镜头节点位置的判断

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1、创建远距离物体的全景影像相对容易,以下是使用 ArcSoft的“PanoramaMaker”软件将四个独立影像缝合在一起的影像例图。只要在用相机拍照时将单个影像很好地对齐(务必使相机与地面保持水平),软件即可创建完美的全景影像。但是,拍摄前景和背景中物体的全景影像非常困难。为了消除视差错误,必须找出其光学中心(或“节点”)。以下例图显示拍摄前景和背景物体时出现的视差错误(数码相机固定在三脚架上,并从相同位置拍摄 A和 B影像。)。 A影像 - 相机朝向背景中的教堂,前景中有一棵树。 B影像 - 相机在三脚架上转向左侧,因此只能看到教堂的左侧,但是前景中的树“似乎”相对于教堂的位置发生移动。 C

2、影像 - 使用全景处理软件以电子方式缝合影像,但由于前景中的树“似乎”相对于教堂的位置发生移动,所此它出现了两次。此错位现象叫作“视差错误”,当将影像缝合在一起时,缝合影像的全景软件将无法纠正此错误。A影像 B 影像 C 影像要纠正此错误,必须沿镜头的光学中心(或节点)旋转相机。镜头的节点是光路径在聚焦于相机感光器或胶片平面之前,在镜头中汇聚的一点。以三脚架插座为中心旋转相机几乎肯定会导致视差错误,因此需要先找到节点,然后固定相机,再以该节点为中心旋转相机。节点可认为是从前端镜头表面到镜头光学中心的度量,尼康不公布此信息,但可以通过以下步骤找到近似的节点。在使用全景云台进行正确定位时,请确定三

3、脚架是固定的,仅相机可移动。1. 将相机安装在中央 确定相机镜头正好在旋转点的上方,这一点可从前端观看安装在三脚架上的相机来进行检查。2. 调节视差错误 要找到并纠正视差错误,请使用相机、带全景云台的三脚架、一张桌子和四支笔(最好使用可以自行竖立起来的“麦克”笔)进行下述操作。如例图中所示放置四支笔。用全景云台将相机安装在三脚架上,使最近和最远的笔可同时在相机的 LCD显示屏(或取景器,如果使用的是 SLR)上看到。前面的笔应比后面的笔靠前。从上面和旁边观看桌子时所显示笔的位置。使相机 LCD显示屏或 SLR取景器与笔成一直线观看,然后从左向右平移相机以使笔在相机LCD显示屏中从左侧移至右侧,

4、在平移相机时注意各支笔之间的相对移动。用全景云台将相机后移或前移,直到在平移时各笔之间的相对移动消失。左在此示例中,相机太靠前。 中 在此示例中,相机位于适当位置,相机沿镜头节点进行旋转。 右 在此示例中,相机太靠后。3. 将相机调水平 使用三脚架上的水平仪进行调校,如果没有水平仪,请使用一个小的附加水平装置。可借助全景云台将相机固定在三脚架上,这些云台可以固定相机,允许位置上的调整,并沿相机/镜头的光学中心旋转相机/镜头。全景云台制造商的例子有 Kaiden和 Manfrotto。相关阅读:门里门外南国新锐当代艺术收藏展二、全景摄影控制头(云台)300 (图一)曼富图设计的“全景摄影控制头(

5、云台)”外形参见图 1。该控制头由上部可旋转刻度的两个转盘与下部刻度盘组成:上面两个刻度转盘分别设置 090旋转角度和跨越 360的拍摄次数(从 436);下面的刻度盘上刻着 0360刻度。该控制头(云台)厚 5cm,重 0.51kg,最大负载量 14kg 。全景摄影控制头可自行设置拍摄时的旋转角度,以及跨越 360的拍摄数字,也可用其进行连续精确的恒定角度拍摄,或摇摄时读取旋转角度。照相机可直接或通过球形云台、3D云台安装到全景摄影控制头上使用。三、曼富图水平基座 338(Levelling Base 338) (图二)300N_large.jpg曼富图的此款水平基座具有 0.5度灵敏度快速

6、找平功能;用拇指调校的 3个精细水平调节拨轮。水平基座顶端表面有 3颗下凹状态的固定螺钉,使整个基座牢固。该基座厚 4cm,重 0.5kg,最大载荷 15kg。该水平基座能使用家用手指拨动水平调节拨轮;在4调节,保证相机拍摄时始终处于水平状态。基座底部有 3/8英寸螺口供联接三脚架(或其他支持附件);基座顶部有一个 3/8英寸公螺栓供联接照相机。四、曼富图 302QTVR全景照片拍摄系统 (图三)曼富图 QTVR全景手动摄影系统是基于 Quick Time Virtual Reality技术。这种技术是通过电子计算机把连续多幅全景数字或数字化的影像进行简单的缝合,创造出一个真实的全景场景图像。

7、这一系统适于绝大多数 135单反相机及数字相机,安装广角镜头拍摄全景影像。曼富图 302QTVR手动系统包括:1、带有刻度的、可前后及左右进行节点调节的双滑动平台。2、照相机可以方便地装在一个弯成 90的托架上,该托架可以被与最上方滑动平台相接的接座快速释放。托架上设计有 1/4英寸与 3/8英寸螺栓,以便联接不同的相机螺孔。3、两刻度盘可设置 0-90的旋转角度,以及跨越 360的拍摄次数。曼富图 302QTVR手动全景照片拍摄系统的操作过程分 3部分:1、系统水平调整系通过基座 338上的 3个调节拨轮进行。2、全景连续拍摄。进行室外风光或室内装饰连续摄影时,需要根据所使用镜头的视角确定每

8、次拍摄时应该设定的旋转角度以及拍摄次数。例如,每次设定旋转 10,就需要至少拍36次才能跨越 360一周,如采用 15mm超广角镜头(水平视角为 99左右)可至少分 4次拍摄,覆盖一周。当然考虑到边缘畸变等问题,拍摄次数应适当增加。参见图 4。3、物方节点的调校。照相机镜头的物方节点应与旋转轴心重合,其调节通过系统的双滑动平台上的旋钮进行。参见图 5。曼富图 QTVR系统的处理步骤分以下 2步:1、逐一按照设定旋转角度与拍摄次数拍摄全景照片。2、将银盐胶片上的影像用扫描仪扫描,生成数字影像(也可用数字相机直接拍摄)。然后通过苹果 QTVR软件,将这些单幅照片连接在一起形成全景照片。该软件能够在

9、影像拼合过程中校正各种变形,使其就像您在现场看到的一样。参见图 6。五、曼富图 372 Agnoshot QTVR全景拍摄系统曼富图 372 Agnoshot QTVR全景拍摄系统主要硬件是马达程序控制云台,其系统由内置马达的执行机构、指令盘、电缆、电源、控制盒等构成。用户用指令盘选择拍摄张数、旋转角度、并控制相机快门释放,同时从指令盘上的液晶屏获得信息。这些控制指令传输给马达执行机构,当释放快门按钮后,系统会按设定完成旋转角度至下一次拍摄时应处的正确位置。参见图 7、图 8。曼富图 372 AGNOSHOT QTVR系统主要部件与参数1、部件:马达执行机构,控制指令盘,节点调节双滑动平台,9

10、0直角托架,精确的水平基座。系统的旋转角度设置从 1045,比曼富图 302QTVR手动系统范围(090)要小。2、参数:马达执行机构高 41cm,重 4.2kg,最大载荷 5kg,外接电源 13.5-24V(供马达执行机构),指令盘电源 4e-block9V。图 7中的马达执行机构上的 10针相机数据插孔只适用尼康 135单反相机及部分数字相机。尼康自 F90上设置 10针数字插孔以来,在其高级 F5、F100、D100 等相机都有设置。六、物方节点的调节对曼富图 302手动 QTVR及 372 Agnoshot QTVR全景摄影系统的意义曼富图 302手动 QTVR及 372 Agnosh

11、ot QTVR全景摄影系统中,都有节点调节双滑动平台。它可在水平面上一定范围内沿 X、Y 轴方向移动相机,使镜头的节点与云台旋转的中心相重合。那么如何找物方节点与调校呢?1、镜头的节点。在共轴球面理想光学系统中,凡是射向镜头主轴上某一点的光线,经该镜头折射后,均沿与入射光线平行的方向射出,主轴上具有这一特性的点,就叫物方节点;同时人们还发现主轴上还存在一个像方节点,从该点出发的光线经镜头折射后会射向物方节点,物方节点与像方节点是一对角放大率为正 1的共轭点,统称为节点。参见图 9。2、物方节点调校的意义。在曼富图 302手动 QTVR及 372 Agnoshot QTVR全景摄影系统中,为求得

12、统一的透视关系,要求以摄影镜头的物方节点为视点,并且使物方节点与该系统的水平旋转中心重合。以便在相机无论旋转到何角度时,均使摄影视点的位置始终不变。反之若不重合,当相机及镜头转动一个拍摄角度后,拍摄视点位置就会变化,从而导致合成的全景照片各部分的透视关系不一致,最后造成合成的全景照片中,各物距不同的影像透视关系成了散点透视状态(古代中国画中常见这种散点透视情形)。透视关系相差较大的几张照片合成全景照片时,不但增加了拼合难度,而且合成出来的全景照片局部可能会因不符合单点透视规律而出现破绽。3、物方节点的位置。普通摄影镜头上的物方节靠近被摄物体一方;像方节点靠近生成的影像一方,并且镜头的焦距越长,

13、物方节点位置有明显前移。所以,对于对透视要求不很严格的合成全景照片摄影而言,可把镜头的前顶点近似当作该摄影镜头的物方节点调节,对于对透视统一关系要求严格的全景摄影,可用实验的办法,找出镜头的物方节点。实验方法:首先将相机的光轴通过水平基座校至水平状态;然后用节点调节双滑动平台及手动操控头(云台)配合,在左右绕轴心旋转相机的同时前后移动相机镜头,直到无限远景物或平行成像光束所结的影像在镜头左右摇摆时不产生位移,这时云台的旋转轴心就是镜头的像方节点。如果上述实验中镜头是倒接的,那么找到的像方节点,正是正接镜头宽幅摄影时的物方节点。综上所述,曼富图全景摄影系统为用户提供了由多个单张影像借助数字技术平

14、台合成全景影像的手段,并能准确的设定拍摄角度和保持视场在水平方向上的一致;而且保证以物方节点为视点单个画面合成成全景照片后有一致的透视关系。其突出特点是不用价格相对昂贵的、机身随镜头一同在圆形轨道上绕像方节点回转的 360全景 135或 120相机(如瑞士赛兹公司制造的 Seitz Round shot环摄 360全景相机 35/35S、220VR 等),而且用普通 135单反相机或数字相机也能得到高质量的全景影像,而且是数字影像。303PLUS_large.jpg (28.58 KB) 不知我者谓我心忧,知我者谓我何求温习一下原理平行多机位的“散点法”拍摄拼接。但在我们在讨论后没有采用,全景

15、接片+多次曝光转的角度前期:1 依赖一套具有分度定位功能的节点云台,使用稳定脚架,锁定光圈、焦距、焦点、色温(因为是分区拍摄,速度根据条件还可进行增减)。2 可以拍摄多张组成的条片或多张组成的矩阵片,每张的转的角度(x 或 y)都是你所用焦距镜头的视角减去相邻重合部分的度数,用刻度旋钮实现,并且每一次转动都是以镜头的节点为轴心的(这在事先已做好测试,方法也简单)3 由于采用多张拍摄,拍广角也不一定要使用广角镜头,这样变形会大大减小。节点云台 :相机的节点( Nodal Point)。“节点”(Nodal point)是指照相机的光学中心,穿过此点的光线不会发生折射。在采用矩阵形式拍摄照片时,相机必须绕着节点转动,才能保证全景拼合的成功。节点云台的作用正是如此。节点云台安装于三脚架上。它保证了相机转动时,镜头的“节点”正好位于转动轴上。这张图片摘自相关网站,具体指出了节点的位置,不能用矩阵方式拍摄。这次拍摄的是我市党代会的合影,整个参加合影的人数近 500人,这应该是工作任务,而不是一次商业性的摄影。我市的党代会合影历来是由市委宣传部的同志拍摄,掌机的是我的摄影老师。本跟我没有关系,因为手里有哥儿们云台,就有了拍接片的冲动。但从没有拍过这么多人的合影,而且是直排,心里没底,所以在佳友发贴请教http:/

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