劉毅軍

編者按

膠片時(shí)代拍攝全景照片不但對(duì)技術(shù)有很高要求，對(duì)器材的要求更高。拍攝全景照片的相機(jī)也是高檔高價(jià)的代名詞，很多攝影愛(ài)好者為此不得不望機(jī)興嘆，全景攝影的想法在他們心里只是一個(gè)遙不可及的愿望。萬(wàn)能的數(shù)碼時(shí)代到來(lái)后，全景攝影得到了前所未有的技術(shù)突破，當(dāng)我們可以通過(guò)數(shù)碼技術(shù)來(lái)完成全景合成的時(shí)候，全景攝影似乎一下子向每一個(gè)攝影人敞開了懷抱，不管是專業(yè)攝影師還是攝影愛(ài)好者，都可以拼接自己的全景作品了。本刊在這里給讀者匯總一下數(shù)碼時(shí)代的全景拼接技術(shù)。

十余年來(lái)數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)日趨普及，但全景攝影對(duì)于很多攝影人來(lái)說(shuō)還是個(gè)很陌生的領(lǐng)域，人眼的正常水平視角約為90度，垂直視角約為70度，而實(shí)際上由于眼球可以小范圍轉(zhuǎn)動(dòng)，人眼的感知能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這個(gè)范圍，幾乎能夠涵蓋正面180度的視角。因此，雖然我們定義50mm為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，但在看照片時(shí)反而是35mm甚至28mm廣角鏡頭的視角才更接近人眼的視覺(jué)感受。不過(guò)，視角能夠超過(guò)100度的廣角鏡頭設(shè)計(jì)難度非常大，再加上畸變的干擾，想要重現(xiàn)人類的寬廣視野是非常困難的。在傳統(tǒng)的全景拍攝中，如拍攝幾百人的集體照或者高大的建筑等題材時(shí)時(shí)常用一種專門的旋轉(zhuǎn)式相機(jī)（也叫搖頭機(jī)或轉(zhuǎn)機(jī)），可將90～360度的景物，記錄在135或者是120規(guī)格的膠片上。這種相機(jī)雖然一次可以直接拍出一張全景圖像，但價(jià)格昂貴且不能做普通拍攝，一般都是行業(yè)用戶租用，對(duì)于業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)不具備推廣價(jià)值。 所以全景拼接拍攝方式就逐漸凸顯拍攝靈活，成本低廉，而與之配合的數(shù)字圖像拼接軟件也逐漸在功能上和操作性上得到提升，全景拼接拍攝逐漸被廣大攝影者所認(rèn)知和接受。

就拍攝和拼接方式來(lái)講，數(shù)字拼接拍攝的功能已經(jīng)大幅度超越了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式相機(jī)。旋轉(zhuǎn)式相機(jī)本身還要受其結(jié)構(gòu)條件限制，因此快門和光圈在拍攝時(shí)都是固定不變的，一次性拍成作品。但因?yàn)樾D(zhuǎn)式相機(jī)拍攝視角很大，光線從順光到逆光變化會(huì)造成底片曝光不均勻，所以在拍攝上也受到很多限制。而用數(shù)字相機(jī)拍攝多張照片拼接，不僅可以在拍攝時(shí)對(duì)曝光組合進(jìn)行微調(diào)，后期制作時(shí)也可以利用軟件功能對(duì)曝光有問(wèn)題的圖片進(jìn)行曝光修正從而得到一張曝光準(zhǔn)確的全景圖片。

相機(jī)直拍全景片

現(xiàn)在最簡(jiǎn)單的方法就是利用相機(jī)直接一次性拍成。目前各個(gè)相機(jī)廠商都在著力研發(fā)相機(jī)的全景拍攝功能，拍攝方式也由一張一張地拍攝發(fā)展到按一次快門掃描拍攝全景的方式，如索尼HX1長(zhǎng)焦型數(shù)碼相機(jī)和W350卡片型相機(jī)等。

全景模式這一功能首先被應(yīng)用于長(zhǎng)焦相機(jī)之上，不僅體現(xiàn)了長(zhǎng)焦相機(jī)的多元化，更讓用戶在拍攝中獲得更多的樂(lè)趣。以往一些具備全景模式的相機(jī)基本都是拍攝三張照片拼接成一張，而HX1會(huì)在這個(gè)過(guò)程中截取40個(gè)靜態(tài)影像進(jìn)行自動(dòng)拼接，連續(xù)性自然更高。全景掃描拍攝對(duì)風(fēng)景以及都市的建筑群有著非常震撼的表現(xiàn)力，而垂直掃描拍攝對(duì)捕捉近距離高樓等物體有著更強(qiáng)大的視覺(jué)沖擊力。最重要的是全景掃描操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單方便，無(wú)需你花費(fèi)精力自己去校對(duì)前后兩張照片銜接。更不用在后期處理中再花費(fèi)精力和時(shí)間去拼接照片。

掃描式全景照片的拍攝雖然便捷，輕松，但在拍攝操作過(guò)程中，還是要仔細(xì)掌握一些拍攝要點(diǎn)的。首先是通過(guò)菜單設(shè)定拍攝方向。設(shè)置“掃描全景模式”的方向及影像尺寸，可選擇從上至下、從下至上，從左至右和從右至左四種，而在拍攝時(shí)必須要根據(jù)所設(shè)定的方向移動(dòng)相機(jī)。

橫向拍攝時(shí)要保持相機(jī)水平方向運(yùn)動(dòng)，不要有比較明顯的上下起伏運(yùn)動(dòng)，否則畫面的上下視角就會(huì)變窄。拍攝過(guò)程中，相機(jī)運(yùn)動(dòng)速率要均勻，保持相對(duì)穩(wěn)定。盡量拍攝相對(duì)靜止的物體，如果有運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，更要注意，不要進(jìn)行與被攝物體同向運(yùn)動(dòng)的拍攝。當(dāng)然這個(gè)拍攝上的注意事項(xiàng)也被索尼所重視，W190就將“掃描全景模式”功能升級(jí)為“智能掃描全景模式”，在人臉識(shí)別和運(yùn)動(dòng)物體拍攝等方面有了大幅度的提高。

索尼在掃描式全景相機(jī)的設(shè)計(jì)和制作上一直是比較領(lǐng)先的，除前文提到的，HX1長(zhǎng)焦型數(shù)碼相機(jī)、W350卡片型相機(jī)、W190數(shù)碼相機(jī)之外，掃描式全景拍攝功能也被裝置在了微單相機(jī)NEX5系列及以后各款機(jī)型上。同時(shí)該技術(shù)也通過(guò)轉(zhuǎn)讓手段，被其他廠家用在了別的品牌的數(shù)碼相機(jī)中，如富士的E350等型號(hào)的數(shù)碼相機(jī)也裝置了掃描式全景拍攝功能。全景掃描功能目前似乎成了數(shù)碼相機(jī)的標(biāo)配功能。

實(shí)戰(zhàn)全景接片拍攝

全景接片的拍攝，對(duì)設(shè)備的要求并不太高：一是需要一臺(tái)照相機(jī)。全景接片拍攝，最好使用標(biāo)準(zhǔn)定焦鏡頭或中焦變焦鏡頭，焦距最好在35mm～85mm之間，除非只能從遠(yuǎn)處拍攝而不得不使用長(zhǎng)焦鏡頭把景物拉近，長(zhǎng)焦鏡頭不是首選，但最主要是不使用大廣角鏡頭，因?yàn)槠淇鋸埖耐敢暫妥冃?，難以將拍攝的幾張片子拼接吻合；二是需要一個(gè)帶有水平旋轉(zhuǎn)云臺(tái)的三腳架；三是需要一根快門線。而熟練的攝影師，即使不用三腳架和快門線，也能完成全景接片的拍攝。

相機(jī)的設(shè)置

拍攝全景照片，是要將拍攝的多張照片銜接拼合成一張完整的照片，所以，第一，必須選擇M擋（手動(dòng)擋），鎖定光圈和快門，以保證每張照片的曝光參數(shù)相同，影調(diào)一致，從而避免后期接片時(shí)逐張調(diào)整影調(diào)和去除接縫的繁重勞動(dòng)。

第二，關(guān)閉自動(dòng)對(duì)焦，使用手動(dòng)對(duì)焦。在所拍攝的景物中心位置，將焦點(diǎn)放在“無(wú)限遠(yuǎn)”進(jìn)行調(diào)焦，在這組照片拍攝過(guò)程中，不建議再進(jìn)行調(diào)焦，以避免不同的焦點(diǎn)位置造成的每張照片都有不同位置的虛實(shí)點(diǎn)，拼合在一起出現(xiàn)“骨節(jié)”的現(xiàn)象。

第三，不要使用自動(dòng)白平衡，要根據(jù)天氣和色溫情況，選擇自定義固定白平衡，以避免因場(chǎng)景光線不同，而使相鄰照片的色彩出現(xiàn)不同的變化。

第四，拍攝風(fēng)景片的通則：小光圈、慢速度。

第五，使用反光鏡預(yù)升和快門線，以保證畫面清晰。

第六，使用變焦鏡頭拍攝時(shí)，確定焦距段后，本組拍攝中途不得變焦，否則照片難以銜接。

第七，盡量用豎幅拍攝。豎幅拍攝，由于取景的水平面比橫幅拍攝的小，而使每張照片畫面中變形的概率降低。

拍攝方法

全景接片拍攝，基本分為“旋轉(zhuǎn)位置拍攝”與“平行移位拍攝”兩種方法，這里講的是簡(jiǎn)便易行的“旋轉(zhuǎn)位置拍攝”方法。

首先，根據(jù)景物確定拍攝范圍，在調(diào)整好焦距段和焦點(diǎn)后，通過(guò)架設(shè)在三腳架旋轉(zhuǎn)云臺(tái)上的相機(jī)取景器，將拍攝范圍內(nèi)的景物按照分鏡頭的方法，從左至右瀏覽一遍（習(xí)慣從右至左瀏覽的也可以），以確定大概需要拍攝的張數(shù)，注意，拍攝每張照片時(shí)，照片的左右要預(yù)留出10%～20%與前一張照片邊緣重疊的部分，因?yàn)槿罢掌谱鬈浖?，就是根?jù)重疊部分來(lái)自動(dòng)拼合的。

通過(guò)取景器瀏覽時(shí)，要注意相機(jī)是否保持水平，如有傾斜，就會(huì)造成整幅全景照片扭曲，建議打開取景器上的“構(gòu)圖網(wǎng)格”顯示或者電子水平儀功能，以便校正。

瀏覽滿意后，即可從第一張的位置開始拍攝。使用快門線啟動(dòng)快門，以避免手按快門造成的相機(jī)震動(dòng)，拍攝完第一張后，在保持三腳架不動(dòng)的狀態(tài)下，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)手柄，將鏡頭轉(zhuǎn)動(dòng)到拍攝第二張的位置。以此類推，一般需要拍攝3張以上的照片即可完成。同時(shí)，拍攝每張照片的間隔時(shí)間要短，以避免因光線、飄云、移動(dòng)的物體等變化因素，造成拼合出的片子出現(xiàn)斷層甚至矛盾。

矩陣式拼接

矩陣式拼接拍攝的優(yōu)勢(shì)是可以用一臺(tái)相機(jī)拍攝高像素高清晰的合成照片，一般拍攝4張以上。鏡頭焦距也從標(biāo)準(zhǔn)鏡頭延展到100mm甚至更長(zhǎng)的焦距。在拍攝過(guò)程中也略區(qū)別于環(huán)攝式全景拍攝，最少是2X2的4張拍攝，也可以多拍至3X3的數(shù)量，橫向無(wú)限拍攝，最終達(dá)到拍攝所需范圍即可。拍攝時(shí)，相鄰照片至少要疊加10%～20%的范圍為拼接時(shí)選取相似點(diǎn)留用。用EOS5D Mark II相機(jī)做例子說(shuō)明，拍攝一張4X4拼接照片，2100萬(wàn)像素的片子乘以4就是8000萬(wàn)像素，除去疊加部分，像素重疊大概在800～1000萬(wàn)像素，最后的拼接片總體像素可達(dá)到7000萬(wàn)，而畫面約為65X48mm大小。如果用50mm標(biāo)準(zhǔn)鏡頭拍攝，實(shí)際拼接的畫面就已經(jīng)是中畫幅的廣角鏡頭視角了，這樣的換算，實(shí)際上已經(jīng)超越了目前像素最高的中畫幅數(shù)碼后背的像素了，如果用100mm焦距鏡頭拍攝 3X5數(shù)量的畫面，可以得到一張畫幅為100X100左右的 1800萬(wàn)X15=27000萬(wàn)像素的拼接照片。同時(shí)矩陣拼接照片還可以對(duì)拍攝焦點(diǎn)位置進(jìn)行控制，可以得到多焦點(diǎn)拼合的全景照片，令畫面擁有更多清晰點(diǎn)。配合超焦距原理，可使得拍攝的景物達(dá)到最大的景深范圍。

利用全景云臺(tái)拍攝

全景云臺(tái)的全稱應(yīng)為三維全景節(jié)點(diǎn)云臺(tái)，靈活精準(zhǔn)的多角度調(diào)校，多張數(shù)設(shè)置，旋轉(zhuǎn)中節(jié)架設(shè)計(jì)多向仰俯調(diào)校，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)回位等出色的功能可以讓全景環(huán)攝臺(tái)廣泛應(yīng)用于各個(gè)商業(yè)領(lǐng)域。稱其為全景云臺(tái)的主要原因，是因?yàn)榇祟愒婆_(tái)都具備兩大功能：

1.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)。

2.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)的圖像可以使用全景拼接軟件進(jìn)行三維全景的拼合。

拼接其實(shí)不是很難的事情，主要是拍的時(shí)候容易出現(xiàn)疊拍或者漏拍，這樣會(huì)給后期拼接帶來(lái)麻煩，尤其是矩陣式拼接，橫豎都是多張拍攝出現(xiàn)漏拍，就會(huì)前功盡棄，這是以前手動(dòng)拍攝的一個(gè)大麻煩，如果使用GigaPan EPIC Pro電動(dòng)節(jié)點(diǎn)云臺(tái)，完全是由微電腦控制，拍一張移動(dòng)一下，省事省力，拍攝200余張片子也不會(huì)出現(xiàn)漏拍現(xiàn)象。更為突出的是，GigaPan EPIC Pro電子節(jié)點(diǎn)云臺(tái)可以根據(jù)鏡頭不同的焦距來(lái)設(shè)定每次拍攝移動(dòng)的角度，還可以設(shè)置拍攝間隔，這一點(diǎn)很重要，尤其是使用長(zhǎng)焦鏡頭，電子云臺(tái)的移動(dòng)會(huì)帶來(lái)鏡頭的抖動(dòng)，如果沒(méi)有間隔的拍攝，很容易因?yàn)楫嬅娑秳?dòng)而影響整個(gè)畫面的拍攝質(zhì)量。操作者可以根據(jù)鏡頭焦距的長(zhǎng)短，自己設(shè)定2秒～30秒的拍攝間隔，來(lái)配合相機(jī)的延時(shí)自拍功能與反光鏡預(yù)升功能的使用，以減低震動(dòng)對(duì)畫面拍攝的影響。

GigaPan EPIC Pro在操作上比較簡(jiǎn)單，將相機(jī)安裝到云臺(tái)上，再根據(jù)鏡頭的焦距不同，先進(jìn)行鏡頭節(jié)點(diǎn)的調(diào)試，并鎖定節(jié)點(diǎn)位置，再進(jìn)入云臺(tái)操作界面，設(shè)定鏡頭視角并存儲(chǔ)，就可以進(jìn)入拍攝準(zhǔn)備工作了。先操作云臺(tái)控制的十字鍵，選出準(zhǔn)備拍攝拼接圖畫面的左上邊界點(diǎn)，再移動(dòng)到拼接圖畫面的右下邊界點(diǎn)，即可進(jìn)入拍攝，GigaPan EPIC Pro全景云臺(tái)為不同相機(jī)都提供了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的快門線，可以很快地與相機(jī)連接，這樣云臺(tái)就可以通過(guò)快門線來(lái)控制相機(jī)的拍攝。比較遺憾的是目前GigaPan EPIC Pro全景云臺(tái)調(diào)控菜單只有英文版本，這對(duì)一些對(duì)英文不熟悉的使用者來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。不過(guò)熟能生巧，只要多加練習(xí)，這些步驟還是比較簡(jiǎn)單的。

相機(jī)拍攝設(shè)定，拍攝矩陣全景接片，要注意不能用自動(dòng)曝光模式和自動(dòng)對(duì)焦模式。因?yàn)榕臄z幾張甚至上百?gòu)埖钠唇铀夭膱D片使用自動(dòng)曝光，會(huì)因?yàn)槊繌埰拥钠毓獠町愒斐善唇映鰜?lái)的圖片局部亮暗的差異變化強(qiáng)烈。即使軟件有HDR效果修飾，也會(huì)造成影響，而用自動(dòng)對(duì)焦拼接拍攝也受到制約。因?yàn)镚igaPan EPIC Pro電子節(jié)點(diǎn)云臺(tái)，在拍攝上是機(jī)械性的重復(fù)，除了拍攝角度的調(diào)整以外，在拍攝過(guò)程中，相機(jī)是不可控制的，只要拍攝一開始就不能再改變相機(jī)設(shè)置，而自動(dòng)對(duì)焦則會(huì)因?yàn)榕臄z主體的不斷變化而改變，如遇到?jīng)]有反差的物體不會(huì)完成合焦，造成拍攝的失誤，也會(huì)是這次整體拍攝的失敗。所以，在啟動(dòng)全景接片拍攝時(shí)，先要設(shè)定成手動(dòng)曝光和手動(dòng)對(duì)焦模式。

全景照片的制作軟件—全景軟件介紹

目前已經(jīng)有幾十種全景照片合成軟件可供選用，有的價(jià)格昂貴，有的價(jià)格適中，也有免費(fèi)軟件，有的軟件則是與硬件搭配銷售的。軟件如此之多，以至于不管您是一位業(yè)余愛(ài)好者還是一位專業(yè)制作人員都可以找到自己需要的軟件。以下僅介紹幾種最出名的軟件。

Panorama Tools

這是德國(guó)數(shù)學(xué)教授Helmut Dersch研發(fā)的免費(fèi)軟件，它是一個(gè)為Photoshop做的插件，軟件使用比較復(fù)雜，但由于它是免費(fèi)的，故得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)該說(shuō)這個(gè)軟件是功能最齊全的，而該軟件為您提供了一切。尤其是它是一個(gè)Photoshop的插件，因此您可以借助于Photoshop的強(qiáng)大功能對(duì)全景照片做無(wú)限制的編輯和修改。該軟件是基于透視幾何原理實(shí)現(xiàn)圖像的幾何變換，將實(shí)地拍攝照片無(wú)縫粘貼建立球形（或立方體）全景照片。它提供的圖像變換功能考慮了相機(jī)和鏡頭各種實(shí)際參數(shù)和失真校正。該軟件可以在Helmut Dersch教授的網(wǎng)站上不僅可以完全免費(fèi)下載，而且可以找到相關(guān)的資源，但該網(wǎng)站由于專業(yè)全景設(shè)備制作公司IPIX追究其魚眼鏡頭專利糾紛而被關(guān)閉。Panorama Tools是目前功能最為強(qiáng)大的全景制作工具，但是它需要用戶編寫腳本命令才能工作。

Kolor Autopano Giga

這是一款超強(qiáng)的全景圖片拼接制作工具，它可以使你在很短時(shí)間內(nèi)將多張圖片拼接成為一張360度視角的全景圖，還可以將一張全景圖片導(dǎo)出為flash文件以便在互聯(lián)網(wǎng)上和朋友分享。最近法國(guó)人用它創(chuàng)紀(jì)錄地拼出一幅總像素?cái)?shù)高達(dá)267.6億的全景相片。

PTGui Pro 8.3.3中文版

全景PTGui其實(shí)是Panorama Tools的圖形用戶界面，它可以通過(guò)照片EXIF信息自動(dòng)分析修正鏡頭變形參數(shù)進(jìn)行拼接，魚眼鏡頭拍攝的變形也很容易被矯正，多項(xiàng)功能在8.3版本以后已經(jīng)完善，是很多人喜歡選用的拼接軟件。

Autodesk Stitcher Unlimited 2009

Stitcher是世界鼎鼎大名的3D軟件巨頭Autodesk出品的一款高品質(zhì)專業(yè)級(jí)全景圖片制作工具，可與Adobe Photoshop無(wú)縫平滑對(duì)接，廣泛用于圖像編輯、3D網(wǎng)頁(yè)、虛擬旅游和超大尺寸全景圖片印刷等領(lǐng)域，是專業(yè)攝影師、多媒體藝術(shù)家和攝影愛(ài)好者的常用利器。最新版本能夠?yàn)闃I(yè)界很多領(lǐng)域提供優(yōu)良的解決方案，可以水平或垂直地將魚眼場(chǎng)景以及相片拼接成全景圖，效果令人驚訝，同時(shí)提供有手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，可以拼接成別的軟件沒(méi)法完成的工作。缺點(diǎn)是拼接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。