VR內(nèi)容匱乏催生全景相機(jī)發(fā)展
最近一兩年VR的發(fā)展呈現(xiàn)井噴之勢，不僅互聯(lián)網(wǎng)公司、智能設(shè)備廠商、游戲公司推出了自己的VR眼鏡，很多視頻網(wǎng)站、家電廠商，甚至是傳媒公司都進(jìn)來湊熱鬧，推出了自己的產(chǎn)品。如今VR硬件已經(jīng)日趨成熟，能夠滿足基本的體驗(yàn)。但是配套的VR內(nèi)容建設(shè)卻并未跟上VR發(fā)展的腳步。
優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容創(chuàng)作是驅(qū)動(dòng)整個(gè)VR產(chǎn)業(yè)鏈的核心，是讓消費(fèi)者擁抱VR的原動(dòng)力。如今大部分VR設(shè)備使用的全景素材主要分為兩類：一個(gè)是三維建模渲染的虛擬場景，另外一個(gè)是基于全景相機(jī)拍攝的真實(shí)場景。關(guān)于三維建模和全景實(shí)景的對比如下：
1、三維建模渲染的全景內(nèi)容是利用計(jì)算機(jī)3D引擎合成的動(dòng)畫，雖然在立體感和沉浸感上比全景相機(jī)更好一些，但是制作一個(gè)合成的動(dòng)畫需要耗費(fèi)很大的人力財(cái)力成本，制作門檻很高，普通消費(fèi)者只有選擇權(quán)沒有創(chuàng)作權(quán)。
2、全景相機(jī)的拍攝和制作非常簡單方便，周期短，成本低，消費(fèi)者可以自由創(chuàng)作發(fā)揮，這將會(huì)極大激發(fā)消費(fèi)者對全景影像的創(chuàng)作熱情。此外全景相機(jī)由于是實(shí)景拍攝，可以近乎百分之百的還原真實(shí)世界，這種真實(shí)感是三維建模很難達(dá)到的。
口說無憑，用微信掃描下方二維碼可以真實(shí)的體驗(yàn)一把全景圖像。
體驗(yàn)1：稻田里的孫悟空
未成年人禁止觀看體驗(yàn)2。
因此，能夠生動(dòng)逼真的還原真實(shí)世界的全景拍攝設(shè)備--全景相機(jī)是VR內(nèi)容制作的基礎(chǔ)。
什么是全景相機(jī)？
全景相機(jī)，就是可以拍攝水平360° x 垂直180°全方位全景圖像的攝像設(shè)備，至少需要兩個(gè)以上的相機(jī)。目前面向消費(fèi)級全景相機(jī)主要是2個(gè)魚眼相機(jī)的組合，比如Ricoh theta s。
另外還有4、6、8、16等更多相機(jī)的組合，如下圖是Facebook2016年開源的全景相機(jī)surround360，霸氣側(cè)漏有木有！
關(guān)于全景相機(jī)的硬件分類后續(xù)會(huì)專門介紹。
全景相機(jī)拍攝的多個(gè)角度的影像經(jīng)過全景拼接算法處理后，可以將多個(gè)相機(jī)拍攝的局部二維圖像合成360° x 180°的球形影像。觀看全景圖片或視頻需要智能手機(jī)或者VR眼鏡，其中使用VR眼鏡效果最好，因?yàn)閂R眼鏡可以利用內(nèi)置陀螺儀和加速度計(jì)偵測頭部動(dòng)作，自由轉(zhuǎn)動(dòng)頭部觀察時(shí)呈現(xiàn)出和人類觀察真實(shí)世界一樣的效果，給人身臨其境的代入感。
手機(jī)全景拍攝和360°全景圖的區(qū)別
全景相機(jī)拍攝的360°全景圖和智能手機(jī)里以旋轉(zhuǎn)方式拍攝的全景圖有較大區(qū)別，如下所述：
1、手機(jī)旋轉(zhuǎn)方式需要用戶沿著箭頭保持水平旋轉(zhuǎn)一周拍攝，這個(gè)一邊旋轉(zhuǎn)一邊保持水平比較困難。如果在垂直方向上抖動(dòng)較大，還容易引起一些拼接錯(cuò)位和畫面缺失。用戶體驗(yàn)并不是很不好。而全景相機(jī)工作時(shí)不需要旋轉(zhuǎn)，能夠在水平和垂直方向同步一鍵拍攝。
2、手機(jī)旋轉(zhuǎn)方式拍攝最大的問題是無法處理場景中有運(yùn)動(dòng)物體的情況，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的扭曲變形（見下圖手機(jī)全景拍攝失敗的作品，是不是很瘆人）。而全景相機(jī)由于是多相機(jī)多角度同步工作，所以可以輕松hold住靜態(tài)和動(dòng)態(tài)所有的場景。
3、手機(jī)旋轉(zhuǎn)方式拍攝受手機(jī)鏡頭垂直視場角的限制，通常拍攝的是部分全景圖，即不能覆蓋360° x 180°的整個(gè)球形空間，而全景相機(jī)可以做到。如下圖是gear360在手機(jī)上預(yù)覽的效果。
全景相機(jī)研發(fā)難點(diǎn)
全景相機(jī)的核心技術(shù)是：全景圖像拼接算法。由于單個(gè)相機(jī)鏡頭的視場角有限，不能覆蓋全部的視場，所以組成全景相機(jī)中的每個(gè)相機(jī)只能負(fù)責(zé)拍攝一部分場景，然后需要全景圖像拼接算法對多個(gè)相機(jī)拍攝的局部場景進(jìn)行拼接。這里算法的作用是決定整個(gè)系統(tǒng)性能和效果的關(guān)鍵。主要存在以下難點(diǎn)：
1、多相機(jī)成像一致性很難保證。這個(gè)一致性包括：曝光一致、白平衡一致、幀同步等。前兩個(gè)需要提前校準(zhǔn)，而普通的消費(fèi)級相機(jī)很難做到嚴(yán)格幀同步。保證多相機(jī)成像一致性在6個(gè)以上相機(jī)組成的全景相機(jī)中非常關(guān)鍵。
2、很難做到“天衣無縫”的拼接效果。多相機(jī)成像一致性、相機(jī)標(biāo)定的精度、被攝場景里的物體離鏡頭的距離等許多因素都會(huì)對拼接效果產(chǎn)生不良影響。這可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)物體會(huì)出現(xiàn)“穿越”的效果，以及運(yùn)動(dòng)物體邊緣重影、扭曲變形等。一般情況下相機(jī)越多，重合區(qū)域也越大，拼縫越不明顯，但算法復(fù)雜度、處理速度也會(huì)指數(shù)倍提升。
3、全景圖像拼接算法復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的圖像拼接算法。普通的圖像拼接算法是將數(shù)張有重疊部分的圖像拼成一幅較大的的無縫高分辨率圖像，一般視場角會(huì)比較小。全景圖像拼接其實(shí)是普通圖像拼接的一個(gè)極端情況，此時(shí)很多小視角情況下的假設(shè)已經(jīng)不再成立。關(guān)于全景圖像拼接算法會(huì)在以后的文章里繼續(xù)介紹。
4、相機(jī)數(shù)目較多時(shí)計(jì)算量、數(shù)據(jù)傳輸量會(huì)急劇增加。比如17個(gè)相機(jī)組成的surround360，視頻幀率是30FPS的話，那么每秒鐘需要傳輸和處理的數(shù)據(jù)量就是17GB。這對系統(tǒng)資源占用率、傳輸帶寬、存儲(chǔ)速度都提出了很大的挑戰(zhàn)。
全景相機(jī)應(yīng)用
下面是insta360的一個(gè)關(guān)于全景相機(jī)的日常應(yīng)用介紹。
毫無疑問，全景相機(jī)最重要的應(yīng)用就是基于VR的游戲、影視制作、直播等方面。此外，由于其360° x 180°的全方位無死角視角，在安防監(jiān)控領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。
此外，還有很多應(yīng)用可以挖掘，比如傳媒展示、藝術(shù)創(chuàng)作、婚慶旅游等。
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