CN104880905B - 一种移轴立体摄影装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移轴立体摄影装置及方法。在相机沿着直线导轨运动的过程中，驱动模块能够控制安装在相机上的移轴镜头以与相机相对直线导轨移动的相反方向进行移动，从而保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变。根据本发明的移轴立体摄影装置及方法简单高效，进行构图时不牺牲相机的分辨率，拍摄画面平顺稳定，获得的立体图像无眩晕感，能降低移动拍摄的安全快门要求以及果冻效应的影响。

Description

一种移轴立体摄影装置及方法

技术领域

本发明涉及一种拍摄立体照片的方法，该方法可用于多视点裸眼立体照片的拍摄。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。

目前，裸眼立体照片的拍摄主要采用单镜头相机在滑轨上移动连拍的方式来实现，在此基础上发展了弧线滑轨、直线滑轨、旋转云台直线滑轨三种拍摄方式。

弧线滑轨的优点在于，被拍摄对象11的焦点处于弧线滑轨14的圆心处时，拍摄的序列图像可以不经过重新对位调整的过程直接合成立体照片输出，如图1a所示。不足之处有两点，其一，被拍摄对象11的焦点不处于圆心，即被拍摄对象11与弧线滑轨14的距离不等于弧线滑轨14的曲率半径时，序列图像仍然需要重新对位调整；其二，相机13在弧线滑轨14上运动时，其光轴12发生改变，透视关系也发生变化，因“近大远小”，视场中的被拍摄对象11在不同的序列图像中的大小和位置均有变化，除了产生立体感所需的水平视差外，还存在明显的旋转缩放，带来眩晕感，如图2所示。

旋转云台直线滑轨的优点在于，相机23在旋转云台直线滑轨24上移动的过程中，镜头可始终指向被拍摄物的焦点，对于不同距离的被拍摄对象11，能够做到序列图中心点统一，序列图像不需要对位调整，如图1b所示。不足之处在于，相机23在旋转云台直线滑轨24上运动时，其光轴发22生改变，透视关系也发生变化，视场中的被拍摄对象11在不同的序列图像中的大小和位置均有变化，与弧线滑轨相似，除了水平视差外，还存在明显的旋转缩放，带来眩晕感，如图2所示。

直线滑轨的优点在于，相机33在直线滑轨34上运动时，光轴32不发生改变，透视关系不变，如图3所示，视场中的被拍摄对象11在不同的序列图像中，除了水平视差外，不存在旋转缩放，立体照片观看舒适度高。不足之处有两点，其一，由于相机33的水平移动，被拍摄对象11逐渐移出视场，造成画面的缺失，如图4所示；其二，为了弥补缺失的画面，只能采用更广的镜头拍摄更大的视场来裁切对位序列图像，必然损失相机的分辨率。

因此，现有技术中需要一种能够解决上述问题的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提出一种高效、高清晰、无眩晕的拍摄装置及方法。

根据本发明的一个方面，提出一种移轴立体摄影装置，包括：直线导轨、滑块、相机、移轴镜头、传感器，以及驱动模块，其中，

滑块相对滑动地设置在直线导轨上；相机可拆卸地固定在滑块的上方，能够与滑块一起在直线导轨上移动；移轴镜头可拆卸地安装到相机上，能够在相机上相对移动；

传感器设置与直线导轨上或相机固定连接，用于检测相机在直线导轨上的当前位置与直线导轨上的预定位置之间的第一距离，并将第一距离传输至驱动模块；

驱动模块与直线导轨或所述相机固定连接，用于驱动相机沿直线导轨移动，并根据来自传感器的第一距离确定第二距离；驱动模块还用于控制移轴镜头以与相机移动的相反方向在相机上相对移动，直至移轴镜头的位置与相机上的预定位置之间的距离为第二距离；

其中，第二距离是为保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，移轴镜头从相机上的预定位置以与相机移动的相反方向在相机上相对移动后，移轴镜头在相机上的位置与相机上的预定位置之间的距离。

优选地，移轴镜头为广角移轴镜头。

优选地，直线导轨上的预定位置为直线导轨的中间位置；相机上的预定位置为相机的中间位置。

优选地，传感器与驱动模块固定地设置在一起，并设置在直线导轨上或设置在相机的下方。

优选地，驱动模块内设置有第一存储单元，用于存储第一距离与第二距离和第一距离的距离比值之间的映射关系；

根据来自传感器的第一距离确定第二距离具体为：根据第一距离以及第一存储单元中存储的所述映射关系，查询与第一距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

优选地，驱动模块上设置有输入装置，用于输入被拍摄对象的焦点到直线导轨的垂直距离；驱动模块内设置有第二存储单元，根据移轴镜头的类型以及垂直距离的不同，第二存储单元中存储有该垂直距离与该距离比值之间的映射关系；

根据来自传感器的第一距离确定第二距离具体为：根据移轴镜头的类型、输入到驱动模块中的垂直距离以及所述映射关系，查询与移轴镜头的类型和输入到驱动模块的垂直距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的另一个方面，提出一种移轴立体摄影方法，包括：

驱动相机在直线导轨上移动，并利用传感器检测相机当前位置相对于直线导轨上的预定位置之间的第一距离；

根据第一距离确定第二距离，控制移轴镜头以与相机移动的相反方向在相机上相对移动，使移轴镜头在相机上的位置与相机上的预定位置之间的距离为第二距离；其中，第二距离是为保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，移轴镜头从相机上的预定位置以与相机移动的相反方向在相机上相对移动后，移轴镜头在相机上的位置与相机上的预定位置之间的距离；

在第二位置对被拍摄对象进行拍摄。

优选地，移轴镜头为广角移轴镜头。

优选地，直线导轨上的预定位置为直线导轨的中间位置；相机上的预定位置为相机的中间位置。

优选地，传感器与驱动模块固定地设置在一起，并设置在直线导轨上或设置在相机的下方。

优选地，在驱动相机在直线导轨上移动之前，移轴立体摄影方法进一步包括：通过驱动模块调整相机在直线导轨上的位置，使相机偏离直线导轨上的预定位置，获取第一距离；通过驱动模块控制移轴镜头以与相机移动的相反方向移动，使被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，获取第二距离；确定与第一距离对应的第二距离与第一距离的距离比值，并将第一距离以及与其对应的距离比值之间的映射关系存储至驱动模块的第一存储单元内；

根据第一距离确定第二距离具体为：根据第一距离以及第一存储单元中存储的映射关系，查询与第一距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

优选地，在驱动相机在直线导轨上移动之前，移轴立体摄影方法进一步包括：

针对不同类型的移轴镜头，分别调整被拍摄对象的焦点到直线导轨的垂直距离；针对每一个垂直距离，分别获取第二距离与第一距离之间的距离比值；将移轴镜头的类型、垂直距离以及与其对应的距离比值之间的映射关系存储至驱动模块的第二存储单元内；通过输入装置将垂直距离输入到驱动模块中；

根据第一距离确定第二距离具体为：根据移轴镜头的类型、输入到驱动模块中的垂直距离以及上述映射关系，查询与移轴镜头和垂直距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的移轴立体摄影装置及方法，在相机沿着直线导轨运动的过程中，驱动模块能够控制安装在相机上的移轴镜头以与相机相对直线导轨移动的相反方向进行移动，从而保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变。根据本发明的移轴立体摄影装置及方法简单高效，进行构图时不牺牲相机的分辨率，拍摄画面平顺稳定，获得的立体图像无眩晕感，能降低移动拍摄的安全快门要求以及果冻效应的影响。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1a是现有技术中采用弧线滑轨拍摄方式进行立体拍摄的示意图；图1b是现有技术中采用旋转云台直线滑轨拍摄方式进行立体拍摄的示意图；

图2是采用弧线滑轨和旋转云台直线滑轨拍摄方式进行立体拍摄时相机在左中右位置的场景构图；

图3是现有技术中采用直线滑轨拍摄方式进行立体拍摄的示意图；

图4是现有技术中采用直线滑轨拍摄方式进行立体拍摄时相机在左中右位置的场景构图；

图5是采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄的示意图；

图6是采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄时相机在左中右位置的场景构图；

图7是采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄时直线滑轨、相机以及移轴镜头的相对移动示意图；

图8是根据本发明的移轴立体摄影方法流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

本发明的目的在于提出一种无需对获取的序列图像进行对位调整即可进行合成、且合成后的立体图像无眩晕感的移轴立体摄影装置及方法。

根据本发明的一个方面提出一种移轴立体摄影装置，以下结合图5-7对根据本发明的移轴立体摄影装置进行详细说明。

参见图5、7，根据本发明的移轴立体摄影装置包括：直线导轨45、滑块(图中未示出)、相机43、移轴镜头44、传感器(图中未示出)，以及驱动模块(图中未示出)。

直线导轨45直线导轨45上设置有能够相对直线导轨45滑动的滑块(图中未示出)，相机43可拆卸地固定在滑块(图中未示出)的上方。当滑块在直线导轨45上滑动时，能够带动相机43一起在直线导轨45上移动。由于相机43仅能通过滑块在本直线导轨45上移动，无法进行旋转，因此相机43在直线导轨45上移动的过程中，光轴42的方向不会发生变化，透视关系也不会发生变化，合成后的立体图像无眩晕感。

移轴镜头44可拆卸地安装到相机43上，且能够在相机43上相对移动。传统的直线滑轨拍摄方式中，在相机的移动过程中，被拍摄对象会逐渐移出视场，造成序列图像中画面的缺失，只能采用更广的镜头拍摄更大的视场来裁切对位序列图像，因此必然损失相机的分辨率。本发明中采用移轴镜头进行立体摄影，当相机43沿直线导轨45移动时，移轴镜头44以与相机43相对直线导轨45移动的相反方向相对相机43移动，因此也不会造成序列图像中画面的缺失。

传感器与直线导轨45或相机43固定连接，用于检测相机43在直线导轨45上的当前位置与直线导轨45上的预定位置之间的第一距离，并将第一距离传输至驱动模块。驱动模块与直线导轨45或相机43固定连接，用于驱动相机43在直线导轨45上相对移动，接收传感器传输的第一距离，并根据第一距离确定第二距离。驱动模块还用于，在确定第二距离后，控制移轴镜头44以与相机43移动的相反方向在相机43上相对移动，直至移轴镜头44的位置与相机43上的预定位置之间的距离为第二距离。其中，第二距离是为保证被拍摄对象11的焦点在相机43构图中的位置不变，移轴镜头44从相机43上的预定位置以与相机43移动的相反方向在相机43上相对移动后，移轴镜头44在相机43上的位置与相机43上的预定位置之间的距离。

优选地，直线导轨45上的预定位置为直线导轨45的中间位置，相机43上的预定位置为相机43的中间位置。

优选地，传感器与驱动模块固定地设置在一起，并设置在直线导轨45上或设置在相机43的下方。

本发明的实施例中，“A”“B”“O”均为拍摄对象，相机的焦点对准“O”。从图6可知，采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄时，一方面，视场中的被拍摄对象“A”“B”在不同序列图像中不存在明显的旋转缩放，不会带来眩晕感，另一方面，在相机的移动过程中，被拍摄对象“A”“B”不会逐渐移出视场，因此也不会造成序列图像中画面的缺失。

根据本发明的移轴立体摄影装置的优选的实施例，移轴镜头44为广角移轴镜头。在进行人物外景拍摄时，采用广角移轴镜头可以突出近景人物的立体感、压缩远景场景的立体感，制作出的光栅立体照片人物立体丰满、压缩景深后的场景十分清晰，能够解决外景拍摄时人物立体感与照片清晰度无法兼顾的难题。

根据本发明的移轴立体摄影装置的又一个优选实施例，驱动模块内设置有第一存储单元(图中未示出)，用于存储第一距离与第二距离和第一距离的距离比值之间的映射关系。驱动模块根据第一距离确定第二距离时，首先根据第一距离以及第一存储单元中存储的映射关系，查询与第一距离对应的距离比值；然后根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的移轴立体摄影装置的再一个优选实施例，驱动模块上设置有输入装置(图中未示出)，用于输入被拍摄对象11的焦点到直线导轨45的垂直距离；驱动模块内设置有第二存储单元(图中未示出)，用于存储被拍摄对象11的焦点到直线导轨45的垂直距离与第二距离和第一距离的比值之间的映射关系。驱动模块根据第一距离确定第二距离时，首先根据移轴镜头44的类型、被拍摄对象11的焦点到直线导轨45的垂直距离以及第二存储单元中存储的映射关系，查询与移轴镜头44的类型和输入到驱动模块的垂直距离对应的第二距离和第一距离的比值；然后根据第一距离与该比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的另一个方面，提供一种移轴立体摄影方法。图8示出了根据本发明的移轴立体摄影方法流程图，以下结合图5-8对根据本发明的移轴立体摄影方法进行详细说明。

根据本发明的移轴立体摄影方法包括：

驱动相机43在直线导轨45上移动，并利用传感器检测相机43当前位置相对于直线导轨45上的预定位置之间的第一距离；

根据第一距离确定第二距离，控制移轴镜头44以与相机43移动的相反方向在相机43上相对移动，使移轴镜头44在相机43上的位置与相机43上的预定位置之间的距离为第二距离；其中，第二距离是为保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，移轴镜头44从相机43上的预定位置以与相机43移动的相反方向在相机43上相对移动后，移轴镜头44在相机43上的位置与相机43上的预定位置之间的距离；

在第二位置对被拍摄对象进行拍摄。

本发明的实施例中，“A”“B”“O”均为拍摄对象，相机的焦点对准“O”。根据本发明的移轴立体摄影方法的优选实施例，直线导轨45上的预定位置为直线导轨45的中间位置，相机43上的预定位置为相机43的中间位置。图6示出了采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄时相机43在左中右位置的场景构图。图7示出了采用本发明的移轴立体摄影装置进行立体拍摄时直线滑轨45、相机43以及移轴镜头44的相对移动示意图。

根据本发明的移轴立体摄影方法的优选实施例，移轴镜头44为广角移轴镜头。在进行人物外景拍摄时，采用广角移轴镜头可以突出近景人物的立体感、压缩远景场景的立体感，制作出的光栅立体照片人物立体丰满、压缩景深后的场景十分清晰，能够解决外景拍摄时人物立体感与照片清晰度无法兼顾的难题。

优选地，传感器与驱动模块固定地设置在一起，并设置在直线导轨45上或设置在相机43的下方。

根据本发明的移轴立体摄影方法的一个优选实施例，在驱动相机在直线导轨上移动之前，移轴立体摄影方法进一步包括：

调整相机43在直线导轨45上的位置，使相机43偏离直线导轨45上的预定位置，获取第一距离；以与相机43移动的相反方向移动移轴镜头44，使被拍摄对象11的焦点在相机43构图中的位置不变，获取第二距离；确定与第一距离对应的第二距离与第一距离的距离比值，并将第一距离以及与其对应的距离比值之间的映射关系存储至驱动模块的第一存储单元内。根据第一距离确定第二距离具体为：根据第一距离以及第一存储单元中存储的上述映射关系，查询与第一距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的移轴立体摄影方法的再一个优选实施例，在驱动相机在直线导轨上移动之前，移轴立体摄影方法进一步包括：

针对不同类型的移轴镜头，分别调整被拍摄对象11的焦点到直线导轨45的垂直距离；针对每一个垂直距离，分别获取第二距离与第一距离之间的距离比值；将移轴镜头的类型、垂直距离以及与其对应的比值之间的映射关系存储至驱动模块的第二存储单元内；通过输入装置将该垂直距离输入到驱动模块中。根据第一距离确定第二距离具体为：根据移轴镜头的类型、输入到驱动模块中的垂直距离以及上述映射关系，查询与移轴镜头和垂直距离对应的距离比值；根据第一距离与该距离比值的乘积，确定第二距离。

根据本发明的移轴立体摄影装置及方法，在相机沿着直线导轨运动的过程中，驱动模块能够控制安装在相机上的移轴镜头以与相机相对直线导轨移动的相反方向进行移动，一方面，视场中的被拍摄对象的焦点在不同序列图像中的大小和位置均没有变化，不存在明显的旋转缩放，不会带来眩晕感，另一方面，在相机的移动过程中被拍摄对象不会逐渐移出视场，因此也不会造成序列图像中画面的缺失。根据本发明的移轴立体摄影装置及方法简单高效，进行构图时不牺牲相机的分辨率，拍摄画面平顺稳定，获得的立体图像无眩晕感，能降低移动拍摄的安全快门要求以及果冻效应的影响。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (10)

1.一种移轴立体摄影装置，其特征在于包括：直线导轨、滑块、相机、移轴镜头、传感器，以及驱动模块，其中，

所述滑块相对滑动地设置在所述直线导轨上；

所述相机可拆卸地固定在所述滑块的上方，能够与所述滑块一起在所述直线导轨上移动；

所述移轴镜头可拆卸地安装到所述相机上，能够在所述相机上相对移动；

所述传感器设置与所述直线导轨或所述相机固定连接，用于检测所述相机在直线导轨上的当前位置与直线导轨上的预定位置之间的第一距离，并将第一距离传输至所述驱动模块；

所述驱动模块与所述直线导轨或所述相机固定连接，用于驱动所述相机沿所述直线导轨移动，并根据来自所述传感器的第一距离确定第二距离；所述驱动模块还用于控制所述移轴镜头以与相机移动的相反方向在所述相机上相对移动，直至所述移轴镜头的位置与所述相机上的预定位置之间的距离为第二距离；

其中，第二距离是为保证被拍摄对象的焦点在所述相机构图中的位置不变，所述移轴镜头从所述相机上的预定位置以与所述相机移动的相反方向在所述相机上相对移动后，所述移轴镜头在所述相机上的位置与所述相机上的预定位置之间的距离；

其中，所述驱动模块上设置有输入装置，用于输入所述被拍摄对象的焦点到所述直线导轨的垂直距离；

所述驱动模块内设置有第二存储单元，根据所述移轴镜头的类型以及所述垂直距离的不同，第二存储单元中存储有所述垂直距离与所述距离比值之间的映射关系；

所述根据来自所述传感器的第一距离确定第二距离具体为：

根据所述移轴镜头的类型、输入到所述驱动模块中的所述垂直距离以及所述映射关系，查询与所述移轴镜头和所述垂直距离对应的所述距离比值；根据第一距离与所述距离比值的乘积，确定第二距离。

2.如权利要求1所述的移轴立体摄影装置，其中，所述移轴镜头为广角移轴镜头。

3.如权利要求1所述的移轴立体摄影装置，其中，所述直线导轨上的预定位置为所述直线导轨的中间位置；所述相机上的预定位置为所述相机的中间位置。

4.如权利要求1所述的移轴立体摄影装置，其中，所述传感器与所述驱动模块固定地设置在一起，并设置在所述直线导轨上或设置在所述相机的下方。

5.如权利要求1所述的移轴立体摄影装置，其中，所述驱动模块内设置有第一存储单元，用于存储第一距离与第二距离和第一距离的距离比值之间的映射关系；

所述根据来自所述传感器的第一距离确定第二距离具体为：

根据第一距离以及第一存储单元中存储的所述映射关系，查询与第一距离对应的距离比值；

根据第一距离与所述距离比值的乘积，确定第二距离。

6.一种移轴立体摄影方法，包括：

针对不同类型的移轴镜头，分别调整被拍摄对象的焦点到直线导轨的垂直距离；

针对每一个所述垂直距离，分别获取第二距离与第一距离之间的距离比值；

将所述移轴镜头的类型、所述垂直距离以及与其对应的所述距离比值之间的映射关系存储至驱动模块的第二存储单元内；

通过输入装置将所述垂直距离输入到所述驱动模块中；

驱动相机在直线导轨上移动，并利用传感器检测相机当前位置相对于直线导轨上的预定位置之间的第一距离；

根据第一距离确定第二距离，控制移轴镜头以与所述相机移动的相反方向在所述相机上相对移动，使所述移轴镜头在所述相机上的位置与所述相机上的预定位置之间的距离为第二距离；其中，第二距离是为保证被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，所述移轴镜头从所述相机上的预定位置以与所述相机移动的相反方向在所述相机上相对移动后，所述移轴镜头在所述相机上的位置与所述相机上的预定位置之间的距离；

在第二位置对被拍摄对象进行拍摄；

其中，所述根据第一距离确定第二距离具体为：

根据所述移轴镜头的类型、输入到所述驱动模块中的所述垂直距离以及所述映射关系，查询与所述移轴镜头和所述垂直距离对应的所述距离比值；根据第一距离与所述距离比值的乘积，确定第二距离。

7.如权利要求6所述的移轴立体摄影方法，其中：所述移轴镜头为广角移轴镜头。

8.如权利要求6所述的移轴立体摄影方法，其中，所述直线导轨上的预定位置为所述直线导轨的中间位置；所述相机上的预定位置为所述相机的中间位置。

9.如权利要求6所述的移轴立体摄影方法，其中，所述传感器与所述驱动模块固定地设置在一起，并设置在所述直线导轨上或设置在所述相机的下方。

10.如权利要求6所述的移轴立体摄影方法，其中，在所述驱动相机在直线导轨上移动之前，所述移轴立体摄影方法进一步包括：

通过驱动模块调整所述相机在所述直线导轨上的位置，使所述相机偏离所述直线导轨上的预定位置，获取第一距离；

通过驱动模块控制所述移轴镜头以与所述相机移动的相反方向移动，使被拍摄对象的焦点在相机构图中的位置不变，获取第二距离；

确定与第一距离对应的第二距离与第一距离的之间的距离比值，并将第一距离以及与其对应的所述距离比值之间的映射关系存储至驱动模块的第一存储单元内；

所述根据第一距离确定第二距离具体为：

根据第一距离以及第一存储单元中存储的所述映射关系，查询与第一距离对应的所述距离比值；

根据第一距离与所述距离比值的乘积，确定第二距离。