吳小勝?朱德權(quán)?吳杰

摘要：全景是一種新興的富媒體技術(shù)，具有全方位、實(shí)景展示的特點(diǎn)，且內(nèi)容豐富、形式新穎、制作和傳播成本低。全景攝影與制作是高校傳媒方向課程教學(xué)中重要的實(shí)踐內(nèi)容，要求學(xué)生具備基本的拍攝和制作能力，主要包括選擇拍攝設(shè)備、計(jì)算所需拍攝照片數(shù)量、調(diào)節(jié)鏡頭焦點(diǎn)、全景拼接、全景發(fā)布等。文章設(shè)計(jì)并總結(jié)了全景攝影與制作實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備、內(nèi)容和步驟，為該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)者提供參考。

關(guān)鍵詞：全景；攝影；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、引言

全景圖又被稱為3D實(shí)景圖，是指將拍攝的水平方向360度，垂直方向180度的多張照片拼接成一張全景圖[1]，是一種新興的媒體技術(shù)，與單純的圖片或視頻等媒體相比較，交互性是它最具吸引力的特征。相較3D模型圖，全景圖的優(yōu)勢(shì)主要是制作周期短、開(kāi)發(fā)成本低、時(shí)效性強(qiáng)[3]。相較傳統(tǒng)的平面圖，全景圖的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

①全方位：類似現(xiàn)實(shí)世界中360度全方位觀察周邊事物；

②實(shí)景：采用數(shù)碼照片拼接，展示的場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景保持一致；

③內(nèi)容豐富、形式新穎：除了可以自由操縱任意角度互動(dòng)性地觀看場(chǎng)景，還可以添加文本、圖片、聲音、視頻和超鏈接等多種媒體[2]。

近年來(lái)，全景圖在各類宣傳和商業(yè)應(yīng)用中已越來(lái)越多，例如遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上看房、旅游宣傳等。高校傳媒方向?qū)I(yè)已逐步將全景攝影與制作作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目融入課程教學(xué)中，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用新興技術(shù)融入社會(huì)實(shí)踐，有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和實(shí)踐技能。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

①了解全景圖的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；

②熟悉全景攝影使用的器材及其安裝方法；

③掌握全景拍攝的準(zhǔn)備工作和操作步驟，能夠使用不同焦距拍攝相應(yīng)數(shù)量的照片；

④掌握全景補(bǔ)地拍攝的技巧；

⑤掌握相關(guān)后期處理軟件的使用方法，能夠熟練拼接和優(yōu)化全景圖；

⑥能夠熟練將全景圖發(fā)布到Internet。

三、實(shí)驗(yàn)儀器

①拍攝器材：?jiǎn)畏聪鄼C(jī)、16mm魚(yú)眼鏡頭、全景云臺(tái)、三腳架等。

②制作軟件：PTGUI、APG、Lightroom、Photomatix、Photoshop、Pano2VR等。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

完成一組地面全景攝影與制作：使用16mm魚(yú)眼鏡頭按照實(shí)驗(yàn)步驟拍攝兩組照片并使用相關(guān)軟件進(jìn)行拼接等后期處理，最后發(fā)布到本地和“720yun VR全景發(fā)布平臺(tái)”等網(wǎng)站。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

全景攝影與制作的步驟主要包括選擇器材、全景拍攝、后期處理、發(fā)布作品等步驟。

（一）選擇器材

一般專業(yè)拍攝全景照片至少需要四種硬件設(shè)備：?jiǎn)畏聪鄼C(jī)、魚(yú)眼鏡頭、全景云臺(tái)和三腳架，下文將對(duì)全景拍攝逐一闡述這四種硬件設(shè)備的性能特點(diǎn)和選用要點(diǎn)。

1.數(shù)碼相機(jī)

一般來(lái)說(shuō)，只要能夠手動(dòng)調(diào)整光圈、快門(mén)速度和對(duì)焦的數(shù)碼相機(jī)，都可以拍攝數(shù)碼拼接片源圖像?？傮w來(lái)說(shuō)單反、微單和單電相機(jī)拍攝的圖像品質(zhì)比較好，當(dāng)然個(gè)別便攜機(jī)拍出來(lái)的效果也不錯(cuò)，光線差異不是很大的場(chǎng)景，甚至使用手機(jī)也可以拍攝。因此，理論上無(wú)論使用什么樣的設(shè)備，都可以用于全景圖像的拍攝。當(dāng)然，商業(yè)制作還是建議使用單反相機(jī)，即“單鏡頭反光式照相機(jī)”的縮寫(xiě)，是相對(duì)于雙（鏡頭）反（光式）相機(jī)來(lái)說(shuō)的。同時(shí)，在全景攝影中使用同一焦段鏡頭，全畫(huà)幅相機(jī)需要拍攝的片源數(shù)量比半畫(huà)幅相機(jī)的數(shù)量少，更高效。

2.鏡頭

全景拍攝要求速度快、質(zhì)量高，這就涉及拍攝照片的數(shù)量和清晰度兩個(gè)方面：短焦距拍攝張數(shù)少，但清晰度較低；長(zhǎng)焦距拍攝張數(shù)多，但清晰度高。為了平衡兼顧這兩方面的選用矛盾，全景拍攝時(shí)，大多選擇8—24mm的焦距短的魚(yú)眼鏡頭或超廣角鏡頭來(lái)拍攝。

3.全景云臺(tái)

云臺(tái)是安裝在三腳架上方，用來(lái)連接三腳架和相機(jī)的中間構(gòu)件，起到平衡與穩(wěn)定的作用。全景云臺(tái)在全景拍攝中起到重要的輔助作用。

①可以讓相機(jī)在水平面上進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)拍攝，從而達(dá)到使相機(jī)拍攝節(jié)點(diǎn)在三維空間中的一個(gè)固定位置進(jìn)行拍攝，保證相機(jī)拍攝出來(lái)的圖像可以拼合成360度的圖像[4]。

②可以調(diào)節(jié)相機(jī)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)縱軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助拍攝天與地。

為了方便全景拍攝，除了上述兩種功能，有的全景云臺(tái)還附加了一些實(shí)用功能。

①在垂直旋轉(zhuǎn)軸即俯仰軸處都有刻度標(biāo)記，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)到相應(yīng)角度時(shí)還會(huì)有觸感，方便攝影師在垂直方向精準(zhǔn)定位旋轉(zhuǎn)。

②防垂快裝板，加高弧形防垂擋邊，有效防止相機(jī)下垂現(xiàn)象。

③獨(dú)立的外翻補(bǔ)地套件，使下方三腳架不再擋住地面，補(bǔ)地拍攝更加方便。

④分度臺(tái)采用觸感定位，不需要低頭看度數(shù)，設(shè)置好刻度每轉(zhuǎn)一下會(huì)有“咔噠”的觸感回饋，可以實(shí)現(xiàn)盲拍效果。

4.三腳架

選擇全景攝影的三腳架時(shí)，需要考慮穩(wěn)定、承重、高度、便攜四個(gè)方面，其中穩(wěn)定性是最重要的，只有前期拍攝足夠穩(wěn)定，后期拼接才更省時(shí)省力。

①材質(zhì)。三腳架常用的材質(zhì)是鋁合金和碳纖維兩種。鋁合金的價(jià)格相對(duì)較低，但重量較大，不便于攜帶。碳纖維的價(jià)格相對(duì)較高，便攜性、抗震性、穩(wěn)定性都較好。

②承重。三腳架之上有單反和云臺(tái)，所以承重是個(gè)很重要的參數(shù)，一般需要承重在5kg以上。

③高度。拍攝全景圖，構(gòu)圖的要素之一是視平線的高度。在保證所需高度的前提下，三腳架中軸升起高度越低、腳管伸展越少、腳管直徑越大越穩(wěn)定。

④自重、折起長(zhǎng)度。在穩(wěn)定第一的前提下，還要盡可能輕便，盡量選擇重量輕、收納高度低的三腳架，以便于攜帶。

（二）全景拍攝

1.確定拍攝照片數(shù)量

全景拍攝中一般將等效焦距對(duì)應(yīng)的視角與圖片重合區(qū)域這兩個(gè)因素作為計(jì)算拍攝照片數(shù)量的條件。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以進(jìn)行不同嘗試，找到不同條件下既滿足拼接要求，又能獲得更好圖像質(zhì)量的合適照片數(shù)量。

①部分等效焦距與視角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見(jiàn)表1。

②重合區(qū)域。我們拍攝的360度一圈的照片，之所以能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫拼接效果，很重要的是因?yàn)橄噜弮蓮垐D片有重合，再使用類似PTGui的全景拼接軟件，就可以自動(dòng)識(shí)別相鄰兩張圖片的重合區(qū)域，依次連接拼成一張360度全景圖片。那重合區(qū)域需要多大呢？至少占圖片的25%。拍攝時(shí)可以采用目測(cè)的方法，確保相鄰的兩張圖片在水平方向或垂直方向占有不少于25%的重合區(qū)域。

2.架設(shè)拍攝器材

首先根據(jù)實(shí)際拍攝需要選擇拍攝點(diǎn)，盡量選擇空曠的位置架設(shè)三腳架，三腳架不宜打太開(kāi)，避免腳架過(guò)多入鏡影響后期拼接和美化；然后連接全景云臺(tái)和相機(jī)，根據(jù)需要決定是否連接快門(mén)線；最后連接全景云臺(tái)和三腳架，并且調(diào)整三腳架的高度和水平。

3.調(diào)節(jié)鏡頭節(jié)點(diǎn)

鏡頭節(jié)點(diǎn)是指鏡頭的光學(xué)中心，穿過(guò)節(jié)點(diǎn)的光線不會(huì)發(fā)生折射。在全景拍攝中，以同一個(gè)鏡頭節(jié)點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)一周拍攝的一組照片，畫(huà)面中遠(yuǎn)近物體之間的透視關(guān)系都不會(huì)發(fā)生改變[5]。調(diào)節(jié)鏡頭節(jié)點(diǎn)的步驟：首先要調(diào)節(jié)相機(jī)的光軸位于云臺(tái)中心的垂直線上。將相機(jī)90°垂直向下對(duì)準(zhǔn)云臺(tái)，打開(kāi)LED取景器觀察，前后移動(dòng)云臺(tái)橫臂，直到相機(jī)畫(huà)面中心點(diǎn)與云臺(tái)中心點(diǎn)重合。然后將相機(jī)還原成水平方向，在鏡頭前固定位置擺放一個(gè)直立形態(tài)的參照物（如鉛筆），調(diào)整三腳架的位置和高度，使該參照物與較遠(yuǎn)處的另一個(gè)參照物（如樓房）邊緣重合并位于畫(huà)面中央。接著左右轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)，使第一個(gè)參照物分別位于畫(huà)面的左側(cè)和右側(cè)，同時(shí)觀察不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)時(shí)，兩個(gè)參照物的邊緣是否始終重合。如果始終重合，表明透視關(guān)系沒(méi)有變化，則鏡頭節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)完成；否則就需要調(diào)節(jié)相機(jī)前后的位置，直到兩個(gè)參照物的邊緣始終重合。

4.拍攝

以16mm魚(yú)眼等效焦距為例拍攝一組照片：首先將分度臺(tái)上的定位螺絲鎖在60°的孔里；然后將相機(jī)鏡頭調(diào)至水平，拍攝第一張照片，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)相機(jī)60°，拍攝第二張照片，依次旋轉(zhuǎn)并拍攝，共拍攝6張照片；最后將鏡頭90°垂直翻轉(zhuǎn)向上，拍攝一張?zhí)炜照掌辉賹㈢R頭90°垂直翻轉(zhuǎn)向下，拍攝一張地面照片。

5.補(bǔ)地

上述拍攝中，有陽(yáng)光照射的場(chǎng)景可能會(huì)拍到三腳架的影子，將鏡頭90°垂直翻轉(zhuǎn)向下拍攝地面照片時(shí)，會(huì)拍到云臺(tái)和三腳架。為了消除這些影響，所以需要采用一些方法補(bǔ)拍地面照片，這個(gè)方法稱為“補(bǔ)地”。

補(bǔ)地的方法有多種，如外翻補(bǔ)地法、手持補(bǔ)地法、斜拍補(bǔ)地法等。外翻補(bǔ)地法需要全景云臺(tái)具備外翻補(bǔ)地插件，如720云全景云臺(tái)在云臺(tái)橫板的一側(cè)具有補(bǔ)地插件，旋轉(zhuǎn)旋鈕能夠操控相機(jī)外翻拍攝。手持補(bǔ)地法適用于地面色彩和平面構(gòu)成較為單一的場(chǎng)景，或需要快速拍攝的場(chǎng)景。斜拍補(bǔ)地法方便易用，適用于大多數(shù)場(chǎng)景，以補(bǔ)拍相機(jī)正下方地面照片為例，操作步驟如下：

①首先將鏡頭90°垂直翻轉(zhuǎn)向下，拍攝一張包含云臺(tái)和三腳架的地面照片，這張地面照片我們可以稱之為“真底”，為后期處理替換成“假底”提供匹配識(shí)別點(diǎn)；

②“真底”拍完之后，在三腳架的腳墊旁邊做一些記號(hào)，用于標(biāo)記三腳架的位置，再將三腳架連同相機(jī)向旁邊平移，直到移動(dòng)到標(biāo)記的位置之外；

③將云臺(tái)橫軸向下傾斜60°，再拍攝一張被云臺(tái)和三腳架遮住的地面照片，這張地面照片稱之為“假底”，完成補(bǔ)地拍攝。

（三）后期處理

全景拍攝的照片由多張構(gòu)成一組，必須通過(guò)后期處理才能輸出一張完整的全景圖。后期處理包括拼接和優(yōu)化等步驟，涉及多個(gè)軟件配合操作。下文對(duì)幾個(gè)常用軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，為大家了解和選用提供參考。

1.全景拼接軟件

①PTGui：是一款應(yīng)用廣泛的具有可視化操作界面的全景制作工具，基本操作方法比較容易掌握。

②APG：批量拼接和出圖的效率很高，如果前期拍攝的照片精度很高，它可以在大量照片中自動(dòng)找到可以拼接成全景圖的多組照片，并在后臺(tái)批量輸出。

2.圖像優(yōu)化軟件

①Lightroom：即Adobe Photoshop Lightroom，是一款具有照片后期處理的圖像工具軟件。全景圖后期處理中，主要用于將一組照片統(tǒng)一調(diào)色。

②Photomatix：是一款能夠調(diào)節(jié)圖片曝光度和通過(guò)多個(gè)曝光源生成HDRI（高動(dòng)態(tài)范圍圖像）的軟件。全景圖后期處理中，主要用于調(diào)整圖像的配準(zhǔn)對(duì)齊、去鬼影、色調(diào)映射、曝光融合等。

③Photoshop：主要用于全景拼接完成后修復(fù)圖像中的小瑕疵和補(bǔ)地的后期處理。

（四）發(fā)布作品

全景圖制作完后，可以直接發(fā)布到現(xiàn)有的全景網(wǎng)站平臺(tái)，如“720yun VR全景發(fā)布平臺(tái)”等，也可以使用相關(guān)軟件先發(fā)布到本地，再根據(jù)需要上傳到指定的網(wǎng)站服務(wù)器。本地發(fā)布可以使用Pano2VR，它的主要功能有：

①轉(zhuǎn)換全景圖的類型和格式：支持Adobe Flash、HTML5、QuickTime VR（QTVR）格式；

②制作全景漫游：支持在全景圖中添加熱點(diǎn)、文本、圖片、音頻、視頻等，并通過(guò)熱點(diǎn)將多個(gè)全景圖連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)全景漫游[6]；

③制作全景圖的“皮膚”，即全景縮略圖。

六、結(jié)束語(yǔ)

全景圖制作質(zhì)量的高低取決于多個(gè)方面，包括拍攝器材、拍攝環(huán)境、拍攝和后期處理技巧等，如：①相機(jī)、鏡頭等可以在經(jīng)濟(jì)條件容許的情況下盡可能選擇高質(zhì)量的；②選擇或布置適宜的光照環(huán)境；③拍攝前要確保相機(jī)水平，防止畫(huà)面傾斜；④使用變焦鏡頭時(shí)，拍攝過(guò)程中鎖定鏡頭焦距，避免拍攝時(shí)焦距發(fā)生變化；⑤場(chǎng)景中如果有運(yùn)動(dòng)事物，拍攝時(shí)要避免出現(xiàn)“鬼影”現(xiàn)象，還要避免同一事物出現(xiàn)在不同角度的畫(huà)面內(nèi)；⑥地面全景拍攝時(shí)，相機(jī)視角高度應(yīng)當(dāng)與普通人的視線高度基本一致；⑦后期處理中，要耐心調(diào)整相關(guān)參數(shù)并測(cè)試效果，確保輸出的圖像質(zhì)量符合要求。

總之，要拍攝和制作出高質(zhì)量的全景圖，除了器材質(zhì)量等客觀條件的影響，更需要?jiǎng)?chuàng)作者孜孜不倦、精益求精地嘗試和探究，只有擁有足夠的專業(yè)、經(jīng)驗(yàn)、耐心，才能在實(shí)踐中不斷達(dá)到更高的水準(zhǔn)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]林延樂(lè).互動(dòng)影像設(shè)計(jì)在非遺繪畫(huà)中的應(yīng)用研究[D].深圳：深圳大學(xué)，2019：27-28.

[2]夏江峰，劉佳奇.基于無(wú)人機(jī)的氣象探測(cè)環(huán)境360°球型全景制作及應(yīng)用[J].陜西氣象，2020（3）：62-64.

[3]呂梁，魏娟.淺析全景攝影技藝[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020（18）：41-42.

[4]趙家璇，賈婧談，陳思琪.全景拍攝技術(shù)概述[J].信息記錄材料，2019（04）：229-230.

[5]黃靖，李滿.基于三維全景技術(shù)的虛擬校園場(chǎng)景搭建——以廣州工商學(xué)院花都校區(qū)為例[J].現(xiàn)代信息科技，2021（6）：77-82.

[6]蘇融，李勝樂(lè)，厲彥玲.基于三維全景視圖的虛擬校園漫游導(dǎo)航系統(tǒng)[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（1）：103-109.

基金項(xiàng)目：安徽省教育廳人文社科重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：SK2020A0568）；池州學(xué)院融合媒體雙創(chuàng)實(shí)踐教學(xué)中心（項(xiàng)目編號(hào)：2021XSCZX01）；安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：202111306021）。

吳小勝（1979.10-），男，漢族，安徽池州，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：新媒體技術(shù)；

朱德權(quán)（1974.01-），男，漢族，安徽銅陵，碩士，副教授，研究方向：新媒體技術(shù)；

吳杰（2000.12-），女，漢族，安徽六安，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)與新媒體。