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、觀看自由等優點，具有很強的互動性。而與傳統的三維建模相比，全景圖可以真實地還原現場，并且具有制作成本低、周期短、畫面數據量小、觀看方便、交互性強等特點，因此全景圖廣泛應用于房產裝修設計、公司環境展示、展廳展示、旅游景區風光以及路線等。

現階段全景圖像獲取的方式有三種：

一是用專業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，每拍一張照片旋轉一定角度，保證兩張相鄰照片有50%的內容重合。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產品。所以現有的Kolor Autopano Giga 4.4.2應該是該產品的最后一個版本了。雖然產品不再更新，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，所以仍然是現階段最好的圖像拼接軟件之一。

拍照結束拿到素材后，首先要對照片進行調色，對于一些曝光過高的地方盡量調整到正常范圍內。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域范圍內添加控制點。在檢測質量處選擇"高質量"。控制點數量選擇"最大值200"。這樣設置可以讓拼接的質量提高，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，以及在給定時間內拍攝的所有照片。Autopano從每張照片中讀取EXIF數據并提取拍攝時間。如果拍攝的照片時間差很小（可以在導入時選擇最大間隔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，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，拼接會出現錯誤或者誤差較大。在參數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，會在右側窗口顯示結果圖。

然后點擊編輯，打開全景編輯器，首先檢查縫合的質量。在編輯器左側的“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。一般數值在3以下，表示結果非常理想。當數字大于3時，會用橙色或者紅色進行標注數字，表示拼接有問題，但這個數值并不完全代表拼接質量。如果前期拍攝方法正確的話，后期并不需要很復雜的參數調整。生成的全景圖一般需要手動調整一下水平以及垂直關系，點擊“自動調節水平”系統會自動調整圖像水平位置。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容。如果圖像中出現三腳架、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，進行渲染前的參數設置。由于720yun等網站需要上傳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、內容感知移動、仿制圖章等工具進行最后的調整。

（作者單位：撫順廣播電視臺）