)720°全景攝影制作為例，闡述其制作步驟及注意事項(xiàng)

關(guān)鍵詞：無人機(jī);全景攝影制作;圖像質(zhì)量

0.引言

無人機(jī)全景攝影制作中的圖像質(zhì)量取決于攝影手法、圖像處理技術(shù)，而傳統(tǒng)全景攝影制作中因?yàn)檫@兩點(diǎn)不夠成熟，所以圖像質(zhì)量一直不如人意。這一條件下，在現(xiàn)代就出現(xiàn)了無人機(jī)720°全景攝影制作手法與配套的圖像處理技術(shù)，該領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握手法與技術(shù)，對(duì)此進(jìn)行分析具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1.圖像采集

圖像采集是無人機(jī)720°全景攝影制作的第一步驟，該步驟與后續(xù)圖像處理環(huán)節(jié)及圖像處理質(zhì)量有密切影響關(guān)系，因此需要引起重視。圖像采集步驟大體可以分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別為無人機(jī)攝影準(zhǔn)備、無人機(jī)參數(shù)調(diào)整，下文將對(duì)兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

1.1無人機(jī)攝影準(zhǔn)備

為了保障攝影效率與圖像質(zhì)量，在正式攝影之前必須做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，該工作內(nèi)容包括：①確認(rèn)攝影環(huán)境氣候，盡可能不要在風(fēng)力大、雨量大的氣候環(huán)節(jié)中進(jìn)行攝影;②根據(jù)拍攝需求選擇空曠的起降地點(diǎn)，盡可能避免起降路線上有遮擋物;③對(duì)無人機(jī)進(jìn)行檢查，確認(rèn)狀態(tài)（無人機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、無人機(jī)攜帶的攝影裝置狀態(tài)），在狀態(tài)正常的情況下可進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

1.2無人機(jī)參數(shù)調(diào)整

出于圖像質(zhì)量考慮，在圖像采集之前需要對(duì)無人機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整工作可以在控制軟件上進(jìn)行，主要需調(diào)整的參數(shù)包括：偏航角（45°）、俯仰角（22.5°）、水平拍攝行及每行數(shù)量（4行，每行8張）、垂直拍攝數(shù)量（1張）、拍攝前延遲（1s）、圖像分辨率（4000×3000）、焦距（20mm）、圖像重疊率（20%）等。參數(shù)調(diào)整完畢后可以開始圖像采集，過程中人工需控制好無人機(jī)飛行高度，一般高度要控制在20m至120m區(qū)間內(nèi)。

2.無人機(jī)720°全景攝影制作技術(shù)

通過無人機(jī)圖像采集步驟可得相關(guān)圖像，隨后利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將所有圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)當(dāng)中，采用Lightroom、PTGui、Photoshop來進(jìn)行制作，制作流程可分為三個(gè)步驟，分別為圖像預(yù)處理、圖像拼接、圖像修補(bǔ)，各步驟具體內(nèi)容見下文。

2.1圖像預(yù)處理

因?yàn)樵趫D像采集過程當(dāng)中，無人機(jī)拍攝時(shí)會(huì)受到外界光線強(qiáng)弱影響，容易產(chǎn)生圖像亮度、曝光度不統(tǒng)一的現(xiàn)象，所以直接將所有圖像結(jié)合在一起就會(huì)導(dǎo)致全景圖像由明顯的拼接痕跡，是圖像質(zhì)量差的表現(xiàn)，因此在拼接之前必須對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理可采用Lightroom軟件來實(shí)現(xiàn)。Lightroom圖像預(yù)處理流程可分為三個(gè)步驟：（1）圖像同組導(dǎo)入;（2）選中需修改同組圖像中的第一張，點(diǎn)擊Lightroom中的“鏡頭校正”按鍵，在彈出界面中勾選“啟用配置文件校正”、“刪除色差”兩個(gè)選項(xiàng)，隨后依照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖像逐步調(diào)整，可使同組內(nèi)所有圖像的色溫、色調(diào)、曝光度、對(duì)比度、高光、陰影、清晰度統(tǒng)一，并使圖像更加清晰。

2.2圖像拼接

因?yàn)樵趫D像采集過程當(dāng)中，無人機(jī)攜帶的攝影設(shè)備每次拍攝的范圍有限，不可能一次性對(duì)全景拍攝，所以必須經(jīng)過多次拍攝將全景圖像分割，再通過圖像拼接將所有圖像整合，由此生成全景圖像，但在拼接過程當(dāng)中，如果我們采用普通的圖像處理軟件來進(jìn)行處理，則難免會(huì)導(dǎo)致拼接參數(shù)上的誤差，且?guī)缀鯚o法消除拼接痕跡，這時(shí)就需要采用專業(yè)軟件來做處理，PTGui（Panorama Tools，全景制作工具）就是這樣一種軟件工具，在無人機(jī)720°全景攝影制作中非常常見。PTGui全景圖像制作流程可以分為三個(gè)步驟：（1）圖像同組導(dǎo)入;（2）選中需拼接圖像依序排列，隨后點(diǎn)擊“對(duì)準(zhǔn)圖像”按鍵，這時(shí)軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)圖像參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，并依照校準(zhǔn)結(jié)果來進(jìn)行圖像融合、拼接。值得注意的是，在該步驟中雖然軟件具有自動(dòng)拼接的功能，但該功能并不能對(duì)復(fù)雜圖像元素進(jìn)行處理，因此當(dāng)圖像存在像素質(zhì)量低、參照物少等問題，導(dǎo)致圖像拼接質(zhì)量不佳的情況發(fā)生時(shí)，需要手動(dòng)輸入圖像控制點(diǎn)，由此可實(shí)現(xiàn)“完美”拼接;（3）將圖像全部導(dǎo)出PTGui。

2.3圖像修補(bǔ)

通過PTGui的拼接我們可以得到一個(gè)全景圖像，但這個(gè)圖像受無人機(jī)拍攝角度的限制，在某些情況下是存在缺陷的，即在無人機(jī)拍攝當(dāng)中，無人機(jī)同樣無法對(duì)自身頂部位置進(jìn)行拍攝，必須從其他角度來彌補(bǔ)這一部分，但從其他角度進(jìn)行拍攝必然會(huì)導(dǎo)致角度誤差，因此在PTGui生成圖像基礎(chǔ)上，要采用Photoshop對(duì)圖像進(jìn)行修補(bǔ)，這樣才能讓全景圖像達(dá)到720°拍攝效果。Photoshop圖像修補(bǔ)流程可以分為三個(gè)步驟：（1）將PTGui拼接好的圖像導(dǎo)入Photoshop，同時(shí)將其他角度拍攝到的頂部圖像也導(dǎo)入其中（如果沒有此類圖像，可以選擇合適的素材導(dǎo)入），完成后需要根據(jù)PTGui圖像的尺寸對(duì)頂部圖像進(jìn)行調(diào)整;（2）針對(duì)頂部圖像點(diǎn)擊Photoshop中的“蒙版”按鍵，這樣可以在圖像上添加“蒙版”，后點(diǎn)擊“漸變”按鍵，在彈出界面中選擇“黑白線性漸變”、“由上至下漸變”選項(xiàng)，由此可消除兩個(gè)圖像銜接處的狹長(zhǎng)縫隙現(xiàn)象，完成后使用“橡皮擦”擦除“蒙版”遮蓋到的非頂部圖像部分或不需要的部分;（3）采用極坐標(biāo)對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，如果旋轉(zhuǎn)后圖像無異常，則說明拼接完成。

3.注意事項(xiàng)

在720°極坐標(biāo)全景圖生成之后整個(gè)制作過程就基本完結(jié)，但值得注意的是全景圖還未鋪開，這時(shí)就要對(duì)圖像進(jìn)行處理。在本文實(shí)戰(zhàn)當(dāng)中主要采用720yun軟件對(duì)為鋪開的全景圖進(jìn)行了處理，步驟為：（1）導(dǎo)入720°極坐標(biāo)全景圖;（2）輸入圖像信息進(jìn)行鋪開、特效處理等，最后導(dǎo)出即可。

4.結(jié)語

綜上，本文對(duì)無人機(jī)720°全景圖制作進(jìn)行了分析，主要將整個(gè)制作流程分為了兩大板塊，分別為外景圖像采集、采集圖像處理。在各板塊分析中提出了全景圖制作要點(diǎn)、手法、技術(shù)與注意事項(xiàng)，通過這些內(nèi)容能突破傳統(tǒng)全景圖制作缺陷，起到提高全景圖質(zhì)量的作用。

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作者簡(jiǎn)介：楊昌富（1978.2-）男，苗族，貴州凱里人，工學(xué)碩士，貴州省凱里市第一中等職業(yè)學(xué)校，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：無人機(jī)攝影技術(shù)、影視后期、攝影藝術(shù)等