如何进行VR视频图像质量测试，各大VR相机又有啥区别
文章相关引用及参考：映维网
本文来自Pixvana团队
（映维网 2018年07月23日）VR视频图像质量是一个包含深度与广度的话题，在我们团队与客户和合作伙伴聊天时常常会提到。我们是VR视频爱好者，尤其喜欢与相机打交道，同时钟爱并排比较各种相机影像的网站。这启发了我们的创意总监斯科特·斯夸尔斯（Scott Squires），他用了一下午的时间在西雅图办公室里设置了一系列测试图，并在房间中摆放了扑克牌，各种海报，以及奥特曼相关玩具。接下来，这里成为了“固定摆拍”房间，唯一的变动只是不同的测试相机。
Pixvana 创意总监兼联合创始人Scott Squires
1. 首先是关于主题和挑战的观察：
- 真正评估VR视频图像质量的唯一方法是通过VR头显。网页上的图像是说明性材料，表示一般质量问题。最终，佩戴头显来判断是唯一的真正考验。
- VR相机包含一系列重要的属性，包括尺寸，易用性，便携性，控制和后期制作软件……在本文中，我们只关注有限的元素，亦即图像传感器产生的分辨率/图像质量。
- 由于相机尺寸不同，尽管拍摄测试场景的图像非常相似，但不完全匹配。不过，这足以帮助我们得出大体的比较。
下面是整体场景的图像：
2. 测试相机
我们使用了一系列容易获取，并且代表着市场上价格/质量相对亲民的相机：GoPro Fusion，GoPro Omni，Insta360 Pro，以及佳能5d。
我们的目标是将每台相机放置在相同的高度/位置，但相机尺寸的微小差异将导致图像之间出现略微不匹配。下面是关于所用相机的注意事项：
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GoPro Fusion：市场上拥有十多款“双镜头4K相机”，而这一款优秀的代表。这种相机小巧便携，售价500美元或更低，可生成分辨率为5.2K的360度拼接视频。
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GoPro Omni：这款相机是Pixvana的好朋友，因为这种“GoPro装置”是2015-2016年的首批实用VR相机之一，Omni是一种优秀的解决方案。对于6个GoPros镜头，每个可以捕获2.7K，30fps的图像，产生更高的总图像覆盖分辨率，并且可以拼接成8000×4000分辨率（“8K”）。
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Insta360：这是首批价格合理的“专业相机”，专为VR视频而设计，支持8K或以上的“专业”分辨率。
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佳能5D：这不是VR相机。事实上，用这款相机来制作VR视频并不实际。但我们选择这款相机进行对比测试，因为相机上的镜头，佳能8-15m 2.8通常是利用数码相机或电影相机系统来构建VR视频装置的首选。这种测试图像能够说明“全帧传感器”的高质量电影相机或专业摄影相机装置的能力。Pixvana利用这种级别的相机拍摄了数部短片。这种图像基本上是系列测试的基准，表明了更高质量传感器和光学元件可以捕获的内容。然而，因为在这次测试中我们只使用了1台相机，我们拍摄了静止图像来构成场景的球面覆盖图。出于这个原因，斯科特没有出现在场景之中，他需要在镜头后面按下快门。
3. 8K对比图像
以上拼接图像，做了白平衡。GoPro Fusion (左上)，GoPro Omni (右上)，Insta360 Pro (左下)，and Canon 5D (右下)
每个图像的拼接都是由相机系统的附带软件生成（我们不担心拼接质量或优化边缘，因为我们对不受拼接边界影响的区域图像质量更感兴趣）。接下来，我们将所有图像标准化为8000×4000分辨率（真正的“8K”通常为7680×3840，但我们在本次研究中选择了简单的8000×4000）和常见的白平衡。如果你希望以全分辨率浏览它们，请按照以下链接下载：
- Photoshop文件，所有图层均为8000分辨率
- Photoshop文件，所有图层均为4000分辨率
- 只是相机A：GoPro Fusion，8k jpeg或RAW
- 只是相机B：GoPro Omni，8k jpeg或者RAW
- 只是相机C：Insta360，8k jpeg或者RAW
- 只是相机D：佳能5d，8k jpeg或者RAW
对于我们采取的后期制作步骤（拼接，在Photoshop中缩放，白平衡）为所有图像带来了轻微的插值伪影，们永远不会看到“raw”文件。但这种“标准化”图像允许我们以更直接的并排方式比较它们的相对清晰度，颜色和图像细节等等。
4. 对比结果
我们首先看看一系列的裁剪区域，其中我们可以看到不同图像的条状区域并排，分辨率为1：1像素。我们计划构建一个交互式微件以允许你浏览多个裁剪区域，但现在它们只是按顺序排列。
请注意字母G位置的水平条纹和垂直条纹，我们看到5d拍摄的影像可以清晰辨别，但其他相机则有不程度的模糊。Fusion的清晰度实际上相当惊人，毕竟其分辨率只有其他相机的1/4。
这组对比图的细节和颜色范围非常清晰。
4. 对比结果——A/B比较
现在，我们通过比较不同的相机来进行“A/B”比较。微件中的滑块允许你从左到右进行交互式擦除，从而显示任何两个相机结果的裁剪区域。在对5.2k GoPro Fusion图像与佳能5d进行比较时，分辨率和图像保真度的差异非常明显。在比较图像时，你可以看到不太明显但仍然非常不同的图像差异。
[ics-comparison-slider id=5]移动滑块进行对比（更多对比参考pixvana示例)
5. 结论
图像质量包含一系列不同的变量，过程中的每个步骤都会导致质量下降。测试表明，即使采用相同数量的像素，两台不同的相机也可以产生不同的表面分辨率。
我们可以更深入地探讨成像过程中的调制传递函数（MTF），或者不同传感器的噪点水平等问题，但我们在此概述的内容为比较，以及进一步讨论提供了良好的基础。我们在本测试中跳过的一件事情是，当相机将图像录制为视频时发生的额外压缩和质量损失。在某些情况下，相机厂商还会积极地过滤和压缩视频，以便更快地编写视频和减少对存储卡的存储需求。
[ics-comparison-slider id=6]
最低端相机（GoPro Fusion）到高端相机（佳能5d）的分辨率差异很大，但没有我们预期那么大。与较高端的相机系统相比，较便宜封装中的较小传感器必然会有所妥协。如果我们将它与高端的RED影院级相机进行比较，差异会更大。如果我们是对比标准镜头，而不是鱼眼镜头，则可能会出现更多差异。虽然佳能8-15mm镜头是专业的静态镜头，但没有与高端影院镜头同级别的鱼眼镜头。另外请记住，GoPro Fusion是消费领域的高端相机，而市场上还有许多成本更低，质量更低的相机。
对于要匹配现代影院质量，家用70英寸高清和4K电视，以及笔记本电脑和现代智能手机上超高像素密度显示屏的保真度，360度视频管道的技术挑战，以及当今VR头显的局限性使得这种尝试非常具有挑战性。导致质量下降的每一步都会使其远离观众的期望。
6. 我们的建议
我们认为GoPro Fusion和同类产品中的其他消费级相机非常适合实验和测试，但低于VR视频制作要求的最低阀值要求。
由于最终质量永远不会超过初始捕捉的质量，因此请始终尝试用最佳相机系统并以最高分辨率拍摄，从而满足你特定的制作需求。根据你的创意需求，预算，单视场/立体视场，尺寸/重量等因素也会影响相机的选择。
为了在后期制作过程中保持最低的图像质量损失，在进入拼接和进行最终编辑时请仔细选择文件格式和设置。请不要用比捕获系统更高的分辨率拼合视频，因为这将不必要地增加时间和复杂性，同时不会对质量产生任何好处。
