Blender攝圖測(cè)量法A1_02 如何選擇相機(jī)
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關(guān)于相機(jī)掃描最常見(jiàn)的問(wèn)題之一是:

什么樣的相機(jī)才是最好的?我可以用手機(jī)拍嗎?還是應(yīng)該去買(mǎi)一臺(tái)單反?

簡(jiǎn)而言之,所有的捕捉設(shè)備主要有三項(xiàng)性能指標(biāo)會(huì)影響到照片掃描的質(zhì)量。分辨率,空問(wèn)保真度,原始傳感器數(shù)據(jù),一切的一切都關(guān)于這三個(gè)屬性。
分辨率(RESOLUTION)
在這個(gè)教程中,我們將會(huì)探討他們,讓我們先從分辨率入手。通常我們知道,源照片的像素越多,在之后的過(guò)程中就有越多的點(diǎn)需要對(duì)齊,事實(shí)上,我們的第一印象離真相很近了。

顯然,六百萬(wàn)像素的照片產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)遠(yuǎn)比六十萬(wàn)像素的照片要多的多,如果其它的性能指標(biāo)都是一樣的話,那么更高分辨率的相機(jī)會(huì)重建出更好的幾何形體。

以及更生動(dòng)的材質(zhì)。聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)啊?但是僅限于當(dāng)分辨率以外的其它性能都一樣時(shí),分辨率才成為景響照片掃描質(zhì)量的唯一要素。

顯然,我們應(yīng)該盡可能選取高分辨率的設(shè)備。
空間保真度(SPATIAL FIDELITY)
但是!還有一項(xiàng)會(huì)影響照片掃描數(shù)據(jù)的要素,那就是“空間保真度”也稱為“有效分辨率”。

在相機(jī)中,在整個(gè)圖像鏈中,這些都發(fā)揮著作用……
“傳感器噪聲、薄膜顆粒、光暈、邊緣對(duì)比度、整體對(duì)比度、縮放算法選擇、光學(xué)像差”
Steve Edlin
制片人兼網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)師的 Steve Edlin在他的博客中寫(xiě)道,我們相信分辨率的數(shù)值對(duì)應(yīng)了觀眾對(duì)于清晰度的感知體驗(yàn),但事實(shí)上相機(jī)中的其他屬性以及整個(gè)圖像鏈都在起作用,傳感器噪聲,光暈,邊緣對(duì)比度等等,另一方面,像素的質(zhì)量也起到了很大的作用。如果分辨率和空間保真度都已經(jīng)很高了,像泰質(zhì)量不夠高的一個(gè)常見(jiàn)原因是由于高iso(感光度)產(chǎn)生的噪點(diǎn),當(dāng)輸入的圖像具有高熵值或高信噪比時(shí),就會(huì)產(chǎn)生噪聲網(wǎng)格,無(wú)需對(duì)此感到奇怪,這可能會(huì)讓透視分辨率變得十分具有欺騙性。

這里有兩張圖片可以用以比較,左邊的圖有較低的分辨率和較高的空間保真度。右邊的圖反之。

如果我們放大看右邊較低空間保真度圖,會(huì)注意到,像秦被噪點(diǎn)和色差破壞的一場(chǎng)糊涂,我猜還有一些相機(jī)抖動(dòng)的效果在上面,為了演示這個(gè)概念,我多少有些夸大了這些影響,但是你明白我的意思。

為了比較兩者的不同,讓我們放大左邊那張低像素高保真的圖片,像素質(zhì)量看起來(lái)要好多了,所以重點(diǎn)在于整體有效分辨率的數(shù)量。

所以在選擇設(shè)備時(shí)空間保真度時(shí)一項(xiàng)很重要的指標(biāo),所以捕捉設(shè)備的哪一部分會(huì)影響空間保真度的好壞呢?

傳感器和鏡頭!主要是鏡頭,它影響著形變,邊緣銳度,光暈,色差以及其他可以影響像素質(zhì)量的東西。

說(shuō)起傳感器的尺寸。大型傳感器,例如像全畫(huà)幅相機(jī)反光相機(jī)有更大的感光器,這意味著對(duì)光線更高的敏感度,這是它的物理特性,更小更不敏感的傳感器有時(shí)則需要人工提高靈敏度,

通過(guò)提高ISO值但會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生許多噪點(diǎn),在這個(gè)基礎(chǔ)上,整體光學(xué)器件的質(zhì)量開(kāi)始發(fā)揮作用,一些變焦鏡頭尤其是套鏡頭會(huì)導(dǎo)致大量色差,以及其他會(huì)降低像素整體質(zhì)量的人為因素。

這里你可以看到圖像非常的模糊,這已經(jīng)很糟糕了,而且色差的部分大概移動(dòng)了將近20像素,這真是太糟糕了,它完全被轉(zhuǎn)換成了低質(zhì)量的多邊形。如果這還不算最壞的話,它還會(huì)影響到貼圖紋理的質(zhì)量。當(dāng)紋理中存在色差時(shí),看起來(lái)尤其槽糕,同樣的對(duì)象被一臺(tái)擁有更高清光學(xué)器件的設(shè)備捕捉時(shí)其結(jié)果在任何軟件中都會(huì)好得多。無(wú)論是在 Meshroom或 Metashape還是 RealityCapture中。
所以,傳感器和光學(xué)器件的質(zhì)量是在選擇捕捉設(shè)備時(shí)要注意的部分。通常,找到一臺(tái)鏡頭不錯(cuò)的單反比一臺(tái)同樣清晰度的移動(dòng)設(shè)備要更容易且更便宜。定焦鏡頭很便宜目渲終的效果也很好。中檔的單反相機(jī)通常都物有所值。所以用手機(jī)相機(jī)拍出質(zhì)量上乘的照片掃描是絕對(duì)有可能的,尤其是配合三腳架在光線充足的情況下。但在我們看來(lái),一臺(tái)便宜的單反配合著一個(gè)不錯(cuò)的鏡頭在空間質(zhì)量上也很可能勝過(guò)它。

這張照片是用一臺(tái)你絕對(duì)買(mǎi)得起的相機(jī)拍攝的(我們掙得又不是美刀(森氣)),盡管這離完美還差的很遠(yuǎn),但它始終比我用手機(jī)拍出來(lái)的照片更加銳利干凈。這僅是由于光學(xué)器件和傳感器大小的原因。

來(lái)自圖像傳感器的原始數(shù)據(jù)(RAW DATA FROM THE IMAGE SENSOR)
選擇捕捉設(shè)備的第三個(gè)超級(jí)重要的特點(diǎn)在于傳感器訪問(wèn)源數(shù)據(jù)的能力而不是直接訪問(wèn)相機(jī)隨機(jī)處理過(guò)的jpeg數(shù)據(jù)。

這會(huì)帶來(lái)不必要的痛苦,首先我們得解決壓縮的問(wèn)題,這在照片掃描中是行不通的,任何壓縮如jpeg壓縮都會(huì)對(duì)信息產(chǎn)生損害。

這會(huì)直接影響到照片掃描的所有步,如匹配對(duì)應(yīng)點(diǎn),重建,貼圖,最重要的是,隨即機(jī)內(nèi)處理通常會(huì)應(yīng)用一些S曲線,

嚴(yán)重破壞對(duì)此度;以及色度。

例如這一塊原本應(yīng)該是紅色的,以及致些其它的問(wèn)題。
另一方面,如果照相機(jī)可以以raw格式儲(chǔ)存圖片

那就可以用類(lèi)似 ightroom或者 Dark table的軟件來(lái)處理

在這個(gè)案例中,我們會(huì)從場(chǎng)景中盡量接近于他們?cè)绢伾牟糠秩∩?,另外,我們可以使用Dakb或者其它類(lèi)似軟件的功能,修正畫(huà)面的曝光和白平衡,這對(duì)攝圖測(cè)量法來(lái)說(shuō)是有益的。因此,訪問(wèn)通常以Raw文件形式儲(chǔ)存的傳感品數(shù)據(jù)是必要的,事實(shí)上我們會(huì)在稍后的課程中討論色彩管理。

總結(jié)一下我們應(yīng)該在挑選捕捉設(shè)備時(shí)關(guān)心的三樣?xùn)|西:分辨率、空闖保真度、獲得源傳感器數(shù)據(jù)。
它可以是一臺(tái)相機(jī),一臺(tái)智能手機(jī)相機(jī),或者無(wú)人機(jī)上的相機(jī),等等,在我看來(lái),最劃算的選項(xiàng)是買(mǎi)一臺(tái)專業(yè)消費(fèi)級(jí)的單反或者中等檔次的單反,買(mǎi)二手的話是相當(dāng)劃算的,尤其當(dāng)你不需要它的錄像功能,話雖如此一臺(tái)中檔手機(jī)相機(jī)也可以拍出不錯(cuò)質(zhì)量的照片掃描,但需要更小心的選擇拍攝條件以及更多的后期處理,但完全是可以實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上,我們?cè)谡n程聯(lián)系的第一個(gè)示例將展示從移動(dòng)設(shè)備上捕捉資產(chǎn)。