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​如何选择适合VR拍摄的相机?

使用Entaniya Fisheye HAL镜头拍摄VR视频时,相机的选择上可以有好多的选择。
不是说能把镜头安装上去就意味着可以拍摄相同的VR影像,因为有些相机实际上并不适合VR拍摄,具体还是必须取决于相机的特性。
即便拍摄普通视频时获取的影像质量相近,但切换成拍摄VR的质量也有可能完全不同,因此拍摄VR时,必须选择适合拍摄VR拍摄的相机。

有些细节难以从相机的规格参数中判断出来,因此本篇文章将对如何选择适合VR拍摄的相机进行个人的几个要点说明建议。
前提条件是相机可以以4K或更高分辨率进行拍摄
目前说来,虽然说VR视频普遍分辨率都要求8K(7640 x 3820),但由于设备和基础设施方面的问题,目前8K是一个理想值,而不是绝对分辨率。
实际上,如果VR视频的分辨率在4K(3840 x 1920)或4K以上,基本可以满足一大部分需求,但4K基本时底线。
作为VR视频,视频所需的分辨率要达到4K或更高,因此使用Entaniya镜头的相机如果时单镜头VR拍摄,那么相机需要具备4K或更高分辨率拍摄的能力。
●选择可以拍摄4K或以上的相机。
16:9宽高比限制
16:9水平放置可实现最大分辨率

普通摄像机视频的标准纵横比基本都为16:9;因此,如果是4K,则分辨率基本上是3840 x 2160;许多相机最高分辨率基本也就到此为止了。
实际上,宽高比固定为16:9,这对于VR视频拍摄是一个很大的限制,下面我将对此进行一些说明。

上图显示的时正常VR视频的宽高比,基本都是2:1,水平360度,垂直180度。
VR视频的关键是垂直180度的分辨率容易受到限制,这是因为CMOS普遍都是宽大于高,所以导致VR视频的分辨率基本都是由垂直180度范围内的分辨率决定。

如上图,如果使用180度鱼眼镜头拍摄,使用一个镜头就可以拍到拍摄顶部和底部,因此,理论上水平排列的两台摄像机就可以覆盖360度,则可以拍摄360部VR电影,但在实际上,如果正好是180°,根本没有重叠的部分可以供软件进行画面分析并拼接,因此顶底就容易出现黑点。
如上所述,相机拍摄出来的4K视频,分辨率基本都为3840 x 2160,因此垂直180度包含的分辨率是2160px,使用这样的视频素材制作2:1 格式的VR视频内容,得到的VR视频分辨率则为4320 x 2160,这是16:9 4K视频可以输出的最大分辨率的VR视频。
事实上,由于拼接需要重叠部分的需要,因此必须确保至少200°左右的垂直视角,因此在实际操作中,我认为4100 x 2050左右是一个真实的最大值。
通过使用多相机或垂直使用传感器来获得分辨率

使用拍摄4K的相机想要获得分辨率高于4320 x 2160的VR视频时,请使用成像角度小,多镜头排列的方式进行拍摄,又或者将相机竖起来用,当然同样也需要增加相机数量,这时候增加相机数量是逃不掉的,成本只能加大了。
例如,如果使用垂直视角为90°的镜头,则垂直堆叠两层的话理论上可以获得180°,换句话说,就是要在180度范围内包含4320px(是2160px的两倍),在这种情况下,VR视频的理论最大分辨率可以达到8640 x 4320,但实际上获得的分辨率要比这低得多,因为需要去除因为拼接需求而重叠的部分。
对于使用多相机的方案,理论上分辨率可以无上限提升,只要增加相机数量就能实现,但是在当前的拼接技术和播放技术等多方面技术的限制下,一般最大只能到达12K。
另外,如果垂直使用16:9传感器,则垂直最多可达到3840px,因此,如果垂直和垂直排列摄像机,则VR视频的最大分辨率可以达到7680 x 3840。但是,如果竖着使用相机的话,水平视角就需要多台相机,此时如果拍摄动态的画面,移动的物体就会在不同的相机画面中穿梭,拼缝问题会让你很崩溃。
这两种方法实际上都比较使用小型运动相机(例如GoPro)拍摄的,但不幸的是,高分辨率并不意味着高图像质量。
无论像素数有多高,带有小传感器的照相机的图像质量都会受到限制,除非使用带有大传感器的相机,否则无法拍摄精美而高质量的视频,这可能是一堵永远无法超越的墙,即使同为4K画面,视频质量也可能差之千里。
如果仅考虑图像质量,则传感器和镜头的尺寸都需要扩大。但如果使用小的传感器和小的镜头,那么只能牺牲图像质量。
因此,要获得高质量的图像,尽量使用带有大传感器的相机,但是大传感器的相机自然会需要大的机身和大的镜头,价格自然不菲,所以具体还是需要看使用场景和对画面质量的要求。
使用16:9宽高比拍摄4K视频的摄像机拍摄VR视频时,用2个背靠背的方式最大可以获得4000 x 2000分辨率,而如果垂直使用三台相机的话,最大分辨率可以达到5000 x 2500。

在16:9模式下估计的最大分辨率
●两台相机水平背对背:4000×2000
●三台相机垂直使用:5000×2500
纵横比可选的相机适用于VR
目前有很多的相机可以以16:9以外的纵横比进行拍摄,例如,松下S1H和GH5等就可以在变形模式下以4:3模式拍摄,这样可以有效提高CMOS的利用率,对于画面分辨率的提升有很大帮助。
由于从2160 px的垂直分辨率的约束中得到释放,能够在4:3的模式下拍摄,因此可以使用更大像圈的镜头来增加180度范围内包含的像素数,从而直接获得更高分辨率的VR视频。以GH5为例,在Panasonic GH5高分辨率变形模式下拍摄时,可以以4992×3744的分辨率拍摄,那么最终成片的垂直方向分辨率可以达到3744,这样的话,只需要使用两台GH5并且是水平放置,理论上就可以获得7488 x 3744分辨率的VR视频,当然实际上会小一些,大概在6800 x 3400左右,即便如此,也大大减少了高画质高分辨率VR视频内容的制作难度
推荐相机:
●松下GH5
●松下S1H
●RED HELIUM
●RED MONSTRO
●SONY VENICE
●ARRI Alexa LF
使用Entaniya Fisheye HAL镜头时每个相机的最大分辨率如下。
● Panasonic GH5 + Entaniya Fisheye HAL250 3.6 (2台) 6300 x 3150
● Sony Venice + Entaniya Fisheye HAL250 6.0 (2台) 6200 x 3100
● RED HELIUM + Entaniya Fisheye HAL250 4.3 (2台) 7280 x 3640
● Panasonic GH5 + Entaniya Fisheye HAL200 (后群250 4.3) (3台) 9600 x 4800
● RED HELIUM + Entaniya Fisheye HAL250 6.0 (3台) 9800 x 4900

根据画面截取尺寸选择不同的模式和镜头

帧率和画面截取的关系
对于照片,传感器几乎可以充分使用,但是对于视频,由于帧频和分辨率,大多数相机会根据不同的模式来调整传感器的使用范围,也就是我们理解的画面截取的尺寸。
上图是索尼VENICE的不同裁剪尺寸,即便都是VENICE摄像机,传感器也是同一块,但是根据拍摄模式的不同,最终传感器的使用范围(裁切尺寸)也是不一样。
上述的现象就会导致,不同模式就会拍出不同的视野角度,常见的原因都是因为帧速率的不同而导致的。
视频拍摄时,相机会把拍摄画面逐行扫描输入到传感器的每一行,但是如果传感器的范围较大,则扫描时间将花费更多,这种情况下,扫描速度无法赶上诸如每秒60帧的高帧速率需求,此时,相机就会缩小传感器的输入范围,也就是裁剪画面尺寸,从而提高帧速率。
因此,以较高的帧频拍摄视频时,分辨率通常都会较低。
对于运动相机,由于传感器很小,因此即使以60 fps的速度也可以执行4K拍摄。
这就是为什么即使在使用相同类型传感器的相机,在较高帧速率拍摄时输出分辨率也会下降的原因。
对于全尺寸传感器,这个现象会变得更加明显,因此可以4K60 fps拍摄的相机非常有限。
据我所知,可以以4K60fps或更高的速度拍摄的相机如下。(如果您要购买工业相机,我认为还有更多。)

可以以4K 60fps或更高速度拍摄的相机示例
● RED MONSTRO 8K 60fps Fullsize
● RED HELIUM 8K 60fps Super35
● RED GEMINI 5K 60fps Super35
● RED DRAGON 6K 60fps Super35
● Panasonic GH5 60fps MicroFourThirds
● Panasonic GH5s 60fps MicroFourThirds
● ASTRODESIGN 8K 60fps Super35
● Panasonice S1 60fps Fullsize
● Panasonice S1R 60fps Fullsize
● Zcam E2 120fps MicroFourThirds

截取尺寸和分辨率的关系

另外,我们还必须考虑截取和分辨率之间的关系。上图是Entaniya Fisheye HAL250 6.0在Sony VENICE的6K 3:2和4K 6:5模式下所展现的像圈。
6K模式和4K模式之间的裁切大小差异很大,要想使VR视频的分辨率尽可能高,很多人可能直接说:“好!以6K模式拍摄!”,但还是从上图的情况可以了解到,这两个模式下拍摄获得的最终VR视频分辨率将完全一致。
为什么会这样呢?
从图中的250度线看,周长在6K时处于裁剪范围内,但在4K模式下顶部和底部会被切除。但查看180度线时,6K和4K完全一致,正如前文提到,VR视频分辨率是由垂直方向分辨率决定的,虽说VENICE的最大分辨率为6084×4032,但在6K模式或4K模式下,包含在180度线中的像素数完全一致,因此最终制作的VR视频分辨率也会完全一致。

裁剪尺寸随着制造商和相机的不同而不同

传感器的裁剪尺寸也会因相机制造商和设备的不同而不同
例如,Panasonic GH4和Panasonic GH5,虽然传感器尺寸相同,但是在4:3变形模式下查看裁切尺寸时,会有很大的不同。
裁剪尺寸的差异意味着视野角度的变化,适合的镜头也可能会不一样,因此并不能因为两个相机的传感器一致就适合同一个镜头。
大尺寸传感器相机要特别注意裁剪尺寸

在使用大尺寸传感器相机(例如全尺寸相机)的时候,花剑裁剪可能会十分大胆,因此如果不实际拍摄是很难确定哪个镜头更加适合该相机进行VR拍摄。
例如,Sony a7和更高型号a9裁剪尺寸大概约处于全画幅和Super35的中间位置,裁剪的画面既不属于全画幅也不是Super35画幅,因此镜头选择比较麻烦。

启用图像稳定后,裁剪尺寸变小
启用图像稳定后,裁切尺寸也会发生改变,由于需要给相机抖动校正提供充分的余量,因而周边的画面会在传感器内部被裁剪,所以安装Entaniya镜头进行VR拍摄请确保在VR拍摄过程中时,如果要获得足够的视野角度,建议禁用图像稳定功能。

多角度相机
使用多视角系统的相机的优点是即使改变模式或分辨率也不会改变裁剪尺寸,其优点是不必根据模式的不同而使用不同的镜头,Panasonic GH5的裁剪尺寸在6K / 30p模式或4K / 60p模式下完全一致,因此非常适合搭配Entaniya Fisheye HAL250 MFT 3.6进行360°VR视频拍摄。

适用于VR的低通无滤镜相机
清晰的图像在VR上看起来更好
视频1:youtu.be/Wbxev4LS09g
视频2:youtu.be/pHbuZ5zMOko
上面的视频是相同的视频,但是锐度不同,个人认为锐度高点的看上去更加舒服一些,VR视频有个明显特征是锐度越高画面看上去更舒服。

低通滤波片会影响图像的清晰度
低通滤镜是安装在图像传感器前面的滤镜,以防止产生波纹。低通滤波片的缺点是模糊图像以防止出现波纹,因此会压缩细节并损害分辨率。
尤其是在拍摄需要展现远景等细节的场景时,显然,没有低通滤镜的相机看起来更清晰,因此在拍摄VR电影时,低通无滤镜相机更适合VR。
低通无滤镜相机的示例
●索尼a7RM2 / RM3
●松下GH5
目前,索尼和松下率先使用无反光镜相机支持4K视频,接下来,其他相机制造商(如尼康,宾得,富士等)也将支持跟进,肯定有更多适合搭配Entaniya超广角鱼眼镜头进行VR拍摄的相机出现。

暗处和近景,低锐度依然优秀
使用大像素间距CMOS的相机一般都会配有低通滤镜,例如,索尼a7SM1 / a7SM2就是其中的典型例子,虽然同为a7系列,但画面要比a7R系列柔和得多,很难说它比较适用于白天在户外拍摄,但是,如果用于暗处拍摄,大尺寸传感器的优势就体现出来了,即使清晰度不高,画面依旧看上去不会那么糟糕,画面的低噪和柔和度,会让人感到很舒适。
另外,在拍摄特写的时候,例如在室内拍摄人物,如果锐度太高,图像反而看起来会很脏。事实上,很多地方都适合用到低通滤镜,这同样会使画面显得更加的干净和安静,所以如果要在黑暗的地方或室内拍摄时,可能不必担心是否存在低通滤波片。

锐化过采样
如果查看相机的视频规格参数时,会发现有一些相机会“过采样”的功能,可以得到更高的图像质量,索尼的a7RM2 / M3就是是典型的机型,但过采样本质上是拍摄大张照片然后进行压缩,使得像素密度更高的方法,因此过采样这种方法是有一定效果的。
对于Sony的a7RM2 / M3,过采样在画幅模式和Super 35模式下均有效,但在Super 35模式下拍摄比在全画幅模式下拍摄效果更好,因此Super 35模式下拍摄的图像质量会更好。
同样,在正常4K模式下拍摄时,索尼a6500不会过采样,在Super35模式下才会进行过采样,,因此在Super35模式下拍摄可以提高图像质量。
因此,建议集中模式都尝试拍摄一下,选择自己画质比较好的模式进行拍摄。

摄像机数量
对于全景照片,可以通过很多方法(例如,使用远摄镜头进行多行拍摄)来提高图像分辨率,但是对于VR视频,要有效提高分辨率的方法只有增加摄像机数量。(不改变相机为前提)
如果是小机身的运动相机,增加数量还是比较容易实现的,但是对于具有大尺寸传感器的摄像机(例如无反光镜摄像机),就不得不考虑视距带来的拼缝等问题。少于三台摄像机可能勉强还算显示,但如果超过4台,则拼缝问题会变得复杂,迅速增加了工作难度。

VR友好型相机列表
尽管我写了诸多分辨适合VR拍摄的相机要点,但最终还是可以根据应用情况与场景,这与普通视频相同是一个道理,要想让一台设备适合所有场景基本是不可能的。
最后我想分享一下我的个人建议:

高分辨率/白天/户外
●专业的VR一体摄像机
航空摄影/运动
●面向综合消费者的VR摄像机
高分辨率/高图像质量/白天
●松下GH5(HAL250 3.6)
●RED HELIUM(HAL250 4.3)
●RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
高分辨率/高画质/室内
●RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
●Sony VENICE(HAL250 6.0)
高画质/白天
●索尼a7RM2 / M3(HAL250 3.6)
●松下GH5(HAL250 3.6)
高画质/室内
●RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
●Sony VENICE(HAL250 6.0)
●索尼a7SM2(HAL250 6.0)
●松下GH5s(HAL250 3.6)
高画质/暗处
●RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
●Sony VENICE(HAL250 6.0)
●索尼a7SM2(HAL250 6.0)
●松下GH5s(HAL250 3.6)
如果我们忽略相机的价格,索尼的VENICE我认为是非常适合VR拍摄的,虽然帧速率限制为30fps,但是图像质量和分辨率的总体平衡非常好。

以上就是VR摄影机选择的一些要点的摘要,希望对大家有用。

 

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