【科學(xué)網(wǎng)】翁冬冬：全景相機(jī)仍待技術(shù)優(yōu)化
發(fā)布日期：2017-05-05 供稿：科學(xué)網(wǎng) 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：全景相機(jī)仍待技術(shù)優(yōu)化
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近日，國(guó)內(nèi)小米、樂視、努比亞等知名廠商頻頻召開發(fā)布會(huì)，面向大眾推出了全景相機(jī)。而面對(duì)突然而至的全景相機(jī)，用戶是否真的了解何為全景相機(jī)？它有哪些用途？就此，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪了北京理工大學(xué)光電學(xué)院副研究員翁冬冬。
何為全景相機(jī)
翁冬冬一直致力于研究虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及新型人機(jī)交互技術(shù)，并開發(fā)新一代高沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。面對(duì)現(xiàn)下全景相機(jī)發(fā)展趨熱的態(tài)勢(shì)，他表示：“全景相機(jī)目前在消費(fèi)行業(yè)屬于一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，使用和熟知的用戶群體并不大，但是由于其不同于傳統(tǒng)照相攝像設(shè)備，會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的影視拍攝、直播平臺(tái)等領(lǐng)域提供新的思路，因此全景相機(jī)有廣闊的發(fā)展空間和前景。”
那么，全景相機(jī)到底賣的是概念還是產(chǎn)品？消費(fèi)者又該如何選擇呢？“全景相機(jī)種類很多，實(shí)現(xiàn)的方式比較多樣，首先全景相機(jī)應(yīng)該是一個(gè)攝像機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)獲取全景視頻。簡(jiǎn)單的全景相機(jī)所獲取的圖像視場(chǎng)僅能在水平方向上達(dá)到360度，而更高級(jí)的全景相機(jī)所獲取的圖像視場(chǎng)可以同時(shí)在水平和垂直兩個(gè)方向上達(dá)到360度。其核心為兩點(diǎn)，實(shí)時(shí)和全空間信息獲取。”翁冬冬說。
而市面上一些手機(jī)生產(chǎn)廠商推出的全景相機(jī)，則更多是以概念為旗號(hào)進(jìn)行宣傳。“這樣的全景相機(jī)與手機(jī)App相連，一般通過陀螺儀以及算法實(shí)現(xiàn)多視點(diǎn)圖像的拼接，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)全景圖像。但這種方法不論從廣義還是狹義上看都不算全景相機(jī)，無法拍攝全景視頻。”翁冬冬表示。
此外，還有一些全景相機(jī)使用單個(gè)超大魚眼鏡頭或者魚眼鏡頭和反射鏡組合的方式實(shí)現(xiàn)水平360度成像。“這符合廣義上的全景相機(jī)的定義，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成像但是無法進(jìn)行全空間信息的獲取。”翁冬冬補(bǔ)充道。
而在翁冬冬看來，更符合全景相機(jī)定義的是：使用兩個(gè)或多個(gè)鏡頭實(shí)現(xiàn)全空間不同視場(chǎng)角的成像，利用算法實(shí)現(xiàn)全空間圖像拼接的相機(jī)。比如Insta360旗下的Insta Nano，以及近期小米公司推出的米家全景相機(jī)等。
玩轉(zhuǎn)全景相機(jī)
雖然大部分人對(duì)于全景相機(jī)依然處于迷茫或觀望的狀態(tài)，但是新興的電子設(shè)備很快占領(lǐng)市場(chǎng)并成為時(shí)尚的例子不勝枚舉。
在翁冬冬看來，全景相機(jī)最直觀的應(yīng)用方向就是能為當(dāng)下熱門的VR領(lǐng)域提供素材和內(nèi)容。“VR未來的發(fā)展是要顛覆和取代目前的顯示設(shè)備，那么全景相機(jī)就像傳統(tǒng)的單反相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、戶外相機(jī)以及廣泛使用的手機(jī)攝像頭為傳統(tǒng)顯示設(shè)備提供素材和內(nèi)容一樣，為VR設(shè)備提供豐富的信息。”因此，接下來，全景相機(jī)很快會(huì)為消費(fèi)者提供制作和編輯VR的接口，從而進(jìn)一步推進(jìn)VR的發(fā)展。
不僅是VR發(fā)展最好的伙伴，全景相機(jī)由于其對(duì)于全空間信息的采集，方便用于跟蹤監(jiān)控。未來全景相機(jī)小型化后，相信其可以作為人機(jī)交互信息獲取的媒介。
技術(shù)依然需要進(jìn)步
盡管全景相機(jī)正奔向發(fā)展的高速公路，但若要達(dá)到高品質(zhì)有待時(shí)日。即便是最新推出的米家全景相機(jī)其靜態(tài)分辨率達(dá)到7K，動(dòng)態(tài)分辨率達(dá)到3.5K，但“距離真正滿足VR高清觀看需求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠”。翁冬冬說。
而且，隨著市場(chǎng)的成熟，用戶會(huì)對(duì)全景相機(jī)提出更高的需求，比如增加光學(xué)成像性能的同時(shí)也要壓縮其體積。“這增加了全景相機(jī)光學(xué)設(shè)計(jì)的難度。”翁冬冬坦言，若要解決這一問題，首先要使用先進(jìn)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，將衍射光學(xué)元件、自由曲面光學(xué)元件應(yīng)用到其中，以獲得更好的成像質(zhì)量。其次，要是獲取全空間水平360度和垂直360度的景觀信息，單個(gè)鏡頭無法滿足，“目前專業(yè)級(jí)、消費(fèi)級(jí)的方案都是采用多個(gè)成像單元相拼接的方式實(shí)現(xiàn)的”。
此外，如何獲得無拼縫效果的全景圖像也是目前全景相機(jī)研發(fā)的難點(diǎn)，尤其是多個(gè)高分辨率圖像信息的處理，全景復(fù)雜場(chǎng)景的分析也對(duì)算法提出了更高的要求，“隨著未來云端和人工智能算法的發(fā)展，復(fù)雜的數(shù)據(jù)會(huì)在云端處理之后向客戶端下傳，同時(shí)算法的發(fā)展也會(huì)結(jié)合場(chǎng)景智能拼接優(yōu)化，最終獲得完美的全景圖像”。
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