丛海亮

摘要：随着信息化技术的快速发展，3D全景摄影作为一种新的影像表现形式，成为了连接现实世界和虚拟世界的一道有效桥梁，当然也是将虚拟现实技术有效普及化的重要载体。基于此，本文主要研究如何将多镜头合成技术成熟地应用到3D全景摄影中，首先探讨分析了多镜头合成进行3D全景摄影的可行性，其次阐述了其具体实施方法，最后论述了这项的技术所需的要点以及未来展望。

关键词：多镜头合成法   3D   全景摄影   技术思考

中图分类号：J0-05                   文献标识码：A                    文章编号：1008-3359（2019）04-0181-02

全景摄影是现在人们记录影像的一种新的方法，同时也是实现虚拟现实技术广泛普及的技术前提，而3D全景摄影作为一种新兴的技术类型，现在正处于探索和初步发展阶段，还存在一定的不足。纵观当下全景摄影的技术现状不难发现，目前的影像呈现大多数仅仅只停留在2D的技术层面，视差方面存在较多的不足。尽管借助虚拟现实头盔能够在一定程度上帮助观众更好地改变周围的影像场景，然而与真实的视觉效果相比，还存在很大的差异，还存在无法完美实现视差区别以及平面化影像呈现效果等问题。由此看来，探究更深层次的多镜头合成实现3D全景摄影还是有着极其重要的理论意义和现实价值的。

一、全景摄影的起源和发展

随着1839年法国人路易斯·达盖尔的银版法的出现标志着摄影技术的问世，我们不难发现，摄影技术在将近两百年的发展历程中，世界整体格局也发生着巨大的变化。工业革命的到来推动着摄影技术进一步发展，影像呈现方式不断地创新，为适应大趋势下的环境变化，摄影技术也在不断地被注入新鲜的血液和鲜活的动力。人们开始尝试打破普通照片平面的观看方式，通过各种努力还原人眼睛观看到的立体的影像，因此，3D全景摄影也成为了一个新的课题被广泛研究。

全景这个词指的是一种全新的较宽视域的空间形式，全景摄影则是使用相机，按照一定规律依次拍摄360度的成组照片，然后把这些照片拼接成一个全景图像的摄影形式。在胶片时代，很多摄影师都有过全景摄影的尝试。随着数字化和信息化时代的到来，全景摄影的技术又有了重要的创新，在关于运用数字相机和全景云台进行全景摄影的创新方面也有了新的成果。

在實现全景摄影记录形式的同时，摄影师也通过其他技术手段模拟人类双眼观看世界的方式，来获得类似感官的立体全景影像。虽然现在的3D全景摄影仍然存在视差不明显的现状，但是科技的进步最终能够实现真正的立体观看效果，完美的3D全景影像终会呈现在人们眼前。摄影师要做的是研究如何将三维数字技术应用到全景摄影的过程中，将多镜头合成技术进行进一步的改进和创新，深入的研究并掌握实现真正意义的3D全景摄影技术方法和要点。

二、多镜头合成进行3D全景摄影的可行性分析

多镜头合成法进行的3D全景摄影较传统的超广角全景摄影存在着巨大的差别，主要表现在3D全景摄影不仅可以满足360度的全景摄影的要求，同时还可以使得两只眼睛在影像视差方面存在不同。

之前的超广角的全景摄影尽管也可以形成超大视域的影像的采集，然而在用户体验方面存在较大不足，观看者毫无三维数字立体化的感觉。这种全景摄影仅仅停留在2D影像的拍摄水平上，即使采用再好的虚拟现实头盔观看，也只能看到完全没有视差的两个平面，也就是平面的效果，仅仅可以在头部旋转时能实时改变周围场景的观看角度，与人们在真实世界中看到的影像大相径庭。

为了解决影像采集中的视差问题以及提高虚拟现实体验的真实感的问题，3D全景影像采集的概念就被引用了。3D全景摄影在影像采集方面有着较好的视觉效果，不仅能够较容易地得到动态的全景影像资料，而且在此基础上得到的图片无论是边缘图像还是中心图像都有着较好的立体效果，这也就是说多镜头合成技术对实现3D全景摄影有着积极的促进作用。而且我们可以分析在利用多镜头合成的技术时，通过不同镜头之间视域的扩大作用，借助镜头与镜头之间的数据连贯属性，使得观众能够从不同的视角获得不一样的影像效果，换句话说就是利用视差的嵌套和影响，帮助人们感受真正的3D全景摄影的效果。

三、用多镜头合成法进行3D全景摄影的具体方法

现在最常见的多镜头合成3D全景摄影技术的相机布置方法是水平方向设置八个镜头，垂直方向设置两个独立的超广角镜头，且左眼中呈现的画面是由水平方向八个镜头的右边部分的影像集合组成的，右眼中呈现的画面则是由八个镜头的左边部分的影像集合组成的。

在标准上，以人的眼睛水平观看事物的方式作为参照，用多镜头合成法进行3D全景摄影时应该更多地考虑水平方向的镜头设置需求，对于竖直角度镜头因素的影响则可以进行适当地忽略和弱化。

具体来说，3D全景摄影在排列水平方向的相机镜头时，需要负责左右两只眼睛的镜头距离尽量和人的双眼瞳距数据一致。水平方向的影像拍摄可以分为左右两个方面进行，左边部分的影像集合后可以构成右眼中的成像，相反右边部分的影像拍摄的集合则可以构成左眼中的成像，这样就可以很好地实现两只眼睛的视差的变化，从而形成较好的3D的效果。而上下方向独立的超广角镜头则是作为扩大视域、帮助观众形成虚拟与现实世界之间的更好过渡而出现的。

四、多镜头合成法进行3D全景摄影的技术要点

（一）摄影镜头采集的影像角度尽量精确

全景摄影有着独特的技术要求和技术操作要点。在对多镜头合成法进行3D全景摄影中的技术分析时，保证摄影时采集的影像角度精确，是拍摄的图像发生较小的失真和变形重要的技术点。将所有的影像信息进行恰当地剪裁以及有效地透视变形处理，是将相邻影像进行连接的有效方法，这样也可以更好避免在多镜头摄影中经常出现的断点情况，使得观众能得到较好的观影体验。摄影师拍摄相邻的影像可以存在较大部分画面的重叠，才可以更有把握地进行拼接合成。摄影师还需要很好地把握全景摄影相邻图像数据连接知识，深入了解全景摄影拍摄技术要点，掌握全景摄影后期图像合成基础知识，才能够更好地计算不同镜头之间的角度差别和重叠数量，对影像信息的连接找寻出来最佳的参数，从而更加完美的实现3D全景摄影拍摄和后期合成工作。

（二）适应场合对品质的要求

在3D全景摄影中，摄影师可以根据不同场合的需求對镜头合成的方式进行更深入的排列组合规划。比如，摄影师需要将奇数和偶数的镜头按照全景摄影的位置要求均匀排列，奇数镜头按照统一的角度一致向右偏，而偶数镜头相对也按照统一的角度偏向相反的方向。这种排列可以一定程度减少摄影师对于画面的组合和集成工作的步骤和程序，摄影师只需要将奇数镜头和偶数画面分别进行组合集成，并且将上下两个独立超广角的镜头中的画面进行拼接就可以得到完整的影像信息了。

在特殊的要求下，如果一些场合对摄影镜头的品质有更加严格的要求，摄影师可以通过在水平方向加入更多的镜头形成更严谨的拍摄方式来解决。这种镜头排列组合在具体记录影像的过程中，左眼使用的全是奇数镜头拍摄的画面，而右眼使用的都是偶数镜头拍摄到的画面，这两只眼睛的画面视差结合人眼睛瞳距的数据进行计算，从而能够在扩大可视角范围的同时也能够给观众形成较好的视差效果。

（三）广角镜头加入圆形的摄影画面

要想得到完美的3D全景影像，摄影师除了要满足影像品质和保证摄影时采集的影像角度精确这两方面的要求，还可以通过在广角镜头中加入圆形的摄影画面来形成与主画面的有效地连接。这样可以通过计算圆形画面与主画面之间的一些图像识别和图像重叠部分的数据，便可以有效地简化影像信息的记录，在影像信息集合方面也能够实现精度上的改善。

五、结语

综上所述，推行多镜头合成技术实现3D全景摄影的科学发展是一项客观有效地技术任务，我们必须深入地讨论多镜头合成进行3D全景摄影的可行性和具体实施的思路，最重要的是我们还应该从根本上探究多镜头合成法进行3D全景摄影的技术思考，这包括从摄影时采集的影像角度精确、适应场合对品质的要求以及广角镜头加入圆形的摄影画面等方式，从而挖掘实现影像采集中加入3D全景摄像对广泛普及虚拟现实技术的巨大的社会效用和实用价值。人们对新技术的探索从未停止，无数新的可能随着科技的进步得到了实现，现在的影像已经不再局限在二维的相纸上进行观看了，科幻电影当中各种未来世界的想象逐渐变成了现实，人们对真正的“未来世界”充满惊奇和探索的力量。

参考文献：

[1]王庆.多镜头合成实现3D全景摄影初探[J].重庆工贸职业技术学院学报，2016，12（01）：38-39+29.

[2]殷惠莉，杜娟，胡池.基于多镜头多传感器系统的图像合成[J].现代电子技术，2017，40（06）：122-125.