以最終呈現(xiàn)形式而論,全景照片可以分為平面全景(planar),即關(guān)于一個場景的二維展示,通常視野范圍不超過180度;柱面全景(cylindrical),在水平方向的視野達(dá)到了360度,但在垂直方面的視野不到180度;球形全景(spherical),能夠展示拍攝者所在位置周圍的所有場景,通過一些手段的輔助能夠讓觀看者身臨其境在場景中進(jìn)行實景漫游。在數(shù)碼攝影時代,“全景拍攝”多指將拍攝的多張照片拼接成一張球形全景照片。
拍攝完美的球形全景照片,首先要了解一個原理性的概念,也是所有全景攝影器材在設(shè)計時的出發(fā)點:“節(jié)點 (Nodal Point)”,也有人稱之為“非重合點 (non-parallax)”。什么是節(jié)點呢? 它是不同方向的多束光線射入鏡頭時,在鏡頭內(nèi)部的匯聚點。拍攝全景時需要旋轉(zhuǎn)相機(jī),如果每次旋轉(zhuǎn)都圍繞這個點,后期在電腦上就能通過數(shù)碼拼接技術(shù)得到一張完美的球形全景照片。如果相機(jī)旋轉(zhuǎn)時偏離節(jié)點過多,拼接出來的照片中就會出現(xiàn)瑕疵,直接影響最終的觀賞效果。因此,要保證拍攝時圍繞節(jié)點旋轉(zhuǎn),在選擇相機(jī)和附件時,全景拍攝有其特殊性。
相機(jī)
理論上,所有的機(jī)身和鏡頭都能夠滿足全景拍攝要求,但是拍攝難度卻有很大不同。機(jī)身方面,推薦使用數(shù)碼單反相機(jī)或數(shù)碼單電相機(jī)進(jìn)行拍攝,因為此類相機(jī)能夠得到較高的圖片質(zhì)量同時,對于前期和后期的時間和財力的投入較之于其他設(shè)備會小很多。鏡頭方面,不同的鏡頭有各自優(yōu)勢:魚眼鏡頭因其超大的視場角,使得它能夠用較少的張數(shù)滿足后期拼接需要,但由于圖像傳感器尺寸的限制,最終圖像的尺寸會相對??;非魚眼鏡頭也可以用來拍攝全景照片,但由于視場角的限制,需要根據(jù)焦距差異進(jìn)行矩陣拍攝 才能夠得到球形全景,拍攝工作量較大,操作復(fù)雜,不過最終圖像的尺寸也較大,質(zhì)量優(yōu)于使用魚眼鏡頭的效果。
此外,還有許多廠家生產(chǎn)一體化、一次性成像的全景拍攝器材。這里值得一提的有以下三種:
點灰(PointGrey)公司的LadyBug系列全景相機(jī)。LadyBug譯為“七星瓢蟲”,這十分符合該設(shè)備的外形特征。該系列中的代表作是LadyBug3,它周身共配備了六個200萬像素的CCD,通過內(nèi)置的圖像拼接算法直接輸出全景圖片。LadyBug3還具備一定的防水功能,使得它能夠適應(yīng)大多數(shù)室外拍攝環(huán)境。目前,該系列產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在了地質(zhì)勘測、安保防護(hù)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域中。
Kolor公司的GiroCam全景相機(jī)。該相機(jī)同樣能夠完成球形全景圖片的一次性采集。其頂部分布有三個圓周魚眼鏡頭(間隔120度),共四種拍攝模式可選,可完成高動態(tài)范圍(HDR)拍攝。GiroCam是一次性全景相機(jī)中為數(shù)不多能夠輸出16位Tiff格式的設(shè)備,采用SDHC卡作為存儲介質(zhì),支持最大容量為16G,3.7V/3700mAhH的電池能夠保證其連續(xù)工作7小時。
Pano Pro公司的Pano-Pro一次性全景成像輔助設(shè)備。它的設(shè)計理念與其他產(chǎn)品完全不同,力圖以現(xiàn)有相機(jī)為基礎(chǔ),通過一個半球形的鏡面將周圍的景物映射到相機(jī)傳感器上,后期通過圖像變換算法將球形映射的圖片變換為正常的全景圖片。這種手段極大地簡化了全景的拍攝難度,也使得我們得以使用較低的成本在現(xiàn)有的設(shè)備上直接拍攝全景照片甚至視頻。不過,這種設(shè)備也有劣勢:鏡面的光潔度無法長期保證,直接影響成像質(zhì)量;像場中心區(qū)域為黑洞;拍攝時對把握水平面的要求更高,否則變換出來的全景照片會因為水平線不齊發(fā)生畸變。
腳架
拍攝全景照片時,穩(wěn)定的支撐器材是保證品質(zhì)的關(guān)鍵,并且拍攝時需要確保所有照片都處于同一個水平面上,以利于后期精確地拼接,因此,腳架的使用在拍攝時非常重要。三腳架是一個選擇,堅固并且穩(wěn)定性高;獨腳架也是一種方案,穩(wěn)定性稍差但是拍攝靈活度高,采用獨腳架能夠得到許多非常規(guī)的球形全景照片。
全景云臺
盡管使用普通的攝影云臺也能獲得質(zhì)量過得去的全景照片,但是,為了保證拍攝每張照片都旋轉(zhuǎn)同樣的角度,以及所拍照片之間重疊區(qū)域的一致性,使用全景云臺非常必要。全景云臺也是全景拍攝最重要的附件。它可以起到如下作用:1.根據(jù)節(jié)點原理,通過合理的方式將相機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心點設(shè)定在鏡頭節(jié)點位置;2.設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),使云臺能夠?qū)Σ煌N類鏡頭進(jìn)行節(jié)點設(shè)置,最終完成圖片采集工作;3.通過內(nèi)置的轉(zhuǎn)動分度盤,使得相機(jī)能夠在水平、垂直方向進(jìn)行精確穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn);4.由于球形全景的特殊性,云臺能通過恰當(dāng)?shù)姆绞奖荛_腳架而針對地面進(jìn)行拍攝(部分云臺具備此功能)。比較著名的全景云臺品牌有Nodal Ninja(忍者云臺)、360Precision、曼富圖和GigaPan等,而最為出名的要數(shù)Nodal Ninja(忍者云臺)了。
在歷屆國際全景攝影大會中,你都能看到“忍者云臺”的名字。因設(shè)計輕巧、緊湊、便于操作,它是全景界范圍內(nèi)許多專業(yè)全景人的首選設(shè)備,具有代表性的產(chǎn)品是NN3 MkII、NN5L以及R1??傮w來說,前兩款全景云臺可兼容幾乎全部類型的鏡頭及機(jī)身,設(shè)計精密,使用起來需要一定的時間才能上手。而R1則更強(qiáng)調(diào)便攜性和操作便利。其中,NN3 MkII和NN5L更為流行。
NN3 MkII適合于機(jī)身小巧的單反相機(jī),以及單電相機(jī)、卡片相機(jī)等體積和重量都較小的拍攝器材,采用鋁質(zhì)材料,重量僅為475克。NN3水平和垂直方向均設(shè)有可以更換的分度盤,方便實現(xiàn)相機(jī)的精確轉(zhuǎn)動,并且采用分體式安裝方式,完全收起的尺寸僅為178毫米 x 50毫米 x 50毫米。NN5L與NN3為同系列的產(chǎn)品,專為拍攝球形全景而設(shè)計,重量為857克。不過,NN5L的設(shè)計尺寸更長,使得其對不同焦段鏡頭有更好的兼容性。并且,為了應(yīng)對由于承重質(zhì)量增加所帶來的不穩(wěn)定及晃動問題,NN5L還特意在豎直手臂上增加了15度間隔的機(jī)械鎖定裝置(類似于汽車離合器的一種設(shè)計)。
相比于“忍者云臺”,360Precision的系列產(chǎn)品盡管功能上不如前者豐富,重量也接近“忍者”同檔次云臺的兩倍,但它用料考究,操作便捷,性能也非常出眾。360Precision的云臺產(chǎn)品主要分為Absolute、Adjuste和Atome三個系列。Adjuste系列最常用,最突出的特色在于其材質(zhì)為航空級鋁合金,由服務(wù)于主流F1賽車隊的廠家負(fù)責(zé)加工。這種軍品級材質(zhì)使得此系列云臺較其他產(chǎn)品強(qiáng)度增加了30%,重量反而減輕了10%。
以上介紹的“忍者云臺”、360Precision云臺均為手動云臺,能夠勝任大部分的拍攝場景。但是對于矩陣拍攝等特殊情況,卻不易把握。在這方面,GigaPan系列電動云臺無疑是其中的佼佼者。該設(shè)備由卡內(nèi)基美隆大學(xué)與美國國家航空航天局(NASA)聯(lián)合研制。GigaPan系列云臺能夠通過編程自動實現(xiàn)矩陣圖片的采集,是矩陣全景攝影的得力助手。
同時,GigaPan云臺附帶一款叫做GigaPan Stitch Software的拼接軟件,能夠高效地對矩陣全景進(jìn)行拼接,并可以發(fā)布到網(wǎng)上與大家分享。GigaPan系列云臺也針對相機(jī)與鏡頭的不同分為三個產(chǎn)品檔次:針對卡片機(jī)的EPIC系列、針對小型單反的EPIC 100系列,以及最為專業(yè)的EPIC Pro系列。
高桿
球形全景的拍攝點不僅局限在地面,也可以懸空拍攝。與此相對應(yīng)的設(shè)備稱之為高位拍攝機(jī)構(gòu),其中比較靈活的方式就是采用“高桿”。意大利的Agnos公司是世界上最早推出商業(yè)化“高桿”的公司,產(chǎn)品最大高度可達(dá)9米。同時,“忍者云臺”制造商也生產(chǎn)“高桿”,采用了碳纖維材質(zhì),最大高度可達(dá)6米。此類“高桿”不僅可以通過專用附件與三腳架可靠結(jié)合,也可以搭配帶有分度盤的腳踏環(huán)成為一根超高的獨腳架。(在國外,有相當(dāng)一部分新聞記者采用“高桿”拍攝新聞全景,較為著名的是美國攝影師Jook Leung)只要保證節(jié)點不變,“高桿”不僅可以豎著用,還可以斜挑,甚至橫挑。因此配合“高桿”能夠產(chǎn)生許多非常規(guī)的全景照片。需要注意的是,由于高桿的展開長度較長,需要借助無線遙控器觸發(fā)快門。
飛行器
“高桿”的作用是抬高拍攝地點,而借助飛行器的幫助,完全可以實現(xiàn)在百米高空進(jìn)行全景拍攝。請注意,這里所說的飛行器并非載客或運輸飛機(jī),而是專門設(shè)計搭載拍攝裝備的飛行器。最開始的時候,人們用熱氣球或者風(fēng)箏搭載設(shè)備,隨著科技進(jìn)步,目前采用較多的則是四旋翼或者六旋翼無人多軸飛行器。比如DJI Spreading Wings S800型六旋翼直升機(jī)就是很多空中全景攝影愛好者的選擇。這種飛行器采用快拆結(jié)構(gòu),便于攜帶,采用一體化機(jī)臂設(shè)計,再配合WKM自動駕駛系統(tǒng),可以完成精準(zhǔn)懸停、勻速懸停等動作。配合經(jīng)驗豐富的飛控手操控飛行器、云臺以及無線快門,獲得的照片極具震撼力。對于攝影的發(fā)展,技術(shù)變革一直是主導(dǎo)力量,技術(shù)總是把我們帶到新的路線上。在全景攝影的世界中同樣如此,器材的進(jìn)步會使更多有趣的、有創(chuàng)意的拍攝手法出現(xiàn),從而使我們的視界更加豐富。