數(shù)碼全景攝影的各式“武器”

以最終呈現(xiàn)形式而論，全景照片可以分為平面全景（planar），即關(guān)于一個(gè)場(chǎng)景的二維展示，通常視野范圍不超過(guò)180度；柱面全景（cylindrical），在水平方向的視野達(dá)到了360度，但在垂直方面的視野不到180度；球形全景（spherical），能夠展示拍攝者所在位置周圍的所有場(chǎng)景，通過(guò)一些手段的輔助能夠讓觀看者身臨其境在場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)景漫游。在數(shù)碼攝影時(shí)代，“全景拍攝”多指將拍攝的多張照片拼接成一張球形全景照片。

拍攝完美的球形全景照片，首先要了解一個(gè)原理性的概念，也是所有全景攝影器材在設(shè)計(jì)時(shí)的出發(fā)點(diǎn)：“節(jié)點(diǎn) （Nodal Point）”，也有人稱之為“非重合點(diǎn) （non-parallax）”。什么是節(jié)點(diǎn)呢？ 它是不同方向的多束光線射入鏡頭時(shí)，在鏡頭內(nèi)部的匯聚點(diǎn)。拍攝全景時(shí)需要旋轉(zhuǎn)相機(jī)，如果每次旋轉(zhuǎn)都圍繞這個(gè)點(diǎn)，后期在電腦上就能通過(guò)數(shù)碼拼接技術(shù)得到一張完美的球形全景照片。如果相機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)偏離節(jié)點(diǎn)過(guò)多，拼接出來(lái)的照片中就會(huì)出現(xiàn)瑕疵，直接影響最終的觀賞效果。因此，要保證拍攝時(shí)圍繞節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，在選擇相機(jī)和附件時(shí)，全景拍攝有其特殊性。

相機(jī)

理論上，所有的機(jī)身和鏡頭都能夠滿足全景拍攝要求，但是拍攝難度卻有很大不同。機(jī)身方面，推薦使用數(shù)碼單反相機(jī)或數(shù)碼單電相機(jī)進(jìn)行拍攝，因?yàn)榇祟愊鄼C(jī)能夠得到較高的圖片質(zhì)量同時(shí)，對(duì)于前期和后期的時(shí)間和財(cái)力的投入較之于其他設(shè)備會(huì)小很多。鏡頭方面，不同的鏡頭有各自優(yōu)勢(shì)：魚(yú)眼鏡頭因其超大的視場(chǎng)角，使得它能夠用較少的張數(shù)滿足后期拼接需要，但由于圖像傳感器尺寸的限制，最終圖像的尺寸會(huì)相對(duì)?。环囚~(yú)眼鏡頭也可以用來(lái)拍攝全景照片，但由于視場(chǎng)角的限制，需要根據(jù)焦距差異進(jìn)行矩陣拍攝 才能夠得到球形全景，拍攝工作量較大，操作復(fù)雜，不過(guò)最終圖像的尺寸也較大，質(zhì)量?jī)?yōu)于使用魚(yú)眼鏡頭的效果。

此外，還有許多廠家生產(chǎn)一體化、一次性成像的全景拍攝器材。這里值得一提的有以下三種：

點(diǎn)灰（PointGrey）公司的LadyBug系列全景相機(jī)。LadyBug譯為“七星瓢蟲(chóng)”，這十分符合該設(shè)備的外形特征。該系列中的代表作是LadyBug3，它周身共配備了六個(gè)200萬(wàn)像素的CCD，通過(guò)內(nèi)置的圖像拼接算法直接輸出全景圖片。LadyBug3還具備一定的防水功能，使得它能夠適應(yīng)大多數(shù)室外拍攝環(huán)境。目前，該系列產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用在了地質(zhì)勘測(cè)、安保防護(hù)、城市規(guī)劃等領(lǐng)域中。

Kolor公司的GiroCam全景相機(jī)。該相機(jī)同樣能夠完成球形全景圖片的一次性采集。其頂部分布有三個(gè)圓周魚(yú)眼鏡頭（間隔120度），共四種拍攝模式可選，可完成高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）拍攝。GiroCam是一次性全景相機(jī)中為數(shù)不多能夠輸出16位Tiff格式的設(shè)備，采用SDHC卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)，支持最大容量為16G，3.7V/3700mAhH的電池能夠保證其連續(xù)工作7小時(shí)。

Pano Pro公司的Pano-Pro一次性全景成像輔助設(shè)備。它的設(shè)計(jì)理念與其他產(chǎn)品完全不同，力圖以現(xiàn)有相機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)一個(gè)半球形的鏡面將周圍的景物映射到相機(jī)傳感器上，后期通過(guò)圖像變換算法將球形映射的圖片變換為正常的全景圖片。這種手段極大地簡(jiǎn)化了全景的拍攝難度，也使得我們得以使用較低的成本在現(xiàn)有的設(shè)備上直接拍攝全景照片甚至視頻。不過(guò)，這種設(shè)備也有劣勢(shì)：鏡面的光潔度無(wú)法長(zhǎng)期保證，直接影響成像質(zhì)量；像場(chǎng)中心區(qū)域?yàn)楹诙?；拍攝時(shí)對(duì)把握水平面的要求更高，否則變換出來(lái)的全景照片會(huì)因?yàn)樗骄€不齊發(fā)生畸變。

腳架

拍攝全景照片時(shí)，穩(wěn)定的支撐器材是保證品質(zhì)的關(guān)鍵，并且拍攝時(shí)需要確保所有照片都處于同一個(gè)水平面上，以利于后期精確地拼接，因此，腳架的使用在拍攝時(shí)非常重要。三腳架是一個(gè)選擇，堅(jiān)固并且穩(wěn)定性高；獨(dú)腳架也是一種方案，穩(wěn)定性稍差但是拍攝靈活度高，采用獨(dú)腳架能夠得到許多非常規(guī)的球形全景照片。

全景云臺(tái)

盡管使用普通的攝影云臺(tái)也能獲得質(zhì)量過(guò)得去的全景照片，但是，為了保證拍攝每張照片都旋轉(zhuǎn)同樣的角度，以及所拍照片之間重疊區(qū)域的一致性，使用全景云臺(tái)非常必要。全景云臺(tái)也是全景拍攝最重要的附件。它可以起到如下作用：1.根據(jù)節(jié)點(diǎn)原理，通過(guò)合理的方式將相機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)設(shè)定在鏡頭節(jié)點(diǎn)位置；2.設(shè)置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使云臺(tái)能夠?qū)Σ煌N類鏡頭進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)置，最終完成圖片采集工作；3.通過(guò)內(nèi)置的轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)，使得相機(jī)能夠在水平、垂直方向進(jìn)行精確穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)；4.由于球形全景的特殊性，云臺(tái)能通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆绞奖荛_(kāi)腳架而針對(duì)地面進(jìn)行拍攝（部分云臺(tái)具備此功能）。比較著名的全景云臺(tái)品牌有Nodal Ninja（忍者云臺(tái)）、360Precision、曼富圖和GigaPan等，而最為出名的要數(shù)Nodal Ninja（忍者云臺(tái)）了。

在歷屆國(guó)際全景攝影大會(huì)中，你都能看到“忍者云臺(tái)”的名字。因設(shè)計(jì)輕巧、緊湊、便于操作，它是全景界范圍內(nèi)許多專業(yè)全景人的首選設(shè)備，具有代表性的產(chǎn)品是NN3 MkII、NN5L以及R1?？傮w來(lái)說(shuō)，前兩款全景云臺(tái)可兼容幾乎全部類型的鏡頭及機(jī)身，設(shè)計(jì)精密，使用起來(lái)需要一定的時(shí)間才能上手。而R1則更強(qiáng)調(diào)便攜性和操作便利。其中，NN3 MkII和NN5L更為流行。

NN3 MkII適合于機(jī)身小巧的單反相機(jī)，以及單電相機(jī)、卡片相機(jī)等體積和重量都較小的拍攝器材，采用鋁質(zhì)材料，重量?jī)H為475克。NN3水平和垂直方向均設(shè)有可以更換的分度盤(pán)，方便實(shí)現(xiàn)相機(jī)的精確轉(zhuǎn)動(dòng)，并且采用分體式安裝方式，完全收起的尺寸僅為178毫米 x 50毫米 x 50毫米。NN5L與NN3為同系列的產(chǎn)品，專為拍攝球形全景而設(shè)計(jì)，重量為857克。不過(guò)，NN5L的設(shè)計(jì)尺寸更長(zhǎng)，使得其對(duì)不同焦段鏡頭有更好的兼容性。并且，為了應(yīng)對(duì)由于承重質(zhì)量增加所帶來(lái)的不穩(wěn)定及晃動(dòng)問(wèn)題，NN5L還特意在豎直手臂上增加了15度間隔的機(jī)械鎖定裝置（類似于汽車離合器的一種設(shè)計(jì)）。

相比于“忍者云臺(tái)”，360Precision的系列產(chǎn)品盡管功能上不如前者豐富，重量也接近“忍者”同檔次云臺(tái)的兩倍，但它用料考究，操作便捷，性能也非常出眾。360Precision的云臺(tái)產(chǎn)品主要分為Absolute、Adjuste和Atome三個(gè)系列。Adjuste系列最常用，最突出的特色在于其材質(zhì)為航空級(jí)鋁合金，由服務(wù)于主流F1賽車隊(duì)的廠家負(fù)責(zé)加工。這種軍品級(jí)材質(zhì)使得此系列云臺(tái)較其他產(chǎn)品強(qiáng)度增加了30%，重量反而減輕了10%。

以上介紹的“忍者云臺(tái)”、360Precision云臺(tái)均為手動(dòng)云臺(tái)，能夠勝任大部分的拍攝場(chǎng)景。但是對(duì)于矩陣拍攝等特殊情況，卻不易把握。在這方面，GigaPan系列電動(dòng)云臺(tái)無(wú)疑是其中的佼佼者。該設(shè)備由卡內(nèi)基美隆大學(xué)與美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）聯(lián)合研制。GigaPan系列云臺(tái)能夠通過(guò)編程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)矩陣圖片的采集，是矩陣全景攝影的得力助手。

同時(shí)，GigaPan云臺(tái)附帶一款叫做GigaPan Stitch Software的拼接軟件，能夠高效地對(duì)矩陣全景進(jìn)行拼接，并可以發(fā)布到網(wǎng)上與大家分享。GigaPan系列云臺(tái)也針對(duì)相機(jī)與鏡頭的不同分為三個(gè)產(chǎn)品檔次：針對(duì)卡片機(jī)的EPIC系列、針對(duì)小型單反的EPIC 100系列，以及最為專業(yè)的EPIC Pro系列。

高桿

球形全景的拍攝點(diǎn)不僅局限在地面，也可以懸空拍攝。與此相對(duì)應(yīng)的設(shè)備稱之為高位拍攝機(jī)構(gòu)，其中比較靈活的方式就是采用“高桿”。意大利的Agnos公司是世界上最早推出商業(yè)化“高桿”的公司，產(chǎn)品最大高度可達(dá)9米。同時(shí)，“忍者云臺(tái)”制造商也生產(chǎn)“高桿”，采用了碳纖維材質(zhì)，最大高度可達(dá)6米。此類“高桿”不僅可以通過(guò)專用附件與三腳架可靠結(jié)合，也可以搭配帶有分度盤(pán)的腳踏環(huán)成為一根超高的獨(dú)腳架。（在國(guó)外，有相當(dāng)一部分新聞?dòng)浾卟捎谩案邨U”拍攝新聞全景，較為著名的是美國(guó)攝影師Jook Leung）只要保證節(jié)點(diǎn)不變，“高桿”不僅可以豎著用，還可以斜挑，甚至橫挑。因此配合“高桿”能夠產(chǎn)生許多非常規(guī)的全景照片。需要注意的是，由于高桿的展開(kāi)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需要借助無(wú)線遙控器觸發(fā)快門(mén)。

飛行器

“高桿”的作用是抬高拍攝地點(diǎn)，而借助飛行器的幫助，完全可以實(shí)現(xiàn)在百米高空進(jìn)行全景拍攝。請(qǐng)注意，這里所說(shuō)的飛行器并非載客或運(yùn)輸飛機(jī)，而是專門(mén)設(shè)計(jì)搭載拍攝裝備的飛行器。最開(kāi)始的時(shí)候，人們用熱氣球或者風(fēng)箏搭載設(shè)備，隨著科技進(jìn)步，目前采用較多的則是四旋翼或者六旋翼無(wú)人多軸飛行器。比如DJI Spreading Wings S800型六旋翼直升機(jī)就是很多空中全景攝影愛(ài)好者的選擇。這種飛行器采用快拆結(jié)構(gòu)，便于攜帶，采用一體化機(jī)臂設(shè)計(jì)，再配合WKM自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，可以完成精準(zhǔn)懸停、勻速懸停等動(dòng)作。配合經(jīng)驗(yàn)豐富的飛控手操控飛行器、云臺(tái)以及無(wú)線快門(mén)，獲得的照片極具震撼力。對(duì)于攝影的發(fā)展，技術(shù)變革一直是主導(dǎo)力量，技術(shù)總是把我們帶到新的路線上。在全景攝影的世界中同樣如此，器材的進(jìn)步會(huì)使更多有趣的、有創(chuàng)意的拍攝手法出現(xiàn)，從而使我們的視界更加豐富。