一种3d摄影及合成方法

一种3d摄影及合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种3D摄影及合成方法，具体是把相机安装在数控云台上，数控云台通过轨道快接座安装在数控滑轨上；拍摄时，相机由数控滑轨带动自左向右平移，同时数控云台逆时针旋转，平移的间隔距离相等，旋转的间隔角度相等,每个不同的位置拍摄一张照片。相机拍摄的系列照片按顺序保存在一个文件夹内，拍完后按屏排列好，用计算机或手机生成3D立体照片或视频文件。该数控云台和数控滑轨电控成本低，配以低成本消费级别的卡片数码相机或者单反数码相机，生成立体照片和视频，可以应用在红蓝双色、相机式、光栅式、裸眼3D等显示设备上实现立体效果；其生成的立体效果、景深度、出屏度都可以人为控制，本发明使用方便简单，成本低，效果好。
【专利说明】
一种3D摄影及合成方法
技术领域
[0001]本发明涉及3D照片拍摄领域，具体是一种3D摄影及合成方法。
【背景技术】
[0002]一只眼是怎么知道深度关系呢？是通过以下方法判断的:①遮挡:告诉你那个物体在前面，那个物体在后面；②透视:距离你近的物体会大些，距离远的物体会小些；③动作:距离你近的物体运动的会快些，距离远的物体运动会慢些；④阴影:一个物体在另外一个物体上投射阴影，来制造相互关系；⑤细节:距离近的物体能看到的细节要精细些，距离远的物体细节就模糊些；
两只眼镜，能更好的接收深度信息:由于两只眼睛之间有5-7cm的距离，两只眼睛接收的图像不一样，叫“双眼像差”。人的大脑就会判断出物体的远近关系。两只眼睛能帮助人更好的分辨深度。人眼能根据焦平面的物体在大脑内重合到一起成像。观察不同的物体，视线焦点也会随着变化。如果双眼同时望向无限远方，视线会没有焦点。有时双眼同时向外扩散，就是扩大了视角范围。
[0003]双眼聚焦的点叫“焦点”，焦点与双眼垂直的平面就是焦平面。焦点与眼之间是负视差，焦点到离开眼的方向是正视差，正视差这边的物体会沿着正方向，向两边平移；负视差这边的物体会沿着反方向，向两边平移。正视差、负视差是做立体技术的基础。
[0004]用两台摄像机给物体拍照，会产生与人眼一样的效果，距离近的与距离远的，产生正负视差，中间的物体在视线的交汇点上所有景深成像的范围称为景深区间，当缩小景深区间时，景深前面的物体和景深后面的物体就会向中间靠近。景深区间的大小，是由两台摄像机之间的距离决定的。这个距离就是摄像机的“轴间距”，调整景深交汇点(焦平面)，让物体处于在正空间还是负空间，正空间就是让物体深陷屏幕之内，负空间就是让物体跳跃在屏幕之外。视差控制对观众来说观看最舒服的最大视差和最小视差的区间范围合理的视差范围以屏幕长度的百分比来衡量的。正视差最大视差不能超过外斜眼的最大范围，只有屏幕宽度的3%，负视差最大可以到屏幕宽度的5%。如果屏幕的宽度为900厘米，人的两眼距离为6厘米，人眼与屏幕的比值=0.0066=0.66%，正视差如果超过这个比值，就会感觉到外斜眼。正视差的空间就会大一些，比如设置成2.0%，那么视差的控制范围就是2.66%。
[0005]申请号为201510242999.5的发明，采用的是直线滑轨+相机+移轴镜头的方式。因为采用移轴镜头的结构，能拍出艺术效果的照片，这种技术存在的缺陷:镜头的成本比较高，机身重，拍摄技术要求高，调整相机镜头的时间长。如果拍摄100张间隔Icm的序列照片，难以保证所有照片的上下取景像素差在I像素内，且各张照片的焦平面也难以保证互相平行。用这种序列照片生成影片，会产生跳动、扭动现象。这种技术很难实现小型化，例如用手机摄像机拍摄立体照片和视频。
[0006]还有一种技术是把两台相机一左一右，间距为5-8cm的间距，同时拍摄出左右两幅图像。然后把左图、右图横向挤压为原来的50%，再合并为左右格式的一个图像。这个左右格式的图像在3D显示设备经过转换，呈现在显示屏幕上，再通过佩戴光栅眼睛等方式，让左图进入左眼、右图进入右眼。在人的大脑中呈现为立体图像。特点是直接拍摄即可实现真实3D立体；缺点是间距不能调整，如:索尼TD30E便携式相机，由于两个镜头间距固定，拍摄出来的3D立体照片景深是固定的，当场景变化时不能调整镜头间距以适应变化。因为只有左右2幅图片，立体效果没有3-9幅图的好。变间距的一般都是电影拍摄的专业设备，拍摄成本高，后期制作成本高，只适合商业电影。

【发明内容】

[0007]本发明的目的在于提供一种3D摄影及合成方法，可以使用普通相机简单安装完成摄影功能，通过对被拍摄物拍摄连续的序列照片合成3D效果，制成3D影像，本发明使用方便，成本低，效果好。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种3D摄影方法，用于拍摄的装置包括相机、相机快接座、数控云台、轨道快接座、数控滑轨和数控器，所述相机通过相机快接座安装在数控云台上，数控云台再通过轨道快接座安装在数控滑轨上；所述数控云台、数控滑轨和相机由数控器控制；拍摄时，放置好被拍摄物，相机由数控滑轨带动自左向右平移，同时数控云台逆时针旋转，平移的间隔距离相等，旋转的间隔角度相等，每个位置由数控器控制拍摄一张照片；照片拍完保存在同一个文件夹，须按顺序编号，照片编号从相机开始位置为I号照片，第二个位置为2号照片，第三个位置为3号照片，第四个位置为4号照片，第五个位置为5号照片，以此类推直到最后一张η号照片。
[0009]作为本发明再进一步的方案:所述数控滑轨为直线数控滑轨、弧线形数控滑轨或圆形数控滑轨。
[0010]作为本发明再进一步的方案:所述相机为卡片相机、单反相机或手机中的相机。
[0011]作为本发明再进一步的方案:旋转的间隔角度计算方法:起点与焦点连线，终点与焦点连线，两线在焦点上的夹角α，α除以移动的次数，得到的角度就是每次旋转的间隔角度β。
[0012]作为本发明进一步的方案:将拍好的照片进行裁切，裁切照片时，应保持焦平面一致，所有照片裁切的宽度、高度、像素大小都要一致；然后将照片排列成I行2列或2行I列或2行2列或3行3列任一种格式，按从左到右从上到下的顺序排列；从序列照片中提取顺序:1、2、3、……、η按顺序提取，或者1、3、5、……、η间隔2个提取I个，或者1、4、7、……、η间隔3个提取I个，以此类推，具体排列位置如下:
1)I行2列排列方式:上为第一个位置，下为第二个位置，2张为一屏；
2)2行I列排列方式:左为第一个位置，右为第二个位置，2张为一屏；
3)2行2列排列方式:左上为第一个位置；右上为第二个位置；第一个位置的下方为第三个位置；第二个位置的下方为第四个位置；排列成2张为一屏、3张为一屏或4张为一屏，根据显示器的播放器和立体舒适度任意选择每屏张数，但是每屏张数必须相同；
4)3行3列排列方式:左上为第一个位置；中间为第二个位置；右上为第三个位置；第一个位置的下方为第四个位置；第二个位置的下方为第五个位置；第三个位置下方为第六个位置；第四个位置下方为第七个位置；第五个位置下方为第八个位置；第六个位置下方为第九个位置；排列成2张为一屏、3张为一屏、4张为一屏、5张为一屏、6张为一屏、7张为一屏、8张为一屏或9张为一屏，根据显示器的播放器任意选择每屏张数，但是每屏张数必须相同。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
本发明应用范围广，成本低，可以用各种能够拍摄的数码相机或手机中的相机进行拍摄，然后用PC软件、APP软件或1s软件生成立体3D照片或影片，在各种3D立体显示器:3D立体投影机、3D立体手机、3D立体平板电脑上播放3D立体效果的照片和影片，制做简单，使用方便、快捷。
【附图说明】
[0014]图1为一种3D摄影装置的结构示意图。
[0015]图2为一种3D摄影方法的结构示意图。
[0016]图3为一种3D拍摄装置的数控云台和数控滑轨的控制器界面示意图。
[0017]图中:1-相机，2-相机快接座，3-数控云台，4-轨道快接座，5-数控滑轨，6_焦点，7-被拍摄物，A-相机第一个拍摄位置，B-相机第二个拍摄位置，η-拍摄照片的数量，N-相机第η个拍摄位置，H-相机第一个拍摄位置和第二个拍摄位置的距离，也是每个拍摄位置之间的距离。α-第一个拍摄位置到第η个拍摄位置的夹角，β-第一个拍摄位置和第二个拍摄位置的夹角，也是每个拍摄位置旋转的间隔角度。
【具体实施方式】
[0018]下面结合【具体实施方式】对本发明专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0019]请参阅图1-3，一种3D摄影及合成方法，一种3D摄影方法，用于拍摄的装置包括相机1、相机快接座2、数控云台3、轨道快接座4、数控滑轨5和控制器，所述相机11通过相机快接座2安装在数控云台3上，数控云台3再通过轨道快接座4安装在数控滑轨5上；所述数控云台3、数控滑轨5和相机I由数控器控制；拍摄时，放置好被拍摄物7，相机I由数控器控制沿数控滑轨5自左向右平移，同时相机I逆时针旋转，平移的间隔距离为H，旋转的间隔角度为β，每个位置拍摄一张照片。旋转的间隔角度计算方法:起点与焦点连线，终点与焦点连线，两线在焦点上的夹角α，α除以移动的次数，得到的角度就是每次的旋转的间隔角度β ;照片拍完保存在同一个文件夹，须按顺序编号，照片编号从相机I开始位置计算:第一个位置A为I号照片，第二个位置B为2号照片，第三个位置为3号照片，以此类推直到最后一个位置N ;所述数控滑轨5可以是直线数控滑轨、弧线形数控滑轨或圆形数控滑轨；所述相机I可以是卡片相机、单反相机或手机中的相机。将拍好的照片进行裁切，裁切照片时，应保持焦平面一致，所有照片裁切的宽度、高度、像素大小都要一致；然后将照片排列成I行2列或2行I列或2行2列或3行3列任一种格式，按从左到右从上到下的顺序排列。从序列照片中提取顺序，可以是1、2、3、……、η按顺序提取，或者1、3、5、……、η间隔2个提取I个，或者1、4、7、……、η间隔3个提取I个，以此类推，间隔个数，以立体效果最佳最舒适为最佳方法。具体位置如下:
I) I行2列排列方式:上为第一个位置，下为第二个位置。2张为一屏。
[0020]2)2行I列排列方式:左为第一个位置，右为第二个位置。2张为一屏。
[0021]3)2行2列排列方式:左上为第一个位置；右上为第二个位置；第一个位置的下方为第三个位置；第二个位置的下方为第四个位置。可以排列成2张为一屏、3张为一屏或4张为一屏。根据显示器的播放器和立体舒适度任意选择每屏张数，但是必须每屏张数相同。
[0022]4) 3行3列排列方式:左上为第一个位置；中间为第二个位置；右上为第三个位置；第一个位置的下方为第四个位置；第二个位置的下方为第五个位置；第三个位置下方为第六个位置；第四个位置下方为第七个位置；第五个位置下方为第八个位置；第六个位置下方为第九个位置。可以排列成2张为一屏、3张为一屏、4张为一屏、5张为一屏、6张为一屏、7张为一屏、8张为一屏或9张为一屏。根据显示器的播放器和立体舒适度任意选择每屏张数，但是必须每屏张数相同。
[0023]第一屏排满，再排第二屏，直到最后排完所有需处理照片；进入计算机或手机自动合成3D立体照片或视频。
[0024]对于本领域技术人员而言，显然本不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0025]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种3D摄影方法，其特征在于，用于拍摄的装置包括相机、相机快接座、数控云台、轨道快接座、数控滑轨和数控器，所述相机通过相机快接座安装在数控云台上，数控云台再通过轨道快接座安装在数控滑轨上；所述数控云台、数控滑轨和相机由数控器控制；拍摄时，放置好被拍摄物，相机由数控滑轨带动自左向右平移，同时数控云台逆时针旋转，平移的间隔距离H相等，旋转的间隔角度β相等，每个位置由数控器控制拍摄一张照片；照片拍完保存在同一个文件夹，按顺序编号，照片编号从相机开始位置为I号照片，第二个位置为2号照片，第三个位置为3号照片，第四个位置为4号照片，第五个位置为5号照片，以此类推直到最后一张η号照片。2.根据权利要求1所述的一种3D摄影方法，其特征在于，所述数控滑轨为直线数控滑轨、弧线形数控滑轨或圆形数控滑轨。3.根据权利要求1所述的一种3D摄影方法，其特征在于，所述相机为卡片相机、单反相机或手机中的相机。4.根据权利要求1所述的一种3D摄影方法，其特征在于，旋转的间隔角度计算方法:起点与焦点连线，终点与焦点连线，两线在焦点上的夹角α，α除以移动的次数，得到的角度就是每次旋转的间隔角度β。5.一种3D合成方法，其特征在于，将拍好的照片进行裁切，裁切照片时，应保持焦平面一致，所有照片裁切的宽度、高度、像素大小都要一致；然后将照片排列成I行2列或2行I列或2行2列或3行3列任一种格式，按从左到右从上到下的顺序排列；从序列照片中提取顺序:1、2、3、……、η按顺序提取，或者1、3、5、……、η间隔2个提取I个，或者1、4、.7、……、η间隔3个提取I个，以此类推；具体排列位置如下: 1)I行2列排列方式:上为第一个位置，下为第二个位置，2张为一屏； 2)2行I列排列方式:左为第一个位置，右为第二个位置，2张为一屏； 3)2行2列排列方式:左上为第一个位置；右上为第二个位置；第一个位置的下方为第三个位置；第二个位置的下方为第四个位置；排列成2张为一屏、3张为一屏或4张为一屏，根据显示器的播放器任意选择每屏张数，但是每屏张数必须相同； 4)3行3列排列方式:左上为第一个位置；中间为第二个位置；右上为第三个位置；第一个位置的下方为第四个位置；第二个位置的下方为第五个位置；第三个位置下方为第六个位置；第四个位置下方为第七个位置；第五个位置下方为第八个位置；第六个位置下方为第九个位置；排列成2张为一屏、3张为一屏、4张为一屏、5张为一屏、6张为一屏、7张为一屏、8张为一屏或9张为一屏，根据显示器的播放器任意选择每屏张数，但是每屏张数必须相同。
【文档编号】G03B35/02GK105842976SQ201610016292
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】张松山
【申请人】张松山