于高度弯曲的镜头，基线可被略微增加来获得无遮挡的较宽垂直视场。应注意，对 于奇数数量的相机，这些遮挡创建了非相邻的单眼区域，因为它们并不位于左和右全立体 图像中的相同图像区域中。
[0106] 全立体对中的每个图像具有与相机数量对应的一定数量的单眼接缝。通过使用核 点穿过的垂直拼接平面（在相机设置的三维几何空间中），不管景深如何，在视差所引起的 接缝处不存在水平不重合。然而，对于x-z平面之外的点来说存在垂直不重合。在接缝处 的这些垂直不重合的大小取决于深度范围和关于x-z平面的仰角（angular elevation)。
[0107] 可选择不产生垂直视差的单个深度，即深度Zs处的点。因此仔细选择Z s是重要 的。例如，可将Zs设为相机上天花板的距离，因为这是垂直视差恶化之处。
[0108] 通过在不同仰角0考虑Zs=m来量化垂直视差。尤其是，两组场景点被考虑，即 穹蒂上的点：
[0109] pw%? ( P ) = Cl+Ry (30 ° ) Rx ( P ) (-Zr, 0, 0)T
[0110] 以及墙壁上的点：
[0111] pw±ia ( 0 ) = Cj+Ry (30 ° ) (-Zr, tan ( 0 ) Zr, 0)T
[0112] 其中30°对应于相机(^与(32之间接缝的定向，Z1^是穹幕的半径或墙壁距离。穹 幕的半径以及墙壁距离都被固定为2. 3m，因为该值基本上对应于柱面屏幕的半径，且理想 上无场景点应更接近，以避免窗口侵犯（window violation)。于是通过取关于相机cJPc ；； 在具有2048X2048像素分辨率的穹幕上的投影之间的差来计算垂直视差：
[0113] 视差（pw弯幕'墙壁）=| | (pw弯幕'墙壁）_f2 (pw弯幕'墙壁）|
[0114] 以像素为单位的垂直视差示于图8中。它对于x-z平面中的点为0并在穹幕（曲 线52)顶增加到大约20像素，以及对于垂直墙壁上的点在45度仰角（曲线54)增加到大 约9像素。从而，尽管垂直相差是问题，但是该实验示出它通常是小的且随着所观察到的场 景的种类而变化。
[0115] 可对x-z平面中的点在视觉系统的中心处计算感知立体畸变。对于任一场景点 P ]w，假设处于穹幕显示器或柱面屏幕的中心处的观察者正在直视它。然后可如下测量该点 在何处被感知。眼睛的位置由&(〇) (土b/2,0,0)T给出，其中a是眼睛基线的定向，由a =&1~(^311&\|^]，口\[2])给出。再次，用于13的值为6.5〇11，因为这是平均人眼间距。然后 对于两个&值（即m和4m)计算若干场景点的渲染位置p ]w，连接眼睛和渲染位置的光线被 三角测量。可通过考虑深度Zs处的#〖而不是处的真实位置，可计算屏幕上的左/右渲 染位置（见图6a和图6b)。可通过将i与对应的左/右相机位置连接的线与半径Z s的圆 相交，然后将这些交点对屏幕半径归一化来计算屏幕上的左/右渲染位置。
[0116] 尤其且如图6a中所例示的，当在屏幕121上渲染全立体对的左图像时，像素j被 投影在深度zs处以获得#i，被所选相机C3在像素处看到。从而，处的图像颜色 在像素j处被复制到屏幕上。如图6b中可见，当现实世界点及i,不位于深度Zs处时，畸变出 现，因为当位于屏幕121的中心126处的观察者直视屏幕121时，屏幕121上的渲染出的位 置122不对应于它应当被看见的位置124。
[0117] 图9a-9f示出各点在不同深度（即100cm、200cm、400cm和800cm)如何被畸变，其 中点的真实位置以实线示出，畸变位置以短划线示出，屏幕半径为虚点线。图9a、9c和9e 示出当分别使用三（3)个、四（4)个和五（5)个相机时对于Z s=〇〇的畸变。图9b、9d和9f 示出当分别使用三（3)个、四（4)个和五（5)个相机时对于Zs= 400cm的畸变。注意到，使 用奇数数量的相机将一圈点畸变成2N条直线或弧线，而是用偶数数量的相机导致畸变成N 条直线或弧线。
[0118] 这可通过看图3a_3d来解释。假设位于屏幕的中心处的观察者正在看相机C4的 方向。该立体视图由相机C1和C3捕捉，因为它们恰好对应于眼睛的位置。实际上，相机对 (C1，C3)和（C2，C4)各自提供用于总共四⑷个立体视图的两⑵个立体视图。在这些立 体视图的中心不存在立体畸变。当使用奇数数量的相机时，永远不会存在恰好对应于眼睛 位置的一对相机。没有畸变，而Z s后的点在深度上看上去稍微更近，Zs前面的点在深度上 看上去更远。然而，直线或弧线的数量增加以获得更好的圆形近似。当使用五（5)个相机 时，总立体畸变显著减少。
[0119] 此外，对于y轴上的场景点来说存在感知奇异性，因为观察者能以任意眼睛定向 向上直视。对于穹幕，假设观察者能环顾他周围，但可将他的头向上仰起最多90度。因此 对于穹幕来说在其最高点仅应有一个景深，且该景深必须为屏幕距离（即具有零视差）。尽 管这里对穹幕进行了参考（即按照球面视图显示左和右图像），但是应理解捕捉的图像可 被格式化来以直线视图（rectilinear view)(例如监视器显示器）、柱面视图（如在柱面屏 幕上或作为视频投影）、在头戴式显示器上（如以OculusRift视图）、或本领域技术人员已 知的其他合适的格式来显示。从而，各种各样的屏幕（如图6a中的121中）或显示器可适 用。立体图像可被编码为立体图（anaglyphs)，诸如红/蓝绿立体图等（例如在使用穹幕或 监视器显示器时），或者左/右图像可被并排安置（例如在使用头戴式显示器时）。用户可 通过旋转他们的头部或通过软件控制来选择他们的注视方向。
[0120] 上述使用相邻相机的核点的拼接方法也可被用于单目相机系统的上下文中，以减 少由于视差造成的接缝不重合。例如，诸如Ladybug?之类的相机系统（一种球面成像系 统）通常使用几个相机来以高分辨率覆盖整个360度视图。不幸的是，并非所有相机都能 恰好位于相同位置。从而，存在一个图像到其相邻图像的视差。这就在接缝处造成不重合。 在诸如谷歌街景（Google Street View?)之类的系统中可观察到这些不重合。
[0121] 图10是用于单目成像系统的八相机设置的一示例性实施例（每个相机用指示出 相机的投影中心的小盘以及标记为(^的三角形来表示）。如所示，通过定向8个相机C1-C8， 可水平地消除视差。每个相机应具有大于或等于360度除以所使用的相机数量的水平视场 (fov)。例如，在图10中，有8个相机，每个具有至少45度的fov。相机C1-C8位于单个水 平平面上（即在基线高度），沿圆（半径不重要）均等间隔，且定向成使得每个相机的视场 的水平极限与穿过其中心及其相邻相机的中心的线吻合。
[0122] 图像的拼接以获得360度视图是使用分别来自8个相机C1-C8的8个不同视场区 域来执行的。区域71对应于来自相机C1的45度视图，区域72应于来自相机C2的45度 视图，区域73应于来自相机C3的45度视图，区域74对应于来自相机C4的45度视图，区 域75对应于来自相机C5的45度视图，区域76对应于来自相机C6的45度视图，区域77 对应于来自相机C7的45度视图，以及区域78对应于来自相机C8的45度视图。这些视图 沿8条线80、81、82、83、84、85、86以及87划界。线80与相机02和（：1中的每一个的中心 点相交，线81与相机C1和C8中的每一个的中心点相交，线82与相机C8和C7中的每一个 的中心点相交，线83与相机C7和C6中的每一个的中心点相交，线84与相机C6和C5中的 每一个的中心点相交，线85与相机C5和C4中的每一个的中心点相交，线86与相机C4和 C3中的每一个的中心点相交，以及线87与相机C3和C2中的每一个的中心点相交。这些线 80、81、82、83、84、85、86和87从而穿过相机C1-C8中每一个的核线点，并被选为八个45度 视图的拼接位置，因为它们表示每一对相机的最小视差的点。
[0123] 应理解，可使用多于或少于八（8)个相机，图10的设置在本质上是示例性的。每 个相机的视场对应于360度/N，其中N是所使用的相机数。还应理解，对于相机所在的圆的 半径来说没有限制。这使得大型相机装备的使用变得实际。
[0124] 本文所述的系统在两个场景中被测试，这里称为"实验室"（Lab)和"车 道"(Driveway)。两个场景都是用使用带有鱼眼镜头的三（3)个相机的全向设置来捕捉的， 所述三个相机位于大约12cm直径的圆上。对于两个场景，相机设置被固定在地面上的轨道 上，以在人在旁边走过时产生大约1. 5m的位移。
[0125] 对于实验室场景，测试由三个1360X 1024像素分辨率的Prosilica 1380相机组 成的相机设置，每个相机具有富士能C卡口鱼眼镜头。验证镜头中心之间的距离大约为 7. 5cm至10. 5cm。全立体视场被切割，使得相机镜头不被看到。观察到与使用较大的基线 相比，使用较小的基线减小了视场。垂直视差被调整使得相机上的天花板被正确对准，即将 4设为大约2. 4m的距离。
[0126] 车道场景是用1920X1090像素分辨率的三（3)个佳能HFS11相机拍摄的，每个相 机具有奥普泰克（Opteka) Vortex鱼眼镜头。相机时钟使用逻辑应用控制总线系统（LANC) 协议来同步。镜头中心之间的距离大约为10. 5cm。垂直视差被调整以对准相机之上的电 线（Zs= 6m)。由于镜头的高曲率，在产生的全立体图像中可看到大的遮挡，除非视场被大 量切割。观察到由于使用了奇数数量的相机，这些遮挡在左和右图像中在不同位置处创建 了单目区域。
[0127]本文所述的系统的应用范围从全立体电影院到为谷歌街景（Google Street View?)之类的系统提供立体沉浸。应注意，本发明可按照方法被执行，可被具体化在系统 或非瞬态计算机可读介质中。上述的本发明的实施例旨在仅为示例性的。因此本发明的范 围旨在仅由所附权利要求的范围来限制。
【主权项】
1. 一种全向成像设备，包括： 位于基线高度且绕一圆基本等距安置的至少三个相机，所述至少三个相机中的每一个 相机具有以相同方向定向且适应于捕捉基本360度的视场的一部分的图像的广角镜头；以 及 用于将所述至少三个相机保持在固定位置的安装装置。2. 如权利要求1所述的设备，进一步包括处理设备，所述处理设备用于从所述至少三 个相机接收捕捉的图像，以及将来自所述至少三个相机中每一个相机的所述捕捉的图像的 一些部分拼接在一起以生成基本360度视场的左眼视图和右眼视图。3. 如权利要求1或2所述的设备，其中所述至少三个