CN115426460B - 一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，包括，步骤S1，选取两个拍摄点位，于拍摄点位上放置矫正杆，并于第一矫正杆上设置第一标记点，于第二矫正杆上设置第二标记点；步骤S2，摄像机进行分组，第一组摄像机和第二组摄像机分别以第一标记点和第二标记点作为画面中心进行初步校准；步骤S3，编号为N的摄像机机位作为基准机位，并以基准机位的画面为基准计算其余摄像机机位的画面的矫正数据；步骤S4，基于矫正数据对每个摄像机机位的画面进行矫正；本发明通过对现场摄像机机位设置两个焦点，实现旋转中心在两个焦点间过渡的效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种双焦点的拍摄方法。
背景技术
现有技术中对于多视角环绕拍摄的视频特效制作方法通常围绕一个拍摄点位进行旋转渲染，如图1所示，所有摄像机机位围绕一个焦点O1进行拍摄，最终生成的视频环绕特效单单围绕一个拍摄物体进行旋转。
然而在很多实际应用场景下，被拍摄的人或物不仅仅只有一个，或者被拍摄的人或物的运动范围不仅仅在一个指定焦点的范围内，比如说排球、羽毛球、乒乓球等双人比赛，按照现有技术中描述的方法，只能将焦点围绕球网的中心，让最终的360度视频围绕着球网旋转，这样的拍摄效果，对于被拍摄的重点即运动员只能在旋转点的两侧，拍摄效果不佳；又比如自由体操，在一套标准动作下，运动员会从场地的一个角运动到场地的另一个角，而现有技术中不论将旋转点放置于场地的中心或是场地的角落都无法获取整套动作的画面，因此现有技术中只能设置一个旋转中心的拍摄方法无法满足实际的场景需要，进而导致最终播出画面中运动员不能特写效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，解决以上技术问题；
一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，包括，
步骤S1，选取第一拍摄点位和第二拍摄点位，于所述第一拍摄点位和所述第二拍摄点位上分别放置第一矫正杆和第二矫正杆，并于所述第一矫正杆上设置第一标记点，于所述第二矫正杆上设置第二标记点；
步骤S2，对M个摄像机机位进行编号，编号为1至N的第一组摄像机以所述第一矫正杆上的所述第一标记点作为画面中心进行初步校准；编号为N至M的第二组摄像机以所述第二矫正杆上的所述第二标记点作为画面中心进行初步校准；
步骤S3，所述编号为N的摄像机机位作为基准机位，并以所述基准机位的画面为基准计算所述第一组摄像机中其余所述摄像机机位的画面的矫正数据以及计算所述第二组摄像机中其余所述摄像机机位的画面的矫正数据，生成包括所述矫正数据的矫正文件；
步骤S4，基于所述矫正数据对每个摄像机机位的画面进行矫正。
优选的，所述第一矫正杆和所述第二矫正杆具备相同的水平高度且相互平行。
优选的，在所述基准机位的画面中，所述第一矫正杆和所述第二矫正杆重叠。
优选的，所述第二标记点位于所述基准机位和所述第一标记点连线的延长线上，所述第一矫正杆上的所述第一标记点和所述第二矫正杆上的所述第二标记点于所述基准机位的画面中重叠。
优选的，所述矫正数据包括各所述摄像机机位的画面相对于所述基准机位的画面的缩放参数、旋转参数、平移参数。
优选的，所述第一组摄像机机位的画面中心点均为所述第一标记点，所述第二组摄像机机位的画面中心点均为所述第二标记点。
优选的，所述第一组摄像机相对于所述第一矫正杆的倾斜度与所述第二组摄像机相对于所述第二矫正杆的倾斜度相等。
优选的，所述，在焦距相同时，所述第一组摄像机的各所述摄像机机位和所述第二组摄像机的各所述摄像机机位具备相同的画幅缩放比例。
优选的，还包括，基于所述基准机位与所述第一矫正杆和所述第二矫正杆之间的距离设定一缩放值，当生成的视频在所述第一组摄像机至所述第二组摄像机过渡时通过所述缩放值对视频进行过渡变换。
优选的，所述第一组摄像机旋转时围绕所述第一拍摄点位旋转，所述第二组摄像机旋转时围绕所述第二拍摄点位旋转。
本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明通过对现场摄像机机位设置两个焦点，实现旋转中心在两个焦点间过渡的效果。
附图说明
图1为现有技术中摄像机的拍摄示意图；
图2为本发明实施例中摄像机的拍摄示意图；
图3为本发明实施例中矫正杆的布置示意图；
图4为本发明实施例中多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，如图4所示，包括，
步骤S1，选取第一拍摄点位和第二拍摄点位，于第一拍摄点位和第二拍摄点位上分别放置第一矫正杆1和第二矫正杆2，并于第一矫正杆1上设置第一标记点O，于第二矫正杆上设置第二标记点O’；
步骤S2，对M个摄像机机位进行编号，编号为1至N的第一组摄像机以第一矫正杆1上的第一标记点O作为画面中心进行初步校准；编号为N至M的第二组摄像机以第二矫正杆1上的第二标记点O’作为画面中心进行初步校准；
步骤S3，编号为N的摄像机机位作为基准机位，并以基准机位的画面为基准计算第一组摄像机中其余摄像机机位的画面的矫正数据以及计算第二组摄像机中其余摄像机机位的画面的矫正数据，生成包括矫正数据的矫正文件；
步骤S4，基于矫正数据对每个摄像机机位的画面进行矫正。
具体的，如图1所示，现有技术中在拍摄准备阶段，将所有摄像机机位(图中1-25号机位)对准场地中心O1点，并在O1点设置矫正杆，选择1号机位为基准位，2-25号机位以1号机位为基准计算出相对于1号机位的旋转、缩放、偏移三个参数，并生成矫正文件；在播出阶段，根据矫正文件中的参数，对每个机位的画面进行矫正，达到空间一致性，然后根据模板将每个机位的画面拼接成视频，进行播放，最终生成的视频效果为围绕O1点旋转，同时图1中被拍摄人或物A点和B点也会在旋转过程中围绕O1点旋转，这就导致若拍摄时A点和B点离O1点远，一旦模板中涉及数字变焦，被拍摄物会转出画面。
而本发明中较优的，如图2所示，在拍摄准备阶段，在第一拍摄点位(A点)和第二拍摄点位(B点)分别放置第一矫正杆和第二矫正杆，将1-13号机位对准第一矫正杆；将14-25号机位对准第二矫正杆；由于第一组摄像机和第二组摄像机对准的焦点不同，要达到所有机位空间一致性，就需要有个共同的基准机位来做矫正，进一步具体的，将图2中13号机位作为两组摄像机共同的基准机位，第一组摄像机和第二组摄像机分别以13号机位作为基准对每个机位做矫正，矫正后得到分别相对13号机位的旋转、缩放、偏移三个参数作为矫正参数并生成矫正文件，在播出阶段，根据矫正文件中的参数，对每个机位的画面进行矫正，由于第二矫正杆相对于第一矫正杆距离较远，需要在模板中设置zoom倍数。生成的视频不再围绕场地的中心点O2进行旋转，其效果为当1-13号机位旋转时围绕A点旋转，到达13号机位时zoom推近，然后13-25号机位旋转时围绕B点旋转。
在一种较优的实施例中，第一矫正杆1和第二矫正杆2具备相同的水平高度且相互平行。
在一种较优的实施例中，在基准机位的画面中，第一矫正杆1和第二矫正杆2重叠。
在一种较优的实施例中，第二标记点O’位于基准机位和第一标记点O连线的延长线上，第一矫正杆1上的第一标记点O和第二矫正杆2上的标记点O’于基准机位的画面中重叠。
具体的，在拍摄准备期设置矫正杆时，如图3所示，13号摄像机机位为基准机位，于第一拍摄点位(A点)设置第一矫正杆，于第二拍摄点位(B点)设置第二矫正杆。在第一矫正杆上设置第一标记点O，在第二矫正杆2上设置第二标记点O’。
进一步具体的，在拍摄准备阶段初步校准摄像机时，先校对13号机位，令13号机位画面中心点与第一矫正杆1的第一标记点O和第二矫正杆2的第二标记点O’点重合，作为画面的锚点。
1-12号机位以第一矫正杆1的第一标记点O点作为画面中心点进行初步校准，14-25号机位以第二矫正杆2的第二标记点O’作为画面中心点进行初步校准；随后用矫正程序进行矫正获得以13号机位为基准的旋转、缩放、偏移三个参数，生成矫正文件。
需要说明的是，如图3所示，第一矫正杆1和第二矫正杆2存在着视距差，通过播出中zoom变换来做画面过渡，达到平滑旋转效果。
在一种较优的实施例中，矫正数据包括各摄像机机位的画面相对于基准机位的画面的缩放参数、旋转参数、平移参数。
在一种较优的实施例中，所述第一组摄像机机位的画面中心点均为所述第一标记点，所述第二组摄像机机位的画面中心点均为所述第二标记点。
具体的，第一组摄像机机位和第二组摄像机机位所对应的矫正杆不同，因此具备不同的中心点，而在本实施例基准摄像机画面中，第一标记点和第二标记点重合，同时位于画面的中心点，并且第二矫正杆的中心点，在第一矫正杆中心点和摄像机延长线上。
在一种较优的实施例中，第一组摄像机相对于第一矫正杆1的倾斜度与第二组摄像机相对于第二矫正杆2的倾斜度相等。
在一种较优的实施例中，在焦距相同时，第一组摄像机的各摄像机机位和第二组摄像机的各摄像机机位具备相同的画幅缩放比例。
具体的，每个摄像机机位以共享的基准机位(按图2所示为13号机位)根据矫正文件的矫正数据旋转、缩放、偏移来矫正画面。
仿射变换矩阵推导如下：
具体的，上述仿射矩阵参数涉及的变量有，锚点坐标(cx,cy)，旋转角度θ，画幅缩放比例s，所有机位共享画幅缩放比例，画幅的中心点(hw,hh)；在针对A点矫正和针对B点矫正的参数中，(hw,hh)均为3840x2160画面的中心点，即hw＝1920，hh＝1080。因此，两组矫正的中心点相等。
进一步的，旋转角度θ，在实际环境中矫正杆A和矫正杆B摆放水平相同，相互平行。在13号机位的画面中，矫正杆A和矫正杆B重叠，则1-13号机位相对于第一矫正杆1的倾斜度θ与14-25号机位相对于第二矫正杆2的倾斜度θ相等。
同理，本发明提供的算法满足第一矫正杆1上的锚点与第二矫正杆2上的锚点重叠，故锚点坐标(cx,cy)也相等。
所有机位共享画幅缩放比例是根据同一个矫正文件所有机位的参数计算出的分辨率，两组矫正数据最终在一个矫正文件中，因此也相等。
在计算画幅缩放比例s过程中，1-13号机位的画幅缩放比例s以13号机位的第一矫正杆1上两点长度来计算比例值；14-25号机位的画幅缩放比例s以13号机位的B矫正杆上两点长度来计算比例值；在焦距不变的情况下，两组矫正参数画幅缩放比例s也相同。
根据上述推断，基于第一矫正杆1的参数计算和基于第二矫正杆2的参数计算相同。
在一种较优的实施例中，基于基准机位与第一矫正杆和第二矫正杆之间的距离设定一缩放值，当生成的视频在第一组摄像机至第二组摄像机过渡时通过缩放值对视频进行过渡变换。
在一种较优的实施例中，还包括，于生成的视频中，第一组摄像机旋转时围绕第一拍摄点位旋转，第二组摄像机旋转时围绕第二拍摄点位旋转。
具体的，最终根据公式
F＝v*D/V，
其中，F为焦距，v为矫正杆在画面中的垂向尺寸，D为摄像机到矫正杆的距离，V为矫正杆实际长度。
在焦距不变的情况下，13号机位与第一矫正杆1和第二矫正杆2之间距离不同，只存在zoom之间的线性关系。因此在13号机位-14号机位过渡，需要用到zoom变换。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，包括，
步骤S1，选取第一拍摄点位和第二拍摄点位，于所述第一拍摄点位和所述第二拍摄点位上分别放置第一矫正杆和第二矫正杆，并于所述第一矫正杆上设置第一标记点，于所述第二矫正杆上设置第二标记点；
步骤S2，对M个摄像机机位进行编号，编号为1至N的第一组摄像机以所述第一矫正杆上的所述第一标记点作为画面中心进行初步校准；编号为N至M的第二组摄像机以所述第二矫正杆上的所述第二标记点作为画面中心进行初步校准；
步骤S3，编号为N的摄像机机位作为基准机位，并以所述基准机位的画面为基准计算所述第一组摄像机中其余所述摄像机机位的画面的矫正数据以及计算所述第二组摄像机中其余所述摄像机机位的画面的矫正数据，生成包括所述矫正数据的矫正文件；
步骤S4，基于所述矫正数据对每个摄像机机位的画面进行矫正；
所述第二标记点位于所述基准机位和所述第一标记点连线的延长线上，所述第一矫正杆上的所述第一标记点和所述第二矫正杆上的所述第二标记点于所述基准机位的画面中重叠。
2.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述第一矫正杆和所述第二矫正杆具备相同的水平高度且相互平行。
3.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，在所述基准机位的画面中，所述第一矫正杆和所述第二矫正杆重叠。
4.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述矫正数据包括各所述摄像机机位的画面相对于所述基准机位的画面的缩放参数、旋转参数、平移参数。
5.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述第一组摄像机机位的画面中心点均为所述第一标记点，所述第二组摄像机机位的画面中心点均为所述第二标记点。
6.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述第一组摄像机相对于所述第一矫正杆的倾斜度与所述第二组摄像机相对于所述第二矫正杆的倾斜度相等。
7.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述，在焦距相同时，所述第一组摄像机的各所述摄像机机位和所述第二组摄像机的各所述摄像机机位具备相同的画幅缩放比例。
8.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，还包括，基于所述基准机位与所述第一矫正杆和所述第二矫正杆之间的距离设定一缩放值，当生成的视频在所述第一组摄像机至所述第二组摄像机过渡时通过所述缩放值对视频进行过渡变换。
9.根据权利要求1所述的多视角环绕拍摄双焦点拍摄方法，其特征在于，所述第一组摄像机旋转时围绕所述第一拍摄点位旋转，所述第二组摄像机旋转时围绕所述第二拍摄点位旋转。
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