Сферическая камера

Панорамный контент с обзором 360 градусов становится популярней и доступней с каждым днём. Много лет назад, для реализации подобного эффекта присутствия, требовалось специализированное оборудование и программное обеспечение, сшивающее фотографии в единую VR-сцену. Интересно было путешествовать по улицам далёких городов в разных странах мира по гугл-картам в режиме панорама. Со временем, появились портативные устройства для съёмки фото и видео с обзором 360 градусов, а сейчас существует уже множество продуктовых линеек таких камер как для персонального домашнего применения, так и для корпоративного профессионального использования.
Эти VR-камеры снабжаются двумя оппозитными объективами с углом обзора чуть больше 180 градусов. Затем обе полусферы объединяются программно в единую сцену 360 градусов, с использованием алгоритмов бесшовной склейки границ, и компенсации полюсов (вырезается сама камера, если стоит на штативе, например).
С поддержкой ютубом этого формата просмотра видео, популярность VR-контента стала ещё больше. В браузерной версии, менять положение панорамы можно мышью. В мобильных устройствах с гироскопом, это происходит автоматически при изменении положения самого устройства. А в VR-очках, обеспечивается максимальный эффект присутствия за счет обзора панорамы поворотом головы.
Если в личных целях подобный контент используется в большинстве случаев как развлечение: путешествия, прыжки с парашютом, спортивные трюки и прочее, то бизнес-задачи имеют совсем другой вектор.

VR-презентация стала незаменимым инструментом в таких областях как:

• Недвижимость. Никакие фото и видео записи не позволят удалённо презентовать какой-либо объект недвижимости изнутри так, как это сделает экскурсия с обзором 360 градусов. Не нужно жать на паузу видеозаписи или бесконечно пролистывать фото в поисках нужного фрагмента надеваем очки и рассматриваем все детали в привычном формате.
• Автомобили. VR-съёмка интерьера авто бесценна не только для автосалонов, предлагающих новые модели для продажи. Рынок подержанных автомобилей также с охотой использует данную технологию. Одной ёмкой фотографией можно показать и комплектацию, и состояние салона, и все изъяны, появившиеся в процессе эксплуатации.
• Дизайн и проектирование. 3D-экскурсия по объекту строительства, или демонстрация нового дизайна помещения возможны при использовании технологии VR и дополненной реальности. Возможность показать заказчику варианты оборудования и дизайна помещения на стадии проектирования это несомненный плюс в работе многих компаний из области строительства и системной интеграции.

Для любительской съёмки линейка VR-камер Ricoh включает много разнообразных моделей (слева направо): Theta m15, Theta S, Theta SC, Theta SC2 и топовая модель Theta V. Профессиональная камера Ricoh Theta Z1 (крайняя справа) отличается от любительских моделей не только дизайном и ценой.

Характеристики Ricoh Theta Z1 из официальных источников

Реалистичные панорамные фото в разрешении 6720 x 3360 (почти 7К) с высокоточным сшиванием изображений

Два дюймовых КМОП-сенсора обеспечивают высокое качество проработки деталей даже в ночное время и в слабо освещённых помещениях

Использование нового высокотехнологичного объектива позволяет избегать бликов и оптических искажений

Разнообразные режимы для реализации различных сценариев. Настройка базовых приоритетов съёмки.

Реалистичная съёмка сферического видео с эффектом присутствия в формате 4K (3840 x 1920, 29.97 к/с)

Впервые в серии THETA возможно сохранение в формате RAW (DNG) (Одновременно с форматом JPEG).

Поддержка панорамных 4K-видеотрансляций с обзором 360 превосходного качества в реальном времени.

В камеру встроено 4 микрофона для независимой записи звука с 4 разных направлений во время съемки видео.

Корпус камеры изготовлен из магниевого сплава, что обеспечивает высокую прочность и надёжность в процессе эксплуатации.

Камера имеет компактные размеры и небольшую толщину, не смотря на полноразмерные сенсоры и беспрецедентную производительность.

Theta Z1 оснащена информативным дисплеем, отражающим состояние памяти, режим съёмки и уровень заряда батареи.

Бесплатное приложение RICOH THETA Stitcher представляет собой плагин для сшивания изображений RAW в Adobe Photoshop Lightroom Classic CC.

Опыт реального использования

Камера на тесты мне досталась от представителей Ricoh Россия. Это был период первых дней самоизоляции, и я загорелся сделать серию обзоров московских улиц в формате 360 градусов.
Первые дни я использовал камеру исключительно для видео, толком не изучив функционал. Установил на телефон приложение, подключился к камере и начал съёмку. Выяснил, что изначально запись формируется не в панорамном формате, а в 4K-ролике сохраняется две полусферы.



А вот сама магия сшивания двух кругов в сферическую панораму это заслуга программных алгоритмов. После склейки видео, при просмотре в обычном режиме, выглядит так:



У меня было 2 способа подготовки видео 360: приложение на телефоне и отдельная программа на ПК. Первые видео я конвертировал прямо на телефоне. Процесс был очень долгим, так как вычислительных мощностей телефона было не достаточно для быстрой обработки 4K-потока. Затем, я попробовал произвести процесс склейки исходника в сферу на мощном ПК. Помимо того, что скорость обработки кратно превышала аналогичный процесс на айфоне качество склейки стало гораздо лучше, чем на смартфоне. Я пожалел, что удалил исходники первых видео, и дальнейшую обработку 3D-видео делал исключительно на компе.

Так выглядит шов между двумя полусферами, снятыми передним и задним объективами, при обработке на смартфоне:



В результате явное задваивание контента в месте склейки, шов размыт и явно выражен. Такое качество может устроить разве что в случае, когда требуется быстро выложить контент на youtube прямо с телефона или сделать живую трансляцию.

Результат обработки программой для ПК выходит существенно качественней. Место установки камеры, после программной обработки, выглядит так:



То есть камера вырезается полностью без ущерба для целостности панорамы.
Вид справа:



Вид слева:



Шва не видно в принципе склейка идеальна. Но так бывает не всегда. Например, в солнечную погоду, когда экспозиция первого объектива отличается от второго можно видеть границу склейки:



С помощью камеры RICOH Theta Z1 я снял несколько десятков сферических видео, которые отразили уникальные кадры пустой Москвы.



Но, в процессе съёмки, я посмотрел ряд обзоров линейки камер ROCOH Theta и понял, что использую модель Z1 не по прямому назначению. Сферические видео модель Z1 снимает на уровне модели V, которая почти в 2 раза дешевле профессиональной камеры. А уникальным отличием камеры RICOH Theta Z1 является качество именно фотосъёмки. Беспрецедентно высокое качество, разрешение и детализация снимков модели Z1 выводят её на профессиональный уровень.

Ниже продублирую ссылку из оглавления статьи, на которой можно рассмотреть 5 сферических фотографий, выполненных камерой Theta Z1:

poly.google.com/view/fVvo9LJTWNB

Если внимательно присмотреться, на каждом снимке есть отсылка на Хабр)

Спасибо за внимание!