PTGui Pro 接片軟件的使用

一、概述

PTGui的全名為Panorama Tool Gui  即Panorama Tool 的圖形用戶介面。Panorama Tool 是一款功能強(qiáng)大且免費(fèi)的全景圖制作工具，但需要用戶自己編寫腳本程度，比較復(fù)雜且有一定難度。PTGui就是在Panorama Tool 基礎(chǔ)上開發(fā)了圖形介面，使用方便靈活，后期的版本還增加一些自己的功能，但是一款不再免費(fèi)的商業(yè)軟件。PTGui有兩種版本 PTGui 與PTGui Pro 即普通版和專業(yè)版，目前最新版本是V10。

PTGui與其它接片軟件(如PS中的photo merge)相比，最重要的不同在于PTGui許多步驟都可以自動(dòng)或手動(dòng)，大多數(shù)操作環(huán)節(jié)的參數(shù)都可以設(shè)置或改變，因此使用時(shí)可以有很大的靈活性，用戶能知道接片的流程并可以干預(yù)，出現(xiàn)問題也能比較容易找到原因，不像其他軟件都是暗箱操作，用戶無法介入。此外PTGui還提供許多一般接片軟件不具備的功能，如查看與修補(bǔ)接縫，控制點(diǎn)的編輯，消除移動(dòng)物體的鬼影，360度接片的處理，全景圖編輯以及HA接片，批處理接片等。

本文試圖從PTGui接片的基本原理出發(fā)，介紹PTGui一般接片的流程和一些常用的操作，某些功能如360度全景接片，HDR接片，批處理以及其它的特殊應(yīng)用不在本文討論之列。

PTGui用戶介面主要有兩個(gè)窗口：主窗口和全景圖編輯窗口，分別如下圖所示。

啟動(dòng)PTGui后就打開主窗口，生成全景圖后會(huì)自動(dòng)打開全景圖編輯窗口。窗口上方有各種菜單及工具等欄目，本文下面在講到某一操作時(shí)便采用某菜單或某工具來描述，如導(dǎo)入圖像的操作就用           菜單-->圖像-->添加  表示在主窗口的菜單欄中選圖像， 在圖像的下拉菜單中選添加命令。又如查看細(xì)節(jié)的操作就用                  全景圖編輯窗口-->工具-->細(xì)節(jié)查看器  表示在全景圖編輯窗口的工具欄中選細(xì)節(jié)查看器。

二、PTGui接片流程

PTGui一般的接片流程如下圖示。

下面逐一解釋每個(gè)步驟

1、導(dǎo)入圖像與給出鏡頭參數(shù)

可以有多種方法導(dǎo)入圖像，最常用的是

標(biāo)簽-->方案助手-->加載圖像 

鏡頭參數(shù)只需焦距一項(xiàng)，是135等效焦距，所以需給出物理焦距和轉(zhuǎn)換系數(shù)。一般默認(rèn)情況下會(huì)自動(dòng)根據(jù)圖像的EXIF數(shù)據(jù)獲取，不需人工輸入。導(dǎo)入圖像后在主窗口中就顯示這些圖像及鏡頭參數(shù)。

圖像導(dǎo)入的順序沒有要求，也就是圖像可以任意排列，可以用

菜單-->圖像 或標(biāo)簽-->源圖像 下面的命令來編排，軟件會(huì)自動(dòng)找到它們的相互關(guān)系。 

2、 創(chuàng)建控制點(diǎn)與優(yōu)化

創(chuàng)建控制點(diǎn)和優(yōu)化是PTGui接片的核心

創(chuàng)建控制點(diǎn)是指在兩個(gè)相鄰圖片的重疊部分中分別找出處于同一位置的點(diǎn)。控制點(diǎn)一般都可自動(dòng)生成。菜單-->控制點(diǎn)-->生成控制點(diǎn) 可以創(chuàng)建全部控制點(diǎn)。生成控制點(diǎn)后可通過  標(biāo)簽-->控制點(diǎn)  打開控制點(diǎn)窗口，可查看每對(duì)相鄰圖片的控制點(diǎn)，也可刪除、添加等，如下圖所示。

生成控制點(diǎn)后會(huì)提示需做優(yōu)化，也可用  菜單-->方案-->優(yōu)化  優(yōu)化是接片最主要的環(huán)節(jié)，主要做兩件亊：投影和扭曲。

轉(zhuǎn)動(dòng)拍攝的各張照片不是在同一平面上。根據(jù)鏡頭焦距和重疊部分可計(jì)算出圖片平面的法線方向，然后將不同平面的圖片投影到拼接平面上。下圖上方左側(cè)為左轉(zhuǎn)后拍的，下方是將左側(cè)照片投影到正面照片。

可以看出原本傾斜的線恢復(fù)到水平，這種點(diǎn)光源的直線投影就相當(dāng)將矩形圖片轉(zhuǎn)為梯形且寬度也加大了。做了投影后圖片都在同一平面就可以拼接了，但實(shí)際上由于各種誤差，相鄰圖片重疊部分的控制點(diǎn)不可能吻合，這就需要對(duì)圖像進(jìn)行一種扭曲變換，使每對(duì)控制點(diǎn)盡可能的對(duì)齊吻合，使兩張圖像得到最佳逼近?？刂泣c(diǎn)吻合的程度用兩個(gè)控制點(diǎn)之間的距離表示，距離越小吻合越好，拼接的質(zhì)量越高。距離越大吻合越差，拼接的質(zhì)量也越低。優(yōu)化會(huì)根據(jù)控制點(diǎn)的平均距離、最大距離對(duì)優(yōu)化結(jié)果給出好，不好，差等評(píng)級(jí)，用戶可以根據(jù)該評(píng)級(jí)決定是否采納該優(yōu)化結(jié)果，如下圖所示。

3、按照優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行拼接并在全景圖編輯窗口中輸出最終圖像

做投影時(shí)默認(rèn)情況總是將第一張導(dǎo)入的圖片作為拼接平面，其它圖片都投影到第一張圖片所在的平面。如果第一張圖片不在整個(gè)圖像正中，則輸出圖像會(huì)偏向一側(cè)，需用全景圖編輯器-->居中全景圖 使圖像居中，再用全景圖編輯器-->適合全景圖 使與窗口匹配，如下圖所示。

4、查看接縫及全景圖編輯

最終圖像出來后還需檢查一下毎條接縫是否都很好縫合。接縫的查看可用 全景圖編輯器-->細(xì)節(jié)查看器-->接縫  可以放大圖像查看接縫細(xì)節(jié)，在全景圖窗口還可對(duì)圖像做最后的編輯：裁剪，移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)等。

5、創(chuàng)建全景圖

標(biāo)簽-->方案助手-->創(chuàng)建全景圖  打開創(chuàng)建全景圖窗口保存文件，可設(shè)置圖像大?。J(rèn)是最高像素）文件格式，文件名等。還可用PSD格式按圖層來保存每張圖片。

三、PTGui自動(dòng)接片

上述接片流程雖然清晰明了，但步驟繁多，不太方便。PTGui提供有更為簡便的方案助手，即自動(dòng)接片的三步曲。

在標(biāo)簽-->方案助手 下有加載圖像，對(duì)準(zhǔn)圖像和創(chuàng)建全景圖三項(xiàng)操作。這三項(xiàng)操作可包含上述主要流程，其關(guān)系如下圖所示。

可以看出對(duì)準(zhǔn)圖像集成了上述流程中的主要工作，所不同的是在優(yōu)化后不再詢問而是直接輸出拼接的結(jié)果。也就是不管優(yōu)化的結(jié)果如何都會(huì)給出拼接成的全景圖，然后再創(chuàng)建保存就完成全部工作。但如圖中所示在對(duì)準(zhǔn)圖像后，最好檢查一下控制點(diǎn)（工具-->控制點(diǎn)表格）和接縫（全景圖編輯器-->細(xì)節(jié)查看器-->接縫）。如果有少許接縫未能很好縫合，報(bào)據(jù)情況可設(shè)法修補(bǔ)或放到后期處理，如果問題較大則接片失敗需另找原因。

四、控制點(diǎn)距離

優(yōu)化的結(jié)果直接決定了接片的質(zhì)量，衡量優(yōu)化結(jié)果好壞的標(biāo)志就是控制點(diǎn)距離。優(yōu)化后可用 工具-->控制點(diǎn)表格 查看所有控制點(diǎn)距離。表格是按距離大小為序排列的，如下圖所示

據(jù)官方資料，要使接縫都能很好縫合，控制點(diǎn)距離都應(yīng)在5以下，過大的距離不僅會(huì)使接縫不能縫合，而且也會(huì)因過度扭曲而造成變形。對(duì)大于20的控制點(diǎn)就需特別關(guān)注。造成控制點(diǎn)距離過大的原因是多方面的，個(gè)別可能是創(chuàng)建時(shí)找錯(cuò)位置，或?qū)⒖刂泣c(diǎn)建在移動(dòng)物體上，但多數(shù)還是由于拍攝不當(dāng)如有視差或轉(zhuǎn)動(dòng)相機(jī)時(shí)偏離等因素造成的。如何處理距離過大的控制點(diǎn)，很多資料上說將大的控制點(diǎn)刪除再優(yōu)化，再刪除再優(yōu)化....，這種方法有點(diǎn)掩耳盜鈴，沒有從根本上解決問題。在PTGui的官方網(wǎng)站上是這樣介紹的，對(duì)于距離大的控制點(diǎn)首先是檢查該對(duì)控制點(diǎn)是否找錯(cuò)了（即這兩個(gè)控制點(diǎn)不是指向同一點(diǎn)），或者是否在移動(dòng)物體上，如果是則可將其刪除，然后再優(yōu)化。如果確實(shí)是在同一位置，刪除不僅解決不了問題還可能會(huì)產(chǎn)生其他影響，這是由于拍攝不當(dāng)造成的，是硬傷無法改善。

控制點(diǎn)距離直接影響到接縫的好壞，距離小接縫肯定很好，但有時(shí)控制點(diǎn)距離較大，接縫還是很好。這是因?yàn)榻涌p總是選擇在控制點(diǎn)距離較小的地方，雖然可以避開了節(jié)縫，但過大控制點(diǎn)距離還會(huì)產(chǎn)生變形。

五、蒙板 --- 調(diào)整接縫

PTGui V9版本以后增加了蒙板這一很有用的功能，可用來調(diào)整改變接縫的位置，常用于消除移動(dòng)物體的鬼影，修改局部的接縫走向。

移動(dòng)物體（如行人車輛）在接片時(shí)會(huì)產(chǎn)生位移，有時(shí)就會(huì)生成半個(gè)影像的鬼影。少量的移動(dòng)物體軟件能識(shí)別，接片時(shí)可以避開。但大量移動(dòng)物體如人群就很難都能避開。蒙板就是用人工干預(yù)的辦法使接縫避開移動(dòng)物體。

工具-->蒙板 打開蒙板窗口，選擇要調(diào)整的兩張相鄰圖片，圖片下方有紅（去除）綠（保留）兩種選項(xiàng)，用鼠標(biāo)涂抹圖像時(shí)便根據(jù)所選顏色可以從拼接的圖像中去除或保留某些部分，從而控制接縫的位置。操作時(shí)同時(shí)打開細(xì)節(jié)查看器，對(duì)照相應(yīng)的接縫位置涂抹。下面兩張圖分別表示調(diào)整前與調(diào)整后接縫的變化。

當(dāng)有局部的接縫縫合不好，同時(shí)周邊有單一顏色或比較模糊的區(qū)域，也可以通過蒙板將接縫移到這些區(qū)域，在這里即使接縫縫合不好也是不易看出的。

六、后期處理

PTGui接片完成后一般都需做一些后期處理。除了像一般照片調(diào)整色調(diào)和對(duì)比度之類的以外，主要是針對(duì)接片做接縫修補(bǔ)和變形校正。

1、修補(bǔ)接縫

在創(chuàng)建和保存全景圖時(shí)選擇混合與圖層及PSD格式，如下圖示。

用photoshop打開該P(yáng)SD文件時(shí)每張照片都是一個(gè)圖層，最下面的圖層是拼接好的全景圖。如下圖所示。

這些單張圖片不是原始照片而是優(yōu)化過的，即已做過投影和扭曲。每張照片都被黑色蒙板屏蔽了，所以看到的只有最下層的全景圖。因此在圖片的重疊部分要選取哪一張，只需用白色畫筆在相應(yīng)照片的蒙板上涂抹即可，可以很方便地消除移動(dòng)物體的鬼影，與上述蒙板的方法類似，只是后者是在拼接時(shí)做的，能看到接縫，可在接縫的基礎(chǔ)上修補(bǔ)，而這種方法是后期做的，看不到接縫。

很多由于拍攝不當(dāng)造成接縫不能縫合，這類問題很難用這種方法來修補(bǔ)，只能在查看接縫時(shí)記住問題所在，在后期用photoshop的變形工具慢慢修復(fù)。

2、變形校正

接片有一個(gè)很大的問題就是變形，有些變形是由于拍攝不當(dāng)造成的，但也有像投影變形，透視變形等是由拍攝環(huán)境造成，在距離較近，視角較大時(shí)尤為明顯。PTGui的全景圖編輯器中有些校正變形的工具如壓縮，移動(dòng)等。但是更多的變形校正還需在后期完成。有些專門針對(duì)接片的校正軟件如  如 Panorama Corrector ,  Dxo ViewPoint

主要用于校正投影，透視之類的變形。許多由于拍攝不當(dāng)造成的變形主要還是用photoshop中的各種變形工具來校正，不同情況選用不同工具，沒有統(tǒng)一的方法，而且都很耗時(shí)費(fèi)力，需要耐心細(xì)致的工作。

七、前期工作很重要

接片能否有很好的縫合主要取決于照片拍得是否得當(dāng)。如果嚴(yán)格遵照拍攝規(guī)則（使用腳架和節(jié)點(diǎn)云臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)保持水平，有足夠的重疊，每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度相同），很少有拼接不好的。因此在拍攝時(shí)多花一些時(shí)間，在接片時(shí)可省去許多修補(bǔ)和校正的工作，節(jié)省更多的時(shí)間。

八、常用操作

在PTGui Pro中同一種操作可以通過多種途徑來實(shí)現(xiàn)，下面的圖中列出了一些常用的操作和調(diào)用這些操作的多種方法。