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Maxwell中关于小孔成像&鱼眼镜头的探讨

Maxwell中关于小孔成像&鱼眼镜头的探讨
Maxwell中关于小孔成像&鱼眼镜头的探讨

一、maxwell是否具有镜头畸变功能(中

国渲染网论坛)

流浪歌手:

在下对maxwell只是皮毛应用,一直没发现畸变类功能,就是类似鱼眼镜头那种,除非自己手动在摄像机前加个透镜模型....汗,呵呵

众所周知,目前我们使用的3D类软件,在透视算法上是简化的,例如:现实中我们面前有一条很长的横直线(可以设想为一条马路崖,而你在过马路的视点上),在我们眼睛或镜头拍摄的结果看是弧线,根据广角程度的不同,弧度也不同,这是因为按照透视的关系,这条横线上的每一点距离我们都不同,因此产生近大远小的效果,这类效果从鱼眼镜头中看最明显。

而3D软件中的显示则是抽象的,即一条直线无论怎么广角它始终都是直线,这是因为算法简化的缘故,所以3D软件的摄像机广角效果两侧拉伸变形都是非正常的,或者说是种错误结果,一般我们都会在软件操作中避免过大的广角。

很多渲染器厂商都看到这一点,目前很多渲染器都增加了镜头畸变模拟功能,应用感觉都还不错,像Maxwell这样的物理渲染器如果没有畸变功能岂不是太可惜....

porscheag:

“这条横线上的每一点距离我们都不同,因此产生近大远小的效果”

这个应该是不对的,理想成像的情况下,一条直线在底片上成的像也为直线的。弯曲只是镜头无法做到大范围的理想成像而已。

如果不考虑衍射,小孔成像就是一种理想成像的例子。

流浪歌手:

回复render 管理员:我个人是没有找到这样的功能具体参数在哪里,有些疑似的参数我调节之后并无畸变效果,手册中也没有此类功能的说明,真心希望官方能增加此类功能....

回复楼上porscheag坛友,如果是正视地平线的话,应该是直的如你所言,但我说的不是这种情况,例如你的脚下横置一条长方体,你处在长方体中段位置,而长方体并不处于你的视觉地平线上,应该是在地平线靠下的位置区域,此时你看到的结果,这个立方体的两端应该比中段小,因为中段距离你的视点更近,这个变化是逐渐的,因此看似弧线...人眼与镜头都有“透镜”的成分,是否完全符合小孔成像这个我说不准,我只能提出自己发现的一些问题并与大家交流讨论。

请看下面这幅简陋的对比图,下方是某软件渲染器的畸变效果,模拟的还不是很到位,看个大概意图吧。

上方软件默认无畸变效果可以明显看出两侧的球都错误拉伸,现实中不会这样的,相信小孔成像也不会搞成这样子...并且可视范围也比小了很多,两幅图用的都是一样的相机参数,只是有无畸变的区别而已;这就是软件算法简化的结果,

换来的是速度,目前我们从显卡运算的视图交互中只能以这种简化方式来呈现。

CPU渲染运算不像交互渲染那样要求极高的速度,因此可以考虑进行更复杂更物理的畸变计算,目前已经有很多渲染器支持畸变效果了。

如果过多纠结理论可能会头大了,我的问题其实还可以换种更简单的方式来问:即maxwell是否支持鱼眼镜头效果?

porscheag:

回复流浪歌手:如果小孔成像得到满足,无论直线与地平线的位置关系如何,成像都是直线的。从理论上讲,直线与小孔可以唯一地确定一个平面A,从直线发出来的且能经过小孔的光线且都在这个A平面上,平面A同底片所在的平面B相交(注,A与B不一定垂直,这就确保了直线不在地平线上)。接下来的工作就是相似三角形的关系了,我很难说清楚,也许手画张图就知道了。反正最后出来的结果就是,直线上两点的距离与底片上相应两点的距离是一一对应的关

系,并且与这两点在直线上的具体位置无关。畸变应该是镜头失真所致,而并未透视原理所造成。

我近来也在用maxwell render,也没发现有畸变功能。上面第一张图是用maxwell render渲染的吗?按道理来说物理渲染器两边是不会产生错误拉伸的,哪怕是非常的广角。错误拉伸通常出现在实时渲染或者非物理渲染器身上的。

流浪歌手:

回复porscheag坛友:图都不是maxwell渲染的,是用Cinema4D自带的AR 渲染器,使用的是其物理模式;maxwell我测试结果是3D软件视窗显示如何,渲染出来就如何,因此在广角的情况下应该也和第一副图的结果相同。

透视原理究竟如何,现在我也有点晕了,现在只能确认软件传统的透视跟现实世界有差距,我原本以为畸变是改变这个差距的关键,但目前我从小孔成像理论上还找不出此类根据,所以现在我也想不明白了,汗....呵呵。

再者确认的一点是maxwell目前尚不能支持鱼眼镜头,期待今后的升级...

porscheag:

物理渲染器我只玩了一些,包括maxwell render, fryrender, indigo renderer(主要看中它支持GPU加速并且支持A卡),好像都没感觉到有畸变功能啊,也许我对后两者太不熟悉的缘故。

一部相机通常都有好几块到好十几块镜片的,之所以要这么多其实就是尽可能地减少畸变,色散,像差等等的失真。如果要严格地得出畸变效果,估计光设置起来都会有一大堆镜头参数。maxwell render可能比较严谨,一切按照物理定律来,所以就没这个效果了。

render:

Maxwell独立版本STUDIO里面不是可以选择不同的镜头的么选择一个广角的什么的

流浪歌手:

回复render :是可以选择不同的品牌相机预置类型,但Focal length 数值默认都是36,如果改成15或更小,就可以明显看出画面边缘透视出现不正确拉伸现象,而现实中的此类广角镜头则是接近鱼眼效果的感觉。

二、关于小孔成像&鱼眼镜头的理论探讨

流浪歌手:

之前发贴与大家探讨maxwell知否支持鱼眼镜头效果,结论是maxwell目前不能支持鱼眼镜头;当时在“鱼眼”之前,我用过“畸变”一词,但并不确定“畸变”一词在专业上的深层含义,在我要叙述的话题中“鱼眼”一词更似乎贴切和感性一些,因此后来做了更改。

之前的帖子中“小孔成像”原理的话题被引起讨论,我之后就一直在分析小孔成像现象与鱼眼成像的理论关系,现在有了结果,跟大家交流交流

虽然理论上小孔成像是像镜子一样把光线对称投射过来,似乎并不会改变成像对象的外形特征,但问题在于光线是投到一个面上,并不是一个空间中,由于面与光线角度等等原因,必然会造成画面拉伸变形。

小孔成像是光线透过小孔投射到一受光面形成光影图像,关键的一点,一提到小孔成像,我们会下意识的认为这个受光面是个平面,而事实上这个受光面不一定是平面,即使是半球面也同样可成像,再拓展分析下,我们肉眼的成像面区域(视网膜)也是接近半球型的,但实际成像能利用到的应该也就是一部分,因此应该算是弧面成像,不过在晶状体的配合下,应该还会有不同程度的调整变化,这也可以粗浅解释:为什么平面成像的结果与眼睛看到结果差别明显。

看下图

上图是小孔成像原理的理论图,蓝色线是平面成像截面,而绿色线是弧面成像截面,大家可以看到投射范围的差别;现实中之所以要光线穿过小孔成像是避免光线干扰,如果排除光线干扰因素,$ N) B+ `* U: j n4 T0 q3 Z成像面镜像反转过来也同理,成像于眼点,HDR往往就是在镜球面上拍照形成的,从某种角度而言,小孔成像也可称为一点成像。

以上两图的成像范围是不同的,为了方便绘图而导致的差异,算是我的手误,请大家见谅;以第一张图的成像范围为参照,看下实际成像画面效果的差异吧。

现有3D软件默认渲染计算的是平面成像,上图成像效果演示图由Cinema4DR13生成,物理渲染模式,镜头焦长都设置为12,一个默认无畸变一个开启畸变,从结果大家可以看到:

平面成像本身就有拉伸变形失真的问题,从理论图中就可以看出来,接近画面中间区域拉伸还比较轻微不是很明显,但中间区域靠外的部分拉伸就越发明显。靠画面边缘的球体被拉长了很多,明显失真。焦长越短(广角越大)该现象就越明显。

弧面成像结果比较接近于我们现实中的照相机镜头,弧面成像虽然不能完全避免拉伸,但比平面成像改善很多,并且同样的可视范围可以看到更多的物体,例如画面中的红球,平面成像下是看不到的,在弧面成像下就看得到,而且每个

球的拉伸变形都很轻微,但地面变形明显,不过这种变形逻辑上还算可以接受。

理论上半球面是拉伸损失最小的成像结果(例如HDR是全球面成像),例如人眼结构这方面就很先进,很大程度上避免了扭曲,因此我们肉眼看事物几乎感觉不到扭曲。

但对于照相和CG而言,成像画面终究是要被展成四方平面的,球面展成平面画面后还是会产生明显扭曲现象的,只是扭曲方式不同而已(参考HDR),这更像是个逻辑问题,此类示例大家都见过很多,这里就不做展示了。

由于我们看世界以及描述世界的方式本身就有很大的局限性,因此没有完美成像方案,即使是理想的肉眼成像也存在很多的限制;至于现有的外在成像方式中哪种方式最好,还要看我们的视觉更乐于接受哪种结果,相对而言,我们的眼睛更喜欢弧面成像的结果,这也是最接近人眼成像的状态;我们可以把弧面成像结果抽象理解为鱼眼成像状态(程度有所不同)。

由此可以得出结果,“弧面成像”可以使成像画面舒适度有所改善,纯粹的“平面成像”并不是视觉最舒适和自然的结果,因此要得到好的成像结果很多时候是离不开弧面成像(鱼眼、畸变)的,特别是广角镜头下...

既然“弧面成像”如此重要,为什么以前3D渲染软件都没有支持此功能呢,原因在于弧面成像要比平面成像耗费更多的计算资源,现在随着软硬件的性能提升,弧面成像已经逐步被越来越多的渲染软件采用。

只是....目前maxwell还没有跟上....

porscheag:

之前我们的讨论可能被一条直线卡住了,对于小孔+平面成像来说,直线的像是直线(这从楼主第4个图能看出)。不过问题是实际上遇到的不只是直线这么简单,就像楼主举例的小球。不同地方的小球被我们看到的区域的边界不在一条直线上!所以直线不能解释小球的畸变。按照楼主所说,的确是没有理想成像系统可以防止畸变的(全息可能除外,毕竟原理差很远)。或者更具体说,某一个光学系统能够防止某些东西的畸变,但又会造成别的东西畸变。譬如图4的球畸变了,不过下面的直线仍然是直线,图5的球看起来没变形,不过直线就变弯了。

流浪歌手:

全息影像方式是一种,还有阿凡达中那种纯3D显示器显示的画面也可以达到比当前更理想的成像状态,原因在于,这些显示方式虽然也是由屏幕作为载体,但显示的是原生的3D空间物象,而不是将3D空间投射到2D平面空间。其原理也与现有的2、3D显示器有所不同(现有3D显示只提供某种观看角度的左右眼通道,只是两张平面图,还谈不到空间概念),这种原生”真3D“方式得到的结果与全息图像几乎是相同的,只是不像全息影像那样存在现世的空间体积(有时这可能是优点)。全息与”真3D“方式几乎可以绕过单一面成像问题,当然目前的技术还制造不出来,但必然是今后的发展目标;

未来的图像数据很可能都不再是平面的,而是3D空间数据类型,相机拍照也可以直接拍下空间数据,这并非不可能,光场相机就是一个开端。

porscheag:

全息跟目前常用的3D技术不一样的。全息是彻底还原光的波前。3D技术是分离左右眼的图像,让左右眼看到的图像不一样,来产生3D的感觉。

鱼眼图像畸变校正算法

鱼眼图像畸变校正算法 司 磊 朱学玲 (安徽新华学院 信息工程学院 安徽 合肥 230088) 摘 要: 根据鱼眼镜头成像的特点,选择合适的图像畸变校正算法,标定鱼眼图像的中心和半径,用标定得到的参数进行校正,推出校正模型,方法简单,易于实现,并对鱼眼图的畸变矫正问题提出意见与看法。 关键词: 鱼眼图像;畸变矫正;图像预处理;图像增强 中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1110166-02 鱼眼图像的畸变矫正是以某种独特的变换方式将一副鱼眼 2 有关鱼眼图片的粗略校正 图像转换为理想图像的操作,这种操作在全方位视觉导航中具1)求取鱼眼图像行和列的比值 有重要的作用,是系统自动识别、跟踪和定位目标所必须的基将投射生成标准圆变换为鱼眼图片并求取图片中心点的方础操作。 法与普通相机照相原理不同,对于提取出来的鱼眼图片的轮1 畸变图像的校正原理 廓,我们先假定一个阈值,比如设一个灰度值30,用软件勾勒描绘出校正鱼眼图片大概的轮廓,然后先求出该轮廓的中心点根据畸变图像特点标定坐标图,求取标定点像素的理想值坐标,根据轮廓的图形和鱼眼图像的中心点的坐标,可计算出和实际值,同时生成坐标映射表,再把坐标映射表用于畸变图畸变图像的圆半径,从而求取鱼眼图像的中心点坐标和鱼眼图像的校正程序后,即可得到无畸变图像,具体处理过程如下: 像的粗略轮廓的图像的半径相对比,以便于将鱼眼图像的大概1)标定坐标 轮廓重新调整处理,变的更为精确和直观。假定畸变校正的鱼镜头中心的畸变可以忽略为零,以镜头为中心,离镜头越眼图片的半径中的行坐标曲线和列坐标曲线不相等,则我们需远的地方畸变越大。以镜头为中心标定坐标图,对图像进行坐要将畸变校正的鱼眼图像中的园的半径的曲线与下面的公式相标的标定,按正方形均匀排列圆点,如图1所示。 乘,然后就可以变换为普通的标准圆的图像。下面公式中(u,v)是畸变校正的鱼眼图片的中心点,β为畸变校正的鱼眼图像行和列的比值。 图1 2)图像预处理 先通过图像的、突出边缘细节;然后再用二值化处理增强调节对比度的图像,但部分样板点和背景的对比的差值较大,所以是设定一个阈值对整幅图像进行二值化,最后再对二值化后的图像再次进行中值滤波的方法处理,再次使用中值滤波方法可以有效的去除畸变图像中的部分椒盐噪声的影响。二值化的主要作用是可以提高畸变校正图像的质量,预处理图像可以为点阵样板圆点中心的确定提供重要的作用。 3)圆点中心的确定 由于图像畸变的影响,经过图像预处理后的畸变校正图像仍然是不规则的实心圆,然而样板中的确定的圆点却是规则排列的,所以可以在畸变校正的样板图像上把各个圆点的重心近似的2)鱼眼图片的粗略扭曲校正 替换为圆点中心,找出一个圆点的重心作为理想畸变校正样板图在得到中心点的坐标和校正形状之后,把扭曲的鱼眼图像像上与之对应的点,并找出该点处于二维平面坐标之中与之距离通过投射降低图像的扭曲程度变为正常的四方形的图像。 之和最大的圆点,从各个圆点的坐标之中找出与之距离之和最大在图2中,假设在没有扭曲的背景图像中,存在两个具有的圆点坐标,该点坐标即为畸变图像中与之相对应的点的坐标。相同x坐标的点,即k点和h点,并且在背景图像中随着圆上曲线再找出理想的点阵样板图像和该畸变校正图像中各圆点中心的位的经纬度的变大,扭曲程度也就越大,但是三维球面的整体从置,计算出点与点之间的垂直距离,即可得到点阵样板图像中各左到右的各个面的角度的差值全部都是相等的,而且在x轴方向点之间的偏移量,从而可以描绘和构建畸变校正图像上的各个点上与二维畸变校正图像相对应的线段dx的均匀分割经度或是纬之间偏移量的曲面。最后经过图像预处理过程的样板圆点中心的度也是相等的。因此在二维图像的X轴方向上任意点坐标经度或 确定,可计算出其它圆点中心的坐标位置。 图2

新手入门:了解鱼眼镜头

新手入门:了解鱼眼镜头 鱼眼镜头的特色是什么?有人说是等效焦段15mm以下的镜头,有人是说镜头前玉(最前面的镜片)采用圆弧型凸镜的镜头,还有人说是可摄角度达180度的镜头……这些答案都常会在鱼眼镜头上看到,但并非绝对。 不过,鱼眼镜头有个共通点,就是都有强烈的桶状变形。为了画面稳定舒适,广角镜头都需要解决桶状变形的问题,而鱼眼镜头正是放弃解决这个问题,所以能拍摄更宽广的画面。也因这样的画面与我们日常生活的视觉体验不同,所以拍出来的照片更容易瞬间吸引观赏者的眼球。 1. 什么是透视变形? 透视变形示范图。透视所造成的变形是平面画作或照片,表现立体感的重要元素。 想了解透视变形,可以尝试将相机架设在脚架上,小心调整水平后,此时如果是广角镜头,可以看到画面中的水平线会位于画面正中央,而垂直于水平的物体(如街道上一整排的路灯)会随距离远近而逐渐缩小,最后在画面正中心消失成为一点。

有趣的是,我们运用广角镜头拍摄时,并不会每次都追求水平拍摄,所以路灯、电线杆、建筑等垂直于路面的地标物,往往不会维持垂直状态,采用仰角或俯角拍摄时,画面中的垂直线就会往中央线聚拢,这是因为除了画面正中心的较远处外,我们在画面向上或是向下的位置又有了另一个消逝点,而产生的楔石扭曲现象就属于透视变形。 楔石扭曲现象: 楔石又称为拱心石,是古代拱型建筑的重要结构,形状为梯型,放置在中央正上方,用来契合、承受两边石材的压力。 当我们站在建筑下方拍摄建筑时,高楼会因为透视感,在照片上呈现出底部较宽、顶端较窄的形态,即变形为梯型而非原本的长方形,所以称这样的现象为“楔石扭曲现象”。 想要避免或减缓这样的变形现象,可以在较远的地方,使用中长焦段的镜头拍摄。最好能找到地势高的拍摄位置,用水平视角拍摄。当然,也可通过移轴镜来矫正,或者干脆用软件来拉直。 其实不只是广角镜头会有透视变形的问题,所有焦段都会有同样的状况,只不过在广角镜头中表现更明显。我们常看到形容广角镜头的“变形抑制良好”,并不意指矫正透视变形,而是在说明抑制桶状变形的能力。

鱼眼镜头与鱼眼全景监控摄像机技术介绍

鱼眼镜头与鱼眼全景监控摄像机技术介绍 鱼眼镜头是构建全景视觉最简单有效的方法之一,它的突出特点是一次性可摄入超过180度视角内所有的信息,从而达到无盲区效果。从特性而言,鱼眼镜头是一种超广角的特殊镜头,这种摄影镜头的前镜片直径且呈抛物状向镜头前部凸出,其视觉效果类似于鱼眼观察水面上的景物。它是一种短焦距镜头,一般焦距在F=6-16mm之间,根据光学成像原理,短焦距才能呈现出大视场的监控效果。常见的鱼眼镜头有两种,一种是圆形成像,一种是矩形成像。前者可摄的三维角度相比后者要大,目前大多数全景摄像机选用的鱼眼镜头均是第一种,因为其三维视角可达到360度x180度,达到理想的全景视角。虽然 视场角提供了无与伦比的享受,但却是以牺牲原有监控画面为前提获得的,鱼眼镜头这种变形的图像一般称之为桶形畸变,这种畸变会随着视场角的扩大而严重,不过,这也是一种合理现象。一般的监控探头视场角度在60度-90度左右,如果监控场所有大范围的监控需求,如果只是多装几支摄像头来实现监控区域的覆盖,无疑会增加摄像头成本与安装成本,后端的显示与存储成本也会相应的增加;即便是球机可以通过云台实现360度全范围监控,但却不能达到同时监控360度的范围,而且在实际应用当中,多数球机都通过设置预置位对场景进行监控,难以避免重要事件被“漏控”的情况出现。在当前的安防市场上,一随着视频监控盲点越发不被人们所忍受,市场对无盲点视频监控系统的要求也愈来愈烈。而全景摄像机就是实现全景监控,它的出现可在真正意义上消除监控盲区,确保视频的可靠性、完整性,对用户乃至对社会而言意义非凡。其中有一种类型是基于超广角鱼眼镜头的全景摄像机。而鱼眼全景摄像机是对现有监控系统的改造与升级。在鱼眼全景监控系统中,只需要一台鱼眼全景摄像机即可实现全景无盲区监控,没有任何的机械部件,图像通过超广角的

鱼眼畸变矫正软件系统

fisheye畸变矫正软件系统 -西安冉科信息技术有限公司 技术目标: 鱼眼镜头的突出特点是一次性摄入 185°视角内所有的信息,无盲区,无须考虑图像拼合和嵌接等问题。但鱼眼图像具有非常严重的畸变,如果要利用这些具有严重变形图像的信息,就需将这些变形图像校正为人们所习惯的透视投影图像。本系统可以实现展开任意方向轴上的“展开窗口”,对图像中敏感信息的抓取具有积极效果。它的展开效果消除了其它恢复方法边缘“拉扯”的现象,在边缘也可以得到接近现实世界的效果。最终的实验结果表明,此算法具有流程简单、速度快、效果好、实用性强等特点,可以达到处理鱼眼镜头视频图像的实时校正要求。 技术内容: 1、确定鱼眼图像的圆心 2、建立鱼眼图像的符合等距投影原理的球面成像模型 3、建立透视投影平面坐标系与展开后的图像坐标系,并求出这两个坐标系之间的关系 4、建立恢复后图像坐标系与相机坐标系的关系 5、求出恢复后图像坐标系与鱼眼图像坐标系之间的关系

一、确定鱼眼图像圆心O与半径R 读取到视频帧,通过图像处理的方法,对图像进行分割,找到鱼眼图像区域的最小外接矩形,进一步对视频帧进行分割。根据分割出的鱼眼图像,确定鱼眼圆心。 二、建立鱼眼图像的符合等距投影原理的球面成像模型 1 以鱼眼图像的圆心O为原点建立鱼眼图像坐标系。 2 建立相机坐标系。 3 以O为中心,以鱼眼图像的半径R为半径做半球, 建立球面成像模型。 三、建立透视投影平面坐标系与展开后的图像坐标系,并求 出这两个坐标系之间的关系 1、确定展开的方位角、仰角、视角。

2、确定展开图像的大小。 3、根据展开图像大小和透视平面大小确定投影关系。 四、建立恢复后图像坐标系与相机坐标系的关系 1、建立透视投影平面坐标系与相机坐标系的关系 2、求出恢复后图像中点对应的在相机坐标系中的坐 标。 五、求出恢复后图像坐标系与鱼眼图像坐标系之间的关系 1、根据等距投影原理求出相机坐标系中的点在鱼眼图 像中的成像点的坐标。 2、根据所得到的映射关系即可得到恢复后图像任意一 点对应的鱼眼图像点的坐标。 技术方法和路线: UBANTU下结合opencv和ffmpeg对鱼眼视频进行解码和处理,视频帧的是通过ffmpeg解码获得,获得数据后,进行灰度处理,统计直方图,通过寻找最佳阈值,找到鱼眼区域。然后通过改变参数对任意区域进行校正,最后通过四分屏显示校正的结果。 开发语言:C 与 C++ 开发环境:UBANTU14.04 LTS(32bit),并配置opencv 与 ffmpeg 程序编程:使用gedit编辑、修改c/c++文件,用g++把编辑好的源文件编译成可执行程序,编译时需要链接opencv和线程库(因为使用了多线程),获得的可执行程序就可以对鱼眼畸变视频进行校正了。

鱼眼镜头MTF测试

DxO Analyzer 光学模块鱼眼镜头MTF测试https://www.wendangku.net/doc/4118618072.html,2015年7月27日我爱研发网参与:2人我来说两句 DxO Analyzer 鱼眼镜头MTF-介绍 -对于鱼眼镜头,使用平面测试卡测量MTF很难做到的 -DxO给出的解决方案是: 使用平面测试卡(棋盘格) 将相机安装在一个球形全景云台上,在不同视角下采用多种曝光进行拍摄 -优势 所有镜头只需一张平面测试卡 适用的镜头视场角>180° 大畸变鱼眼镜头拍摄的平面测试卡 DxO鱼眼镜头MTF-拍摄照片示例 -水平视场角为140°的镜头。在每个测试点拍摄一张照片。

Nikkor 10.5mm f/2.8G ED on a Nikon D800 (FoVh=130°, 15Mpix) - Shooting distance: 500mm DxO鱼眼镜头MTF-测试流程(1)

将相机固定在全景云台上,在不同视角下拍摄一系列图像 DxO鱼眼镜头MTF-测试流程(2) 当测试相机的自动曝光打开的时候,通常使用白色挡板来修正曝光。 没有白色挡板,图像容易过曝

使用白色挡板,图像曝光正常 DxO鱼眼镜头MTF-测试流程(3) Ex. w/ Canon EF 15mm f/2.8 on a Canon 5D Mark III (FoVh=140°, 21Mpix) shooting distance: 525mm

DxO鱼眼镜头MTF-测量结果(汇总)-以单张照片的形式显示MTF测量结果锐度,极限分辨率 中心的结果和边角的平均值结果

中心,边缘和边角的MTF曲线 Canon EF 15mm f/2.8 on a Canon 5DmkIII (FoVh=140°, 21Mpix) - Shooting distance: 525mm DxO鱼眼镜头MTF-测量结果(数据界面) -显示每个测量指标的全部数据

使用佳能5D相机及15mm鱼眼镜头制作球形全景

使用佳能5D相机及15mm鱼眼镜头制作球形全景 1.介绍 本文详细描述了我使用佳能5D及15mm鱼眼镜头制作球形全景的过程,在这里我非常感谢Karl Harrison教授的网站给了我莫大帮助(got me off the ground)。 本文中所用到的原始照片和与之相配合的pto文件以及本文的原始文档(EN)可以在这儿找到。(译者:也可以在本站下载到上述原始照片) 2.设备及软件 Canon EOS 5D 一种全画幅(35mm)的数码相机,分辨率12.8 Mpixel。 Canon EF 15mm f/2.8 Fisheye 全画幅鱼眼镜头. Canon Remote Switch TC-80N3 可以避免微小抖动,更便宜的RS-80N3模块也可以使用。 Manfrotto 303SPH 虚拟现实头 一种完全解决视差的可调校的三角架云台,可以通过点击来进行水平定位,改变竖向仰角。 Manfrotto 438 Ball Camera Leveller 一种通过调整三脚架来为全景头找平的水准仪,内置水平指示器。 Manfrotto 190MF3 镁纤维三脚架 支撑以上所有设备,强度高而重量轻。 Lowepro Compu Trekker AW 34030 背包 可以将上述设备及一台笔记本电脑全装在里面。 Hugin 拼接全景的软件。 Gimp 后处理图形软件 3.设置 3.1.相机 很重要的一件事是,为了使每张照片都能得到相同的效果,应将自动功能取消。使用AEB功能以便得到过爆和欠爆的照片,请参考第5节;为了简化并减少空间占用,我使用了jpeg格式;这种配置使我得到了更宽的范围,当然,如果你愿意也可以使用RAW。 1. 将相机模式盘设置为M(手动)。 2. 在菜单中设置AEB(自动包围曝光),最大值为2。 3. 将ISO设为200。 4. 设置白平衡为“白天”。 5. 光圈16 - 这样可以得到更好的景深。 6. 在菜单中设置高质量jpeg格式。 7. 在菜单中选择“配置存盘” - 这样你就可以通过在模式拨盘上直接选择C而使用本设置

鱼眼图像畸变校正算法

据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称,根据鱼眼镜头成像的特点,选择合适的图像畸变校正算法,标定鱼眼图像的中心和半径,用标定得到的参数进行校正,推出校正模型,方法简单,易于实现,并对鱼眼图的畸变矫正问题提出意见与看法。 关键词:鱼眼图像;畸变矫正;图像预处理;图像增强 鱼眼图像的畸变矫正是以某种独特的变换方式将一副鱼眼图像转换为理想图像的操作,这种操作在全方位视觉导航中具有重要的作用,是系统自动识别、跟踪和定位目标所必须的基础操作。 1畸变图像的校正原理 根据畸变图像特点标定坐标图,求取标定点像素的理想值和实际值,同时生成坐标映射表,再把坐标映射表用于畸变图像的校正程序后,即可得到无畸变图像,具体处理过程如下:1)标定坐标 镜头中心的畸变可以忽略为零,以镜头为中心,离镜头越远的地方畸变越大。以镜头为中心标定坐标图,对图像进行坐标的标定,按正方形均匀排列圆点,如图1所示。 2)图像预处理 先通过图像的、突出边缘细节;然后再用二值化处理增强调节对比度的图像,但部分样板点和背景的对比的差值较大,所以是设定一个阈值对整幅图像进行二值化,最后再对二值化后的图像再次进行中值滤波的方法处理,再次使用中值滤波方法可以有效的去除畸变图像中的部分椒盐噪声的影响。二值化的主要作用是可以提高畸变校正图像的质量,预处理图像可以为点阵样板圆点中心的确定提供重要的作用。 3)圆点中心的确定 由于图像畸变的影响,经过图像预处理后的畸变校正图像仍然是不规则的实心圆,然而样板中的确定的圆点却是规则排列的,所以可以在畸变校正的样板图像上把各个圆点的重心近似的替换为圆点中心,找出一个圆点的重心作为理想畸变校正样板图像上与之对应的点,并找出该点处于二维平面坐标之中与之距离之和最大的圆点,从各个圆点的坐标之中找出与之距离之和最大的圆点坐标,该点坐标即为畸变图像中与之相对应的点的坐标。再找出理想的点阵样板图像和该畸变校正图像中各圆点中心的位置,计算出点与点之间的垂直距离,即可得到点阵样板图像中各点之间的偏移量,从而可以描绘和构建畸变校正图像上的各个点之间偏移量的曲面。最后经过图像预处理过程的样板圆点中心的确定,可计算出其它圆点中心的坐标位置。 2有关鱼眼图片的粗略校正 1)求取鱼眼图像行和列的比值 将投射生成标准圆变换为鱼眼图片并求取图片中心点的方法与普通相机照相原理不同,对于提取出来的鱼眼图片的轮廓,我们先假定一个阈值,比如设一个灰度值30,用软件勾勒描绘出校正鱼眼图片大概的轮廓,然后先求出该轮廓的中心点坐标,根据轮廓的图形和鱼眼图像的中心点的坐标,可计算出畸变图像的圆半径,从而求取鱼眼图像的中心点坐标和鱼眼图像的粗略轮廓的图像的半径相对比,以便于将鱼眼图像的大概轮廓重新调整处理,变的更为精确和直观。假定畸变校正的鱼眼图片的半径中的行坐标曲线和列坐标曲线不相等,则我们需要将畸变校正的鱼眼图像中的园的半径的曲线与下面的公式相乘,然后就可以变换为普通的标准圆的图像。下面公式中(u,v)是畸变校正的鱼眼图片的中心点,β为畸变校正的鱼眼图像行和列的比值。 2)鱼眼图片的粗略扭曲校正 在得到中心点的坐标和校正形状之后,把扭曲的鱼眼图像通过投射降低图像的扭曲程度变为正常的四方形的图像。

全景鱼眼平面图像摄像头Fisheye Image Correction Camera

iFIC (Fisheye-Image-Correction) Camera ) (180-degree Angle-of-View Automotive Camera View Camera)
Sensor Active Array
Demo Pictures Pictures
Before Image Correction After Image Correction
Size Sensor Pixel Size F No. FOV Horizontal FOV Vertical FOV Diagonal Image Distortion Degrees of Protection (IP Code) Lens Construction
752 x 480 pixel 6.00um x 6.00um 2.0±5% 178° Approximately 156° Approximately 190° Approximately 1.00% IP67 4G1P Yes Yes/ with Self Self-Clean +105℃ ~ -40℃ +125℃ ~ -50℃ 90% RH 1.0Vpp 75ohm 12V/ 9~24V
Before Image Correction
After Image Correction
UV Resistance Anti-Fog Coating Operating Temperature Storage Temperature Operation Humidity Video Output Power Supply
iFIC Camera Product Features:
n n n n n 190-degree Super Wide Angle Fisheye Lens Fisheye Lens Distortion Compensation with Image Correction Technology Wide Temperature Range Smallest Automotive Package Low Power Consumption

浅谈俄产的鱼眼镜头

所谓的鱼眼镜头是一种极端的超广角镜头,属于超广角镜头中的一类特 殊镜头。这类镜头因为视角极大,前镜片通常前部非常的凸出,跟鱼眼非常类似,因而得名鱼眼镜头。这类镜头通常焦距极短,而视角通常能达到180°以上。极端的能超过220°。对135系统而言,其焦距多在6~17mm左右。这里需要说明的是,鱼眼镜头的焦距不一定都是小于超广角镜头的。例如有的镜头焦距在13mm,但它的视角只有120°,那这只是一只超广角镜头。而有的17mm焦距的,视角达到了180°了,这就是一只鱼眼镜头了。所以是否是鱼眼镜头,最关键还是看镜头的视角。鱼眼镜头成像是非常有特点的,因为鱼眼镜头的视角已经远远超出人眼的范畴,因此产生的效果也跟我们实际观察到的景物有较大差异。鱼眼镜头的成像有 浅谈俄产的鱼眼镜头 在当下的数码摄影时代,众多的摄影玩家开始玩镜头的转接,把历来的众多老摄影镜 头,甚至是工业相机、电影机镜头或投影机的镜头等等,通通拿来搞转接和改口。通过转 接环或者镜头改口的方式转接到数码相机上使用,这是把传统光学和现代数码记录介质的 结合。别看这些老镜头年代久远或身体老迈,但其中很多镜头的光学素质一流,而且有的 价格还非常的实惠,有的则被称为成像有“味道”。 玩老镜头转接的玩家越来越多,尤其是在广角端和长焦端。喜欢摄影的朋友都知道,在 摄影镜头中,在焦距两端的广角和长焦镜头,通常都价格昂贵。一只大厂商生产的大光圈的1 Зодиак-10 8mm F3.5 鱼眼镜头在1988年4月的《苏维埃摄影》杂志上,刊登了一篇名为《волерий тарабукин современные фотообъективы》的文章,在这片文章中,介绍 了俄罗斯研发出的8mm鱼眼镜头Зодиак-10(音译:祖达克) 8mm F3.5,并公布了该镜头的镜片结构图(图1)以及一些技术参数,如镜头重量280g,镜头 分辨率中心50线/mm,边缘30线/mm等。该镜头是有资料可查的俄罗斯产的最早 的8mm鱼眼镜头。遗憾的是,杂志并没有公布镜头的实物图片,笔者费尽周折也 未找到其实物图片,估计仅生产了少量的样头。 两种:一种是像其他镜头一样,成像充满画面,但成像有严重的筒形 畸变,这种畸变中心的景物相对保 持不变,而越往外围变形越厉害; 另一种,画面拍摄的效果为圆形, 这种强烈的视觉效果常被摄影师利 用进行创造性的发挥,拍摄一些极 富有想象力的作品。另外,鱼眼镜 头景深范围极大,范围可从几厘米 到无限远。下面笔者就介绍一下俄罗斯历史上生产的一些鱼眼镜头。图1 祖达克-10镜头结构图图1祖达克10镜头结构图长焦定焦镜头价格都在几万元,而一只定焦的超广角镜头的价格也将超过万元。而在这两端,俄罗斯生产的众多老镜头,则性价比很高,超长焦端俄罗斯生产了众多的折反镜头,价格只有一两千元。而在超广角端俄罗斯也有众多的好镜头。今天笔者就介绍一下俄罗斯超广角摄影镜头中的鱼眼镜头。 图文/田金良

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