Všesměrový (360stupňový) fotoaparát - Omnidirectional (360-degree) camera

Schéma všesměrové kamery se dvěma zrcadly:
1. Fotoaparát
2. Horní zrcátko
3. Spodní zrcátko
4. „Černá skvrna“
5. Zorné pole (světle modré)

v fotografování, an všesměrová kamera (od „omni“, což znamená vše), také známý jako 360stupňová kamera, je Fotoaparát mít a zorné pole která pokrývá přibližně celou kouli nebo alespoň celý kruh v vodorovná rovina Všesměrové kamery jsou důležité v oblastech, kde je potřeba velké pokrytí zorného pole, například v panoramatický fotografie a robotika.[1]

Přehled

Všesměrová kamera se dvěma zrcátky.
1. Fotoaparát
2. Sklopte zrcátko
3. Clona
4. Skleněné pouzdro
5. Kryt a horní zrcátko (skryté)

Fotoaparát má obvykle zorné pole v rozmezí od několika stupňů do maximálně 180 °. To znamená, že zachycuje nanejvýš světlo dopadající na kameru ohnisko přes polokouli. Naproti tomu an ideál všesměrová kamera zachycuje světlo ze všech směrů dopadajících na ohnisko a pokrývá celou sféru. V praxi však většina všesměrových kamer pokrývá pouze téměř celou sféru a mnoho kamer, které se označují jako všesměrové, pokrývá pouze přibližně polokouli nebo celých 360 ° podél rovníku koule, avšak s vyloučením horní a dolní části koule. V případě, že pokrývají celou sféru, se zachycené světelné paprsky neprotínají přesně v jednom ohnisku.

Ke generování 360stupňových obrázků lze použít různé techniky.

Fotoaparáty s jedním objektivem

Tyto modely se používají s a objektiv s rybím okem. Objektiv ohýbá úhel záběru, aby zachytil větší poloměr vybraného objektu. Touto technikou není možné pořídit úplný 360stupňový snímek, protože za objektivem je vždy mrtvý úhel.

Fotoaparáty se dvěma objektivy (Dual Fisheye)

360stupňové fotoaparáty se dvěma objektivy jsou pravděpodobně nejběžnějším typem, protože dokáží pojmout plný 360stupňový úhel se dvěma objektivy obrácenými k sobě. Fotoaparát pořizuje fotografie a videa pod úhlem něco přes 180 stupňů, např. 220 stupňů. Ty jsou poté pomocí softwaru převedeny na 360stupňový objekt. Problémy jsou často způsobeny šití chyby. To znamená, že nesprávná kombinace obrázků může mít za následek nečistou hranu řezu, kterou je obtížné nebo nemožné odstranit.

Fotoaparáty s více než dvěma objektivy

V závislosti na aplikaci používají výrobci k výrobě snímků více než dva objektivy fotoaparátu. Jednou z prvních kamer byla vrhací kamera, Panono. Má 36 kamer, které se spouští současně v nejvyšším bodě, pokud byla kamera vyhozena do vzduchu. Čím více objektivů je ve fotoaparátu nainstalováno, tím je pro software obtížnější kombinovat jednotlivé obrázky, avšak možné problémy se spojením jsou při dobrém sešívání menší.

Kamerové soupravy

Hlavní článek: Kamerová souprava

Kamerové soupravy se většinou používají pro připevnění 6 běžných Actioncams. GoPro vyrobil jednu z prvních kamerových souprav. Jsou k dispozici v různých verzích a připojují několik samostatných kamer.[2] Kamery jsou umístěny v této krychli a zaznamenávají okolí ve všech směrech.

Kamery založené na mozaice

Pokud je v síti kombinováno několik „normálních“ kamer, hovoří se o mozaikových kamerách. Každá z těchto kamer zaznamenává malou oblast prostředí. Jednotlivé obrazy jsou pak spojeny dohromady jako mozaikové kameny a vytvoří tak všesměrový celkový obraz. Počet použitých kamer závisí na ohniskové vzdálenosti použitých objektivů. Čím menší je ohnisková vzdálenost, tím větší je zorný úhel a tím méně kamer je potřeba.

Aplikace

Panoramatické umění

360 ° snímek pořízený technickým novinářem Jefferson Graham se selfie tyčí

Tradiční přístupy k panoramatické fotografii spočívají hlavně v sešívání snímků pořízených samostatně do jednoho souvislého obrazu. Sešívání obrázků je však výpočetně náročné (například pomocí RANSAC iterativní algoritmus, běžně používaný k řešení problém s korespondencí ) a v závislosti na kvalitě a konzistenci použitých snímků může výsledný obrázek obsahovat řadu nedostatků, které zhoršují kvalitu výsledného obrazu. Naproti tomu všesměrovou kameru lze použít k vytvoření panoramatického umění v reálném čase bez nutnosti následného zpracování a obvykle poskytne mnohem kvalitnější produkty.

V roce 2015 začal fungovat Facebook všesměrová videa kde si uživatel může video libovolně prohlédnout úhel kamery kolem poloměru 360 stupňů a omezené náklon úhly nahoru a dolů.

Robotika a počítačové vidění

Robot v RoboCup Středně velká liga (2005), vybavená všesměrovou kamerou.

V robotice se všesměrové kamery často používají vizuální odometrie a vyřešit simultánní lokalizace a mapování (SLAM) problémy vizuálně.[3][4][5][6] Díky své schopnosti zachytit 360stupňový pohled lze dosáhnout lepších výsledků optický tok a výběr funkcí a shoda.

Smíšený

Všesměrový obraz chodby.

Aplikace všesměrových kamer také zahrnují 3D rekonstrukce[7] a sledování, když je důležité pokrýt co největší zorné pole.[8] Microsoft RoundTable byl představen v roce 2007 pro video konference, kde mohou být všichni účastníci na jednom místě na stejném obrázku.

produkty

Hlavní článek: Seznam všesměrových (360 stupňů) kamer

Existuje několik implementací všesměrových (360 stupňů) kamer, včetně dvou konfigurací objektivů typu rybí oko a kamer s více než 30 samostatnými objektivy.

Existovaly letecké společnosti, které vyráběly prototypy a shromažďovaly „podporovatele“ na Kickstarteru, ale nebyly dodány koncovým uživatelům.[9]

Mezi více zavedené výrobce 360 ​​kamer, které od března 2020 aktivně vyrábějí a podporují hardware, patří:

Časté nové modely a vylepšení kvality spotřebitelských kamer 360 stírají hranici mezi profesionálním a spotřebitelským trhem.[18][19]

Viz také

Reference

  1. ^ Parry, T. (prosinec 2016). „Rozsáhlý průvodce 360 ​​° fotoaparáty“. Tim Parry. Citováno 2017-01-02.
  2. ^ „Kamerová souprava GoPro 360 stupňů - Připojte Omni Rig se 6 akčními kamerami“. 360 Grad Kamera (v němčině). 23. 04. 2017. Citováno 2019-02-11.
  3. ^ Scaramuzza, D .; Siegwart, R. (říjen 2008). „Vzhledem vedená monokulární všesměrová vizuální odometrie pro venkovní pozemní vozidla“. Transakce IEEE na robotice. 24 (5): 1015–1026. doi:10.1109 / TRO.2008.2004490. hdl:20.500.11850/14362. S2CID  13894940.
  4. ^ Ulrich, I .; Nourbakhsh, I. (2000). „Rozpoznávání míst podle topologie pro topologickou lokalizaci“ (PDF). Proc IEEE Int Conf Rob Autom. 2: 1023–1029. Citováno 2008-07-15.
  5. ^ Kim, J.H .; Chung, M. J. (2003). "Slam s všesměrovým stereofonním senzorem". Inteligentní roboti a systémy, 2003. (IROS 2003). Řízení. 2003 Mezinárodní konference IEEE / RSJ o. 1. doi:10.1109 / IROS.2003.1250669.
  6. ^ Jogan, M .; Leonardis, A. (2000). Robustní lokalizace pomocí rozpoznávání na základě panoramatického pohledu. 15. ICPR. 4. 136–139. CiteSeerX  10.1.1.136.4931. doi:10.1109 / ICPR.2000.902882. ISBN  978-0-7695-0750-7. S2CID  3178789.
  7. ^ Bunschoten, Roland a Ben Krose. "Robustní rekonstrukce scény z vícesměrného systému vidění „Transakce IEEE na robotice a automatizaci 19.2 (2003): 351-357.
  8. ^ Francesco Flammini; Roberto Setola; Giorgio Franceschetti (10. června 2013). Efektivní dohled pro vnitřní bezpečnost: Vyvažování technologií a sociálních problémů. CRC Press. ISBN  978-1-4398-8325-9.
  9. ^ „Bublcam: 360º kamerová technologie pro každého“. Kickstarter. Citováno 2020-03-22.
  10. ^ "Prodejna". Ricoh. Citováno 2020-03-22.
  11. ^ www.insta360.com https://www.insta360.com/. Citováno 2020-03-22. Chybějící nebo prázdný | název = (Pomoc)
  12. ^ „Fotoaparát MAX 360 | Max HyperSmooth, Max TimeWarp, Max SuperView | GoPro“. gopro.com. Citováno 2020-03-22.
  13. ^ „MADV-Fuel Your Adventure“. www.madv360.com. Citováno 2020-03-22.
  14. ^ „Domovská stránka | Fotoaparát Vuze“. vuze.camera. Citováno 2020-03-22.
  15. ^ „Fotoaparát Panono 360 16K | Panono“. www.panono.com. Citováno 2020-03-22.
  16. ^ "KanDao - 360 VR kamera | 3D kamera | 3D 360 kamera | 3D VR kamera". Kandao Tech. Citováno 2020-03-22.
  17. ^ „Z CAM - profesionální kamerová společnost“. Z CAM. Citováno 2020-03-22.
  18. ^ „Závod o první 8K spotřebitelskou 360 ° kameru se právě díky tomuto novému senzoru stal skutečným“. 360 pověstí. 2019-08-13. Citováno 2020-03-22.
  19. ^ KTEROU 360 KAMERU byste si měli koupit v roce 2020?, vyvoláno 2020-03-22

externí odkazy