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| 本文作者： 奕欣 | 2016-12-07 17:28 |
早在今年 4 月份，F(xiàn)acebook 就推出 Surround 360 全景 VR 相機，在 7 月對外開放源代碼，并提供了全景相機的組裝手冊。Facebook 多次向公眾表示，他們不會將這款產(chǎn)品用于市場銷售，而計劃面向開發(fā)者。
SIGGRAPH Asia 2016 來到了第三天，今天又有一位重磅嘉賓來到了現(xiàn)場，F(xiàn)acebook VR 總監(jiān) Brian Cabral 發(fā)表了名為《VR Capture：Designing and Building an Open source 3D-360 Video Camera》（如何設計和制作一個開源的 3D 360 度視頻相機）的主題演講。
在演講的開始，Cabral 提到了他回家度假時，給父親體驗了十分鐘的 Sansumg Gear。「這是一次特別的體驗，」Cabral 表示，「我第一次發(fā)現(xiàn)，原來父親能夠通過這樣的一個設備接觸到我的工作，并開始以一種新的方式理解。」
數(shù)千年來，人們都是通過介質進行信息傳遞，與另一個人進行交流。Cabral 列舉了一條時間線，上面列出了從遠古時代到近代人們交流的主要方式。
從在粘土上刻字燒鑄到發(fā)明紙張，從電報電話電視到如今的互聯(lián)網(wǎng)時代，人們都傾向于將表達可感知化（文字、語音、視頻）。
而隨著技術的發(fā)展，信息傳遞的速度也越來越快，在 4000 年前，蘇美爾人用印章刻下記號，速度只能達到 4E－06 bs／s，但到了 Streaming 全景視頻的時候，傳速的速度已經(jīng)變成了 20m／s。
因此，F(xiàn)acebook 致力做 VR 相機，也是希望能通過這樣的一種新的介質改變交流的方式，「3D 全景相機可以讓你采用一種新的分享方式，而這也是我們的目的。」
在一年前，F(xiàn)acebook 開源了 3D 全景相機的設計，在過去九個月里，公司也設計和制造了這一相機，并公布了規(guī)范與代碼。Cabral 表示，雖然時間并不長，但他們在相機的設計上花了很大功夫。
他們在六個維度上進行了考量。
首先是計算機視覺。不同角度拍攝的圖片在拼接時如何能夠無縫拼接？怎樣在捕捉素材圖片的局部特征點？全景圖的視線離不開計算機視覺的幫助，Cabral 認為，它可以稱得上是一切技術的基礎，
其次是 CMOS 傳感器。目前大多數(shù)數(shù)碼單反相機都采用的是這一傳感器，因為其結構相對簡單，另外成本比起 CCD 而言也低。Cabral 舉了個例子，背照式 CMOS。這種傳感器的原理在于通過向沒有布線層的一面照射光線，以避免線路和晶體管的阻擋。因此光線的開口率就能得到提高，即使是小的影像傳感器，也可以擁有高感光度和高靈敏度。
Cabral 提到的第三點是色彩學。在 Cabral 眼中，這是一項非常「復雜」的科學，對顏色的研究甚至還能引申到知覺和心理精神層面。「因此，人類花了 67 年的時間殫精竭慮地進行研究，希望將照相機拍攝下來的顏色以一種人們感到舒適和喜歡的方式呈現(xiàn)。」
接下來是攝影測量法（photogrammetry），指的是研究利用攝影手段獲得被測物體的圖像信息，通過幾何或物理手段進行分析。
除此之外還有光學，在過去的十年二十年里，研究人員也開始對光學進行更加深入的研究。對于 VR 相機而言，如何控制光線進入鏡頭的方向和方式具有重要意義。
最后一點就是計算機圖形了。SIGGRAPH 就是典型的一個計算機圖形界的大會，如果沒有它的存在，也不會有今天的分享會議了。（嗯，的確是這樣的。）
總結了制造 VR 全景相機所需要考慮的各種因素后，Cabral 分享了他們如何從零開始制作相機的全過程。
首先，他們的定位非常明確：這必須是一款高質量的 3D 全景視頻，并不是一款旨在普及大眾的消費娛樂級的產(chǎn)品；其次產(chǎn)品需要非常可靠和耐用，Cabral 認為需要有一個堅固的外殼，避免碰碎；再者，所謂的 360 度不能只是一個水平面上，而應該是包括頂部和底部的球狀；此外，F(xiàn)acebook 決定將這款設備進行開源，讓開發(fā)者們擁有更多的空間；最后一點則是端到端的傳輸，主要是為了保障鏈路建立后數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
綜合起來就是如下五點：
高質量的 360 度視頻；
可靠堅固；
球形取景；
開源；
端到端系統(tǒng)。
簡單概括下來，就是要做一款立體的 3D 全景相機。
而根據(jù)以上幾個因素，最終 Cabric 提供了一個五維的設計標準，包括了像素、深度分辨率、傳感器分辨率、視場及攝像重疊。
一開始，團隊打算采用的是六個小的魚眼攝像頭，也就是盡可能壓縮相機的大小，也考慮過 28 個相機的方案；但最終在權衡拍攝范圍和相機便攜度后，最終選擇了 14 個偏大的攝像機方案，采用廣角鏡頭，能在較高分辨率和成本上達到平衡。
Cabric 展示了他們設計的一系列 demo 照片，各式各樣的樣機拼裝琳瑯滿目。
隨后，他展示示了一段視頻，F(xiàn)acebook 工程師在參照宜家同款設計書后，花了數(shù)小時從零組裝出了一臺 Surround 360。
但 Cabric 說，搞定了硬件后，真正（需要工程師們發(fā)揮才干和智慧）的地方才剛剛開始。「硬件是『相對容易』的部分」，雖然目前已經(jīng)在 GitHub 上開放了代碼，但 Cabric 表示，更多的嘗試依然取決于工程師們。
在會后，雷鋒網(wǎng)向 Cabric 了解目前產(chǎn)品研究的進展，他表示目前還不會另外設計一款專業(yè)級的成型版全景視頻相機，「在 Facebook 買下 Oculus 的時候，其實我們都知道開源全景相機是必然趨勢，但目前我們還沒有這樣的想法。在下個月我們會繼續(xù)優(yōu)化代碼，并開放更多的細節(jié)，讓更多的用戶能夠獲得和別人分享傳遞信息的快樂。」
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