12月16日~18日的江南水鄉(xiāng)烏鎮(zhèn),繚繞著些許霧氣有些濕冷。往年此時(shí)正是旅游的淡季,回歸寧靜的小鎮(zhèn)居民終于可以扯著閑話、咂么著當(dāng)?shù)氐耐敛琛⒋蛑疲硎苓@生活的悠閑。但今年這種寧靜被來自全球五大洲、120多個國家和地區(qū)的2000多名來賓打破了,因?yàn)榈诙檬澜缁ヂ?lián)網(wǎng)大會在此舉行。這些互聯(lián)網(wǎng)大佬們匯聚在一起,通過10場論壇、22個議題,就“互聯(lián)互通、共享共治、共建網(wǎng)絡(luò)空間命運(yùn)共同體”展開頭腦風(fēng)暴,進(jìn)一步凝聚共識。這次為期三天的大會,還吸引了近800名媒體記者除了奔赴現(xiàn)場采訪,并首次采用了全景攝像機(jī)進(jìn)行拍攝報(bào)道,使得未能在現(xiàn)場的人們首次可以通過網(wǎng)絡(luò)觀看到360°全景視頻直播或點(diǎn)播,共享烏鎮(zhèn)時(shí)間。全景方式給了人們極大的新奇體驗(yàn),使得觀眾仿佛置身會議現(xiàn)場,只需拖動鼠標(biāo)或者觸摸屏幕,就可看到會場四周的全面場景,真正實(shí)現(xiàn)了“想看哪里點(diǎn)哪里,”再也不用受傳統(tǒng)攝像機(jī)“你拍哪我看哪的氣了。”

全景是什么?
要想清楚的說明全景是什么?舉一個大家都熟悉的例子是最直觀的。現(xiàn)在請打開手機(jī)百度地圖,查看地圖右上部分的幾個圖標(biāo),找到其中一個標(biāo)有“全景”文字的放大鏡圖形按鈕點(diǎn)擊,此時(shí)地圖坐標(biāo)點(diǎn)上面會出現(xiàn)“查看全景”的圖形,點(diǎn)擊進(jìn)入,所在地點(diǎn)街道全景圖像就會顯現(xiàn)出來,這個圖像可以實(shí)現(xiàn)水平方向360°及垂直方向290°的查看,讓使用者能清楚的檢視所選地街道不同位置及其兩旁的景物,此外你還可以按照箭頭指示的方向前進(jìn)或后退變換場景查看。利用這個全景直觀影像,使用者可更容易找到查詢地點(diǎn),大大節(jié)省了時(shí)間提高了效率。全景地圖這項(xiàng)服務(wù)百度不是首創(chuàng),而是由谷歌于2007年5月30日首先推出的,谷歌把它命名為“街景”(Google Maps Street View),此是迄今為止谷歌推出的最好的產(chǎn)品之一。“街景”顯示的圖像是由一些經(jīng)過特別改裝的拍攝車來實(shí)景拍攝的。每輛拍攝車都裝有9個360度全景定向相機(jī),高度約2.5米,另外還配有全球定位儀和三臺激光測距儀用來掃描車頭前180度范圍、50米內(nèi)的物體。如今谷歌“街景”不僅覆蓋了美國,還擴(kuò)展至本土以外的很多國家。2014年2月,谷歌把全景技術(shù)進(jìn)一步延伸,將拍攝車開入了世界各大頂級美術(shù)館和博物館,將其完整、高清地拍攝下來并展示給互聯(lián)網(wǎng)上的參觀者們。用戶只要登錄googleartproject.com,就可以近乎身臨其境地置身于世界各大美術(shù)館和博物館之中。谷歌將此服務(wù)命名為“谷歌藝術(shù)計(jì)劃”。目前首批與谷歌達(dá)成合作協(xié)議的共有包括紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館、紐約大都會美術(shù)館、倫敦國家美術(shù)館、法國凡爾賽宮等全球17家頂級藝術(shù)機(jī)構(gòu)。
在谷歌的帶動下,全景的應(yīng)用越來越廣泛,不僅百度地圖、城市吧、騰訊soso地圖,不少旅游業(yè)、新聞機(jī)構(gòu)、娛樂業(yè)、建筑業(yè)、商品的廣告與推銷也都出現(xiàn)了全景的影子。本刊舉辦的“2015信息化視聽行業(yè)高峰論壇暨2015年行業(yè)年度榜發(fā)布典禮”也首次采用了全景紀(jì)錄的方式,有興趣的朋友可以通過以下網(wǎng)址欣賞:http://www.vrcn.cn/vrtour/2015zhidianjiangshanhuishijingcheng/ 。全景攝影給人一種前所未有的瀏覽體驗(yàn),讓你足不出戶就能身臨其境的感受到現(xiàn)場的環(huán)境。全景攝影其實(shí)是利用多個相機(jī)環(huán)拍所得的一組照片,再通過專業(yè)軟件無縫處理拼接所得的一張全景圖像,然后采用flash技術(shù)制作為swf格式的圖像。它不需要單獨(dú)下載插件,一個小小的JAVA程序,自動下載后就可以在網(wǎng)上觀看全景照片。該圖像可以用鼠標(biāo)隨意上下、左右、前后拖動觀看,亦可以通過鼠標(biāo)滾輪放大、縮小場景。圖像內(nèi)部可安放熱點(diǎn),點(diǎn)擊可以實(shí)現(xiàn)場景的來回切換。除此之外還可以可以插入語音解說、圖片及文字說明。經(jīng)過發(fā)展全景攝影從最初簡單的柱形全景,發(fā)展到球形全景、對象全景。

球形全景照片
全景攝影與現(xiàn)有方式相比是一種性價(jià)比極高的虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案。它用真實(shí)的照片來得到三維立體的感覺,這是一般圖片和三維建模都無法達(dá)到的。雖然全景攝影和一般圖片都可以起到展示和記錄的作用,但是一般圖片的視角范圍有限,也毫無立體感,而全景攝影不但有360度的視角,更可以帶來三維立體的感覺,讓觀察者能夠沉浸其中。三維建模的立體感和沉浸感無疑比全景攝影更強(qiáng),但是三維建模的制作是需要大量的人力物力,特別是希望達(dá)到非常真實(shí)的程度時(shí),而全景的拍攝和制作相對來說都是非常簡單方便的,尤其是數(shù)據(jù)量很小,系統(tǒng)要求低,適合各種方式,各種終端設(shè)備上觀看。
全景攝像
與全景攝影相比,全景攝像發(fā)展慢了不少。雖然只是一字之差,但差別還是比較大可的,前者是采用照相機(jī),拍出的是照片,后者使用的是攝像機(jī),拍出是視頻。我們知道,視頻的承載的信息量更為豐富和全面,但與照片相比數(shù)據(jù)量大了成百上千倍,形成全景影像時(shí)的技術(shù)要求也是高出很多,同時(shí)傳輸存貯的費(fèi)用不低,綜合成本還是很高的。但由于全景攝像可以實(shí)現(xiàn)一個較大場景的全角度拍攝,獲得更大的信息量,同時(shí)給人以不一樣的視覺感受,因此人們對此還是充滿興趣的。這些年安防越來越強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控和全程監(jiān)視,以往覆蓋一個區(qū)域需要多臺普通攝像機(jī),現(xiàn)在一臺全景攝像機(jī)就夠了。除了減少了攝像機(jī)數(shù)量,全景攝像機(jī)還解決了普通攝像機(jī)多方位監(jiān)控時(shí)畫面不連貫的問題,也令監(jiān)控人員的作業(yè)更加方便。而且全景攝像機(jī)具有最高可達(dá)360度的拍攝角度,能全面捕捉場景,避免死角產(chǎn)生,并順利達(dá)到耗電量低、布線簡單、隱密性高與施工維護(hù)費(fèi)用低廉等目的。目前不少廠商都推出了全景攝像機(jī),產(chǎn)品形態(tài)主要分為單魚眼鏡頭式、多鏡頭式兩種。
單魚眼鏡頭式:采用槍型攝像機(jī)或半球型攝像機(jī)加魚眼鏡頭的形式,這也是實(shí)現(xiàn)全景監(jiān)控的一種最簡單且最經(jīng)濟(jì)的方式。使用魚眼鏡頭的全景攝像機(jī),其成像原理與普通攝像機(jī)不一樣,圖像邊緣往往會形成一個凸出、變形的畫面,所以要比普通攝像機(jī)更容易使圖像扭曲或失真,影響成像質(zhì)量。所以如何矯正、還原圖像,看清圖像中的監(jiān)控物體,就是全景攝像機(jī)最重要的問題。理論上,有兩種方式能矯正魚眼鏡頭成像失真的問題,一種是由后端平臺進(jìn)行信息處理、還原成像;另一種則是在攝像機(jī)內(nèi)置軟件直接矯正,然后再傳輸?shù)奖O(jiān)測后端。一般而言,比較推薦使用后者解決魚眼鏡頭失真的問題,這樣一來,可以舒緩網(wǎng)絡(luò)傳輸寬帶和后端存儲的壓力,提高了監(jiān)控運(yùn)行的效率。
多鏡頭式:這類產(chǎn)品由多個傳感器配合特制鏡頭組合實(shí)現(xiàn)全景功能,這類多鏡頭拼接全景攝像機(jī)因?yàn)楦鱾€傳感器得到的都是常規(guī)矩形圖像,故而不需要進(jìn)行矯正操作,但相應(yīng)的需要另一套可實(shí)現(xiàn)畫面無縫拼接的算法軟件,并且其對整套方案需求較高,亦即對鏡頭視場角與安裝位置的設(shè)定都有嚴(yán)格要求。又因?yàn)橛布喜捎枚噻R頭多傳感器,故此類產(chǎn)品難以進(jìn)行成本控制,售價(jià)普遍高于魚眼全景攝像機(jī)。但相較占主流的魚眼全景攝像機(jī),其優(yōu)勢也很明顯,就是少了魚眼全景攝像機(jī)帶來的魚眼畸變的困擾,不會存在中間與邊緣清晰度差距巨大這一問題,在一定程度上擺脫了焦距和像素的限制,在相同條件下可以看清楚更遠(yuǎn)的距離。
一般來講,判斷一款全景攝像機(jī)性能是否優(yōu)良主要有兩點(diǎn):一、有效覆蓋的視場角有多大,能看清的場景有多全;二、看到場景中像素點(diǎn)的清晰度有多少。全景攝像機(jī)相對于普通攝像機(jī)而言一個很大的優(yōu)勢在于其超大的監(jiān)控范圍,然而從分辨率密度上來考慮,同樣的像素的攝像機(jī)在監(jiān)控更大的區(qū)域時(shí)會導(dǎo)致像素的分散和退化。這是由于監(jiān)控范圍很大,在與傳統(tǒng)監(jiān)控鏡頭共用大小相同的成像芯片上,就需要接收數(shù)倍的圖像信息,這就造成畫面分辨率的下降,因此高分辨率成像器件的選取十分重要。高像素成像器件的選取不僅是Sensor的選取,ISP的處理、編碼以及與網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的配合都很重要,并且在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、工藝等要求上,都要嚴(yán)格把控。此外鏡頭優(yōu)劣也會大幅度影響監(jiān)控圖像的質(zhì)量,好的鏡頭可達(dá)到高清、甚至4K、千萬像素以上,而幀速越高,也越能看清楚監(jiān)控目標(biāo)的移動過程與細(xì)節(jié)動作。
產(chǎn)品用途多樣化
如今距離第一款全景攝像機(jī)正式推出市場已有大約8年多的時(shí)間。前些年因其高昂的價(jià)格、復(fù)雜的圖像處理技術(shù)以及圖像校正后的低分辨率等因素的限制,全景攝像機(jī)并沒能像其他普通攝像機(jī)那樣普及,但近兩年隨著技術(shù)功能日趨完善、成本逐漸下降,發(fā)展速度明顯加快,廠商的產(chǎn)品也不斷推陳出新。如在今年2015安博會上,海康威視推出了“ALL IN ONE”一體化概念設(shè)計(jì)的1600萬像素的360°全景“鷹眼”,外觀設(shè)計(jì)非常獨(dú)特,他是由8個固定在水平不同方向的高清攝像頭+高速球組成特殊的監(jiān)控結(jié)構(gòu),可同時(shí)兼顧全景和特寫細(xì)節(jié)畫面,可支持檢測直徑300米以上范圍內(nèi)運(yùn)動目標(biāo),可同時(shí)檢測60個目標(biāo)。安裝也十分簡單,僅需一根網(wǎng)線和一個電源。同樣在安博會上,華為也展示了最新研制的立體全景攝像機(jī),這是一個白色球形設(shè)備,上面分布著41個攝像頭,每個攝像頭是200萬的像素,所拍攝的畫面進(jìn)行拼接獲得一個全景的圖像。工作人員表示,這種技術(shù)方案可以讓拍攝畫面更為立體逼真,主要適用于廣場、球場等大型戶外場所。昔日的手機(jī)霸主——諾基亞今年夏天也耐不住寂寞發(fā)布了一款名為OZO的設(shè)備。OZO裝備了多達(dá)8個同步攝像頭以及8個麥克風(fēng),可拍攝立體三維視頻、音頻,主要面向好萊塢、娛樂、廣告等產(chǎn)業(yè)拍攝虛擬現(xiàn)實(shí)影片所用。EyeSee 360公司的360度全景攝像機(jī)360fly,體積小巧,可以很方便的固定在頭盔上,并且可以應(yīng)用安裝于手機(jī)上的客戶端,很方便的用滑動的方式隨意調(diào)整視角。不僅如此,360fly還支持50米防水,非常適合極限運(yùn)動愛好者們。

體積小巧的360度全景攝像機(jī)360fly可以很方便的固定在頭盔上

諾基亞全景攝像機(jī)OZO
從以上可以看出,除了產(chǎn)品更加多樣化,在用途方面,全景攝像也開始多方面延伸。如為了解決倒車影像系統(tǒng)不能全面照顧周圍視角的問題,有些廠家開發(fā)除了全景攝像頭。全景攝像頭在車頭、車尾、左右后視鏡下加裝了四個攝像頭。這些圖像數(shù)據(jù)會先被回傳給圖像處理單元。在圖像處理單元中,電腦將對它們進(jìn)行變形、拼接處理,從而形成一張從車頂鳥瞰的俯視圖。這樣獨(dú)特的視角可以很好地幫助缺乏“車感”的駕駛員去理解自己的走向和位置。如果怕鳥瞰圖會影響對細(xì)節(jié)的觀察,還可以通過切換畫面在顯示器中選擇其他方向獨(dú)立的視圖。這就保障了在倒車時(shí)可以兼顧多個方向的情況,再輔以雷達(dá)測距,倒車入位的難度大大降低。在電影方面,全景也開始探出觸角,美國一部名為《Help》微電影,在制作過程中,導(dǎo)演Justin Lin首次采用了谷歌ATAP團(tuán)隊(duì)DIY的360°電影攝影機(jī)——4臺Red EPIC攝像機(jī)搭配佳能廣角鏡頭組合而成的全景攝像機(jī),外加一個遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人手臂,對電影《Help》進(jìn)行全程拍攝。不同于傳統(tǒng)電影的拍攝視角,《Help》呈現(xiàn)出的拍攝視角是360°的,觀眾可以隨意調(diào)轉(zhuǎn)畫面,觀看其他方向的電影場景。
研究表明,人類獲取的信息80%來自于視覺,因此在關(guān)于視覺方面的技術(shù)創(chuàng)新和突破也是格外的多,如從標(biāo)清、高清到2K,從燈泡、LED到激光,無不圍繞視覺來展開,隨著全景應(yīng)用的深入,必將讓我們的信息獲取更加便利,視角擴(kuò)展寬廣。