VideoCAD

Моделирование камеры с объективом Рыбий глаз (Fisheye)

Hide Navigation Pane

Моделирование камеры с объективом Рыбий глаз (Fisheye)

Previous topic Next topic No directory for this topic Expand/collapse all hidden text  

Моделирование камеры с объективом Рыбий глаз (Fisheye)

Previous topic Next topic Topic directory requires JavaScript JavaScript is required for expanding text JavaScript is required for the print function Mail us feedback on this topic!  

Камеры с объективом Fisheye являются удобным инструментом для наблюдения за небольшими помещениями.

Зона обзора таких камер представляет собой полусферу. Поле зрения камеры проецируется объективом на видеосенсор в виде круга.

Поэтому первоначальное полное изображение поступающее от видеосенсора представляет собой круг на котором изображение сцены подвергнуто сильной бочкообразной дисторсии.

Затем на первоначальном изображении "вырезаются" фрагменты, дисторсия в этих фрагментах исправляется и в результате получаются обычные кадры.

 

VideoCAD позволяет моделировать:

 

Первоначальное полное изображение (полный круг) с разрешением экрана.
Полный круг с разрешением экрана со вставкой одного фрагмента с реальным разрешением (PiP).
Фрагмент с реальным разрешением с вставкой полного круга (PiP).
Полный круг с реальным разрешением. Картинка в десятки мегапикселей может быть смоделирована.
Кадр фрагмента без дисторсии (dewarped) c реальным разрешением.
Несколько фрагментов без дисторсии (dewarped) c реальным разрешением в режиме деления экрана.
2D проекцию зоны обзора и распределения плотности пикселей в Графическом окне.
3D зону обзора и распределение плотности пикселей в окне 3D Мир.

 

См. описания инструментов моделирования Fisheye

 

 

Задача

 

Имеется камера AXIS M3007-PV. Камера установлена на кронштейне высотой 3м на расстоянии 10 метров от стены высотой 10 метров. Объектив направлен вниз.

Требуется получить проекцию зоны контроля, распределения плотности пикселей и модели изображения от этой камеры.

 

Параметры камеры согласно спецификации производителя, важные для моделирования:

Количество пикселей 2592x1944 (5 МП)

 

Порядок работы

 

1. Создаём камеру кликом по кнопке Создать камеру . В диалоге создания камеры, в окошке Значок камеры выбираем значок для новой камеры с панорамным обзором, например indoor/panoramic .

 

Назначать специальный значок не обязательно. В будущем изменить значок можно будет в окне Список камер.

 

2. Размещаем камеру на плане. На расстоянии 10 метров от камеры с помощью инструмента Прямоугольник создаем стену высотой 10 м. Рядом со стеной ставим несколько 3D моделей .

 

3. Открываем окно Геометрия камеры и устанавливаем число активных пикселей видеосенсора по горизонтали и по вертикали - 2592*1944.

 

Важнейшим параметром, определяющим разрешение изображения камер с объективом Fisheye, является количество пикселей видеосенсора.

 

Так как видеосенсор имеет форму прямоугольника, а зона обзора камеры проецируется в круг, то не все пиксели принимают участие в формировании изображения.

В VideoCAD требуется ввести количество физических пикселей сенсора по горизонтали и вертикали.  Количество пикселей принимающих участие в формировании изображения VideoCAD вычислит самостоятельно.

Большая точность задания количества пикселей не является обязательной. Так для 2 МП камеры можно ввести 1200*900, для 3МП -1600*1200, для 5МП -2500*2000. Стандартное соотношение сторон видеосенсора надо примерно поддерживать.

 

Фокусное расстояние объектива и количество пикселей при обработке изображения не оказывают влияния на разрешение изображения камеры с объективом Fisheye.

 

4. В окне Геометрия камеры и устанавливаем высоту установки камеры равной 3 метра.

Чтобы ограничить размер проекции зоны обзора воспользуемся параметром Максимальное расстояние рисования зоны обзора в окне Геометрия камеры.

 

5. Кликом по кнопке на Панели инструментов открываем панель PTZ или Fisheye.

 

 

Отмечаем переключатель Fisheye.

 

На панели Положение камеры выбираем углы установки камеры. Чтобы объектив был направлен сверху вниз выбираем:

Гориз. угол = 0; (значение не важно если объектив направлен вниз);

Наклон=90.

Схематический рисунок на панели отобразит положение камеры.

 

 

Окошки фокусного расстояния объектива в Графическом окне и в окне Геометрия камеры окрасятся цветом морской волны .

 

Чтобы ограничить размер проекции зоны обзора воспользуемся параметром Максимальное расстояние рисования зоны обзора в окне Геометрия камеры.

 

_

Кликните чтобы развернуть
Кликните чтобы развернуть

 

6. Назначаем камере Шаблон плотности пикселей для визуализации плотности пикселей.  Для этого открываем окно Плотность пикселей. Снимаем отметку с чекбокса Активная камера, выбираем название шаблона "Home Office Scientific Development Branch 2009 (arbitrary resolutions)" в списке Шаблон и кликаем по кнопке Assign.

 

Критерий Шаблона плотности пикселей для камер с объективом Fisheye должен быть основан именно на плотности пикселей (Pixel per meter (Pixel per foot), Pixel for object), а не на размере поля зрения. Критерии Field-of-view height, % of Field-of-view for object не подходят для камер с объективом Fisheye, так как у камеры с объективом Fisheye отсутствует фиксированные размеры поля зрения.

 

7. Включаем и настраиваем отображение плотности пикселей и затенений в Графическом окне.

В меню кнопки Затенения на Панели инструментов Графического окна выберем В пределах проекции.

В меню Заливка проекций выберем Заливка.

В меню Плотность пикселей выберем Дискретный цвет.

 

После этого в Графическом окне мы увидим распределение проекции плотности пикселей камеры AXIS M3007-PV на высоте заданной в Шаблоне плотности пикселей.

 

 

Рассматривая проекцию можно сказать, например, что на расстоянии 28 метров от камеры на высоте (2+0.5)/2=1,25м заканчивается желтый регион, а значит плотность пикселей согласно выбранному Шаблону "Home Office Scientific Development Branch 2009 (arbitrary resolutions)" будет составлять 39 пикселей на объект высотой 1,64м или 39/1,64=24 пикс/метр.

 

8. Открываем окно 3D Мир. В окне мы видим распределение плотности пикселей в виде покрытия на окружающих предметах.

Пользуясь навигацией в 3D пространстве мы можем рассмотреть с какой плотностью пикселей будет отображаться любая точка на поверхностях предметов вокруг камеры, а также обнаружить затеняемые предметами, непросматриваемые области.

 

Закройте окно 3D Мир.

 

 

9. Открываем окно 3D Видео.

 

 

Кликните правой кнопкой мыши по окну 3D Видео чтобы показать Панель параметров изображения и перейдите на вкладку Панорамы.

 

Переведите переключатели Позиции >Показать> Камеру и Fisheye>Показать>Полную картинку 360 градусов.

 

Окно 3D Видео отобразит полное изображение (полный круг) на 360 градусов.

 

Вы можете вращать изображение мышью с нажатой левой кнопкой.

 

Включите Обработку изображения если она отключена.

Если включен режим PiP то вы можете выбирать участки для просмотра в реальном разрешении кликом средней кнопки мыши (колесика).

 

 

 

 

 

 

 

_

Кликните чтобы развернуть
Кликните чтобы развернуть

 

Отметьте в главном меню окна 3D Видео пункт Кадр>Реальный размер кадра.

Сохраните картинку в файл с реальным разрешением 5МП, выбрав в Главном меню Кадр>Сохранить как.

 

Сохранение в высоком разрешении занимает время, дождитесь окончания процесса.

 

 

 

Снимите отметку Кадр>Реальный размер кадра.

 

 

 

10. Отметьте переключатель Fisheye>Показать>Фрагмент картинки (на Панели параметров изображения). Меняя фокусное расстояние объектива и направляя камеру на интересующие участки сцены, мы можем видеть с каким разрешением эти участки будут отображаться нашей камерой.

 

Разместим 3D модель человека на границе желтого региона, то есть там где плотность пикселей будет составлять 24 пикс/метр. И направим на неё камеру.

Попробуем изменять фокусное расстояние объектива и убедимся, что меняться будет только размер поля зрения. Разрешение же изображения будет оставаться постоянным.

 

 

Поворот, наклон и поворот вокруг собственной оси камеры, задаваемые обычным способом не влияют на положение камеры с объективом Fisheye. Вращая камеру обычным способом вы можете рассматривать изображения от камеры с объективом Fisheye в разных направлениях в окне 3D Видео. При этом зона обзора будет ограничиваться 180 градусами от главной оптической оси объектива. За этой границей изображение отсутствует.

 

Вы можете менять фокусное расстояние объектива, меняя тем самым размер поля зрения, но разрешение изображения в окне 3D Видео будет всегда поддерживаться равным расчетному разрешению камеры с объективом Fisheye.

Если расчетное разрешение хуже, то разрешение в окне 3D Видео будет искусственно уменьшаться. Если расчетное разрешение лучше, то включится режим PiP.

В строке титров Кадр отображается виртуальное количество пикселей для правильного моделирования разрешения.

 

Дисторсия изображения от камер с объективом Fisheye в окне 3D Видео не моделируется.

Моделируемое разрешение равно расчетному разрешению только в центре кадра. К краям кадра реальное разрешение будет хуже модели. Чем меньше угол обзора, тем точнее моделируется разрешение на краях кадра.

Для большей реалистичности модели изображения включите моделирование компрессии и размытие или установите реальное разрешение объектива (для точного моделирования разрешения объектива потребуется также задать правильный размер видеосенсора).

 

11. Откройте окно Позиции активной камеры кнопкой на Панели инструментов.

Кликните по кнопке , поверните камеру на плане и снова кликните .  Положения камеры в моменты кликов будут запоминаться как позиции.

 

 

Теперь вернитесь в окно 3D Видео, правым кликом по окну откройте Панель параметров изображения, вкладку Панорамы и отметьте переключатель Позиции>Показать>Кам.+позиции (показать камеру и позиции).  Переключатель Fisheye>Показать>Фрагмент картинки должен быть отмечен.

Вы увидите заданные вами положения камеры в режиме деления экрана. В каждой ячейке разрешение изображения ограничивается собственным рассчитанным значением.

 

 

С моделью Fisheye камеры возможно моделирование высокого разрешения в картинке в картинке PiP, сохранение картинок с реальным разрешением, размытие движения, анимированные картинки и моделирование чувствительности камеры.

 

 

См. также: Камеры Fisheye