360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама

Селфидрон — что это и как им управлять

Это тип квадрокоптеров, которые ориентированы исключительно на работу с мобилкой. У таких моделей не редкость отсутствие пульта. Поэтому устройство по стоимости дешевле в 2-3 раза привычного нам квадрокоптера.

Предназначение такого гаджета — возможность сделать селфи с высоты в несколько метров. При использовании селфи-палки, в кадр часто попадает только верх туловища и совсем немного красот на фоне. Селфи-дрон решает эту проблему. Он позволяет снять даже самую большую компанию в полный рост и так, чтобы все поместились в кадр.

Чтобы лучше понять особенности устройства, смотрите его плюсы и минусы в таблице:

Следует учесть, селфидроны в большинстве случаев управляются только с мобилки. Так что тем, кто привык к физическому джойстику будет сложно перестроиться.Подытоживая вышеописанное, управлять квадрокоптером со смартфона сможет каждый! Главное, дать себе немного времени привыкнуть к новому стилю контроля.

Ликбез: Как выбрать квадрокоптер для ребенка: 6 основных критериев

На что стоит обращать внимание, когда вы ищете видеоредактор

Во-первых, оцените технические возможности своего компьютера и сравните их с системными требованиями видеоредактора. Например, если у вас 64-битная версия Windows 7 и совсем немного памяти на ПК, то VSDC пожалуй, наиболее подходящий для вас вариант. В то же время, если у вас новый мощный компьютер и амбиции профессионала – не задумываясь скачивайте Davinci Resolve.

Смотрите про коптеры:  Как собрать квадрокоптер своими руками: инструкция по сборке квадроптеров и дронов

Во-вторых, определите формат и разрешение, с которым будете работать в программе. Это очень важно потому что, как мы уже отмечали выше, не все форматы легко распознаются некоторыми видеоредакторами. Так, например, было замечено, что пользователи Mac часто затрудняются открыть .

MP4, а редакторы на Windows не всегда хорошо работают с форматом .MOV. Кроме того, некоторые редакторы не позволят вам редактировать видео в 4K. Другими словами, если ваш квадрокоптер или ваша экшн камера производят видео в нечитаемом формате, вам придётся каждый раз конвертировать файлы перед тем как открыть их на редактирование.

Fpv air 2

Я рекомендую этот симулятор в первую очередь для новичков. Это один из самых дешевых симуляторов. Физика достаточно реалистичная для и для совсем начинающих, и для отработки трюков.

Качественная графика, множество настроек, включая параметры физики; интерфейс похожий на Betaflight, есть поддержка мультиплеера. В нём есть практически все необходимые функции, которые ожидаешь увидеть в современном симуляторе. Он не такой вылизанный как другие симуляторы и тут не так много трасс, но это один из самых дешевых симуляторов, всего $5.

Он нормально работает даже на медленных компьютерах, т.к. имеет графический режим Ultra-low: деревья выглядят как плоские картинки и очень сильное размытие в движении. Но рассматривание деревьев — это не то, зачем мы запускаем симулятор 🙂 Доступность этого симулятора и гибкость настроек компенсирует некоторые недостатки.

FPV Air 2 можно найти в Стиме, поэтому установка и обновление — очень простой процесс.

Liftoff

Более проработанный симулятор с частыми обновлениями и большим количеством контента, но для запуска требуется очень мощный компьютер.

Более продвинутым пилотам я рекомендую обратить внимание на LiftOff. Это симулятор с наиболее реалистичной графикой и с самым длинными списком возможностей. Объем контента впечатляет, сотни моделей и тысячи треков, созданных энтузиастами.

Можно настраивать PID регуляторы и рейты, как в настоящем дроне под управлением Betaflight. За годы разработки сильно улучшена физика. Разработчик сообщил, что потратил очень много денег на написание кода на основе отзывов от «топовых пилотов», «авиационных инженеров» и «специалистов по аэродинамике».

В нашем списке Liftoff — самый прожорливый симулятор в плане ресурсов компа, чтобы картинка была плавной, нужен довольно приличный компьютер. Очень многие жалуются на рывки и что он работает медленно.

К сожалению, во время игры нельзя менять настройки физики. Кроме того, не очень хорошо работает отслеживание крашей, т.е. приходится снимать очки, тянуться к клавиатуре и перезапускать игру. Это небольшая проблема, но все равно раздражает.

Liftoff обновился и теперь упростился процесс бинда передатчика, также появился режим «Freestyle mode», в котором отслеживаются и оцениваются ваши движения и трюки, как будто это соревнование.

Вот видео моего полета в симуляторе. Таранис и очки подключены к компьютеру. Видео записано писалкой, встроенной в очки.

Velocidrones

Отличный FPV симулятор с наиболее реалистичной физикой. Графика не самая детальная, зато работает на слабых компьютерах.

Если у вас слабый компьютер или ноутбук, то посмотрите на Velocidrone.

В VelociDrone можно выбрать коптер из большого числа реально существующих моделей. Во время игры можно менять настройки физики, например: гравитацию, ветер, мощность коптера и т.д.

В нем одна из лучших реализаций физики и куча изменяемых параметров. Благодаря этому я легко настроил модель так, чтобы она вела себя как мой реальный коптер. Хочу ещё раз отметить реалистичность поведения моделей, возможно лучше всех других симуляторов из нашего списка.

По всей видимости они используют код Betaflight, и, как в настоящем Betaflight вы можете менять рейты и ПИДы. Кроме того, можно выбрать FOV камеры, угол её установки, а диапазоны стиков всегда используются по полной, без настройки смещений (Offset) и потери разрешения.

Графика не такая крутая как в других симах, но преимущество в том, что требуется менее производительный компьютер; меню, треки, всё грузится значительно быстрее. Имеется отличный редактор карт, в мультиплеере можно летать как в гонках, так и фристайл, есть голосовой чат и всё в одном сеансе, без перезагрузок.

Однако его нет в Steam, поэтому обновление немного сложнее, хотя это даже к лучшему, никто не заставляет вас его постоянно обновлять.

Виртуальный квадрокоптер на unity opencv (часть 1)

КПДВ. Виртуальный квадрокоптер в окружении параллелепипеда и цилиндра

Доброго времени суток, дорогие хабравчане!

Что нам стоит дом построить? Нарисуем — будем жить. В этой серии статей я хотел бы поделится опытом строительства (и рассказать как) виртуального квадрокоптера в Unity. А также получить ценные советы от коллективного разума хабра 🙂 Виртуального дрона я задумал с целью тестирования существующих алгоритмов компьютерного зрения, а также их приложения в навигации коптеров. С 5й версии в Unity есть возможность писать C плагины, то есть имеется возможность применить всю коровью суперсилу все возможности сторонних C/C библиотек, таких как OpenCV, чем я, собственно, и собираюсь заняться. Да, реальный мир намного сложнее Unity. Но мне хочется верить, что использование такого симулятора может послужить хорошим начальным приближением для разработки искусственного интеллекта дрона. Если вам интересно, то добро пожаловать под кат.

В части 1 мы будем создавать свой виртуальный квадрокоптер в Unity и стабилизировать его PID регуляторами. Подключение OpenCV будет в части 2. В части 3 планируется потестировать алгоритм плотной 3D реконструкции из OpenCV. Дальше: как пойдет.

Разработку я веду в Mac OS, но так, как сами инструменты кроссплатформенны, я думаю, что это можно пробовать повторить и под другими системами. Работу в Unity я, поначалу, буду описывать подробно, чтобы можно было, не отрываясь от статьи по крайней мере, не часто отрываясь от статьи, воссоздавать то, что описывается. Итак приступаем. Устанавливаем и запускаем Unity, у меня версия 5.2.0f3. Создаем пустой 3D проект. Я использую лейаут по-умолчанию: меню Window -> Layouts -> Default. Далее идем в меню GameObject -> 3D Object -> Cube, у нас появился белый куб 1 x 1 x 1 в начале координат. И сейчас мы из него сделаем поверхность земли. Справа в инспекторе (Inspector) выставляем у нашего куба Scale, так чтобы он стал похож на поверхность. X: 20 Y:0.1 Z:20 (в этом же блоке можно задавть координаты и ориентацию объектов). Далее покрасим нашу поверхность в зеленый цвет: Меню Assets -> Create -> Material, задаем имя Ground — мы создали текстуру для нашей поверхности. Далее в инспекторе проекта (Project) в папке Assets мы видим только что созданную текстуру (матерьял), выбираем ее и справа в инспекторе (Main Maps -> Albedo) задаем цвет. Находим в Hierarchy нашу поверхность, если она по прежнему называется Cube, можно дать ей какое-то более адекватное имя. Накидываем драг эн дропом текстуру на нашу поверхность и вот уже она покрасилась в нужный нам цвет.

Поверхность земли

Теперь возьмемся за создание нашего квадрокоптера. Информацию о квадрокоптерах я черпал из замечательной статьи, в ней очень хорошо описаны базовые понятия, принцип работы и управления. Очень советую прочитать эту статью, так как здесь я не буду описывать особенностей квадрокоптеростроения, чтобы излишне не повторятся. Наш дрон будет состоять из Cube — основания, 4х Cylinder — это будут штанги для укрепления двигателей и 4х Capsule — это будут наши двигатели. Создаем в Hierarchy с помощью кнопочки Create пустой объект и называем его Quadrocopter. Правой кнопкой на нем, добавляем туда вышеперечисленные примитивы. Советую сразу делать их размерами, похожими на реальные, чтобы получить похожее на ожидаемое поведение твердых тел. В документации по Unity пишут, что их 1 — это один метр, я сделал scale основания 0.2 x 0.1 x 0.2. Укажите в комментариях более правильный путь задания размеров примитивов, я, глядя на интерфейс Unity, другого интуитивного способа не нашел. Путем манипулирования с позициями, ориентациями и размерами, получаем вот такой квадрик:

Квадрокоптер. Примитивы

Белым цветом отмечены передние двигатели (у квадрокоптера есть перед). Запускаем, он, естественно, никуда не летит. Это нормально 🙂 Теперь надо добавить к нашим примитивам физику. Нам также желательно объединить штанги и тело в одну неделимую раму, рама будет пустым GameObject, в который мы перенесем требуемые примитивы. Для реализации физики твердого тела используется компонент Rigidbody. Выделяем наш элемент, например раму. В инспекторе справа нажимаем Add Component -> Physics -> Rigidbody. В списке, в инспекторе, появляется Rigidbody. Добавим его и на двигатели. Запускаем, все падает и разваливается — это нормально, теперь у нас есть физика.

Квадрокоптер. Упал и развалился

Чтобы все не разваливалось добавим Add Component -> Physics -> Fixed Joint в составляющие нашего квадрокоптера. Этот компонент будет реализовывать жесткую связь. Параметром Connected Body указываем на объект, к которому хотим привязаться. Привязываем двигателей к раме. И вот теперь у нас ничего не разваливается, просто падает как есть.

Квадрокоптер. Упал и не развалился

Теперь надо добавить мощности в наши двигатели. Для этого мы будем использовать нехитрый C# скрипт. Идем в Assets Create -> C# Script, назовем его motorScript.

using UnityEngine;
using System.Collections;
public class motorScript : MonoBehaviour {	public float power = 0.0f;	void FixedUpdate () {	GetComponent<Rigidbody> ().AddRelativeForce (0, power, 0);	}
}

Потом выбираем двигатель и делаем Add Component -> Scripts -> Motor Script. У нашего скрипта есть параметр power — это сила нашего мотора. Можно задать для каждого мотора, например, значение 2 и мы увидим, что наш квадрик падает теперь не так быстро: двигатели работают. Теперь осталось стабилизировать наш квадрокоптер, чтобы иметь возможность задавать извне ему углы поворота и он мог их держать. Для этого создадим скрипт quadrocopterScript.cs. Стабилизация квадрокоптера осуществляется PID регуляторами. Для более подробной информации об этом процессе посмотрите

вышеуказанную статью

. Для каждого угла нам будет необходим свой PID регулятор, в итоге нам необходимо 3 независимых регулятора. Ниже привожу код скрипта. Но сначала упомяну про один нюанс. Рыскание в квадрокоптере реализуется за счет моментов двигателей. Они могут поворачивать всю конструкцию, но в Unity этого почему-то не происходит, несмотря на то, что я пробовал добавлять GetComponent ().AddRelativeTorque в скрипт двигателя. В итоге пришел к тому, что нужно просто немного (на 10 градусов) повернуть двигатели относительно осей штанг так, чтобы передние двигатели были повернуты друг к другу, так же и задние. Это нужно чтобы угловой момент всей конструкции при одинаковой мощности двигателей гасился. Итак наш скрипт квадрокоптера:

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using System.Collections;
using System;
public class quadrocopterScript : MonoBehaviour {	//фактические параметры	private double pitch; //Тангаж	private double roll; //Крен	private double yaw; //Рыскание	public double throttle; //Газ, газ мы задаем извне, поэтому он public	//требуемые параметры	public double targetPitch;	public double targetRoll;	public double targetYaw;	//PID регуляторы, которые будут стабилизировать углы	//каждому углу свой регулятор, класс PID определен ниже	//константы подобраны на глаз :) пробуйте свои значения	private PID pitchPID = new PID (100, 0, 20);	private PID rollPID = new PID (100, 0, 20);	private PID yawPID = new PID (50, 0, 50);	void readRotation () {	//фактическая ориентация нашего квадрокоптера,	//в реальном квадрокоптере эти данные необходимо получать	//из акселерометра-гироскопа-магнетометра, так же как делает это ваш	//смартфон	Vector3 rot = GameObject.Find ("Frame").GetComponent<Transform> ().rotation.eulerAngles;	pitch = rot.x;	yaw = rot.y;	roll = rot.z;	}	//функция стабилизации квадрокоптера	//с помощью PID регуляторов мы настраиваем	//мощность наших моторов так, чтобы углы приняли нужные нам значения	void stabilize () {	//нам необходимо посчитать разность между требуемым углом и текущим	//эта разность должна лежать в промежутке [-180, 180] чтобы обеспечить	//правильную работу PID регуляторов, так как нет смысла поворачивать на 350	//градусов, когда можно повернуть на -10	double dPitch = targetPitch - pitch;	double dRoll = targetRoll - roll;	double dYaw = targetYaw - yaw;	dPitch -= Math.Ceiling (Math.Floor (dPitch / 180.0) / 2.0) * 360.0;	dRoll -= Math.Ceiling (Math.Floor (dRoll / 180.0) / 2.0) * 360.0;	dYaw -= Math.Ceiling (Math.Floor (dYaw / 180.0) / 2.0) * 360.0;	//1 и 2 мотор впереди	//3 и 4 моторы сзади	double motor1power = throttle;	double motor2power = throttle;	double motor3power = throttle;	double motor4power = throttle;	//ограничитель на мощность подаваемую на моторы	double powerLimit = throttle > 20 ? 20 : throttle;	//управление тангажем:	//на передние двигатели подаем возмущение от регулятора	//на задние противоположное возмущение	double pitchForce = - pitchPID.calc (0, dPitch / 180.0);	pitchForce = pitchForce > powerLimit ? powerLimit : pitchForce;	pitchForce = pitchForce < -powerLimit ? -powerLimit : pitchForce;	motor1power = pitchForce;	motor2power = pitchForce;	motor3power = - pitchForce;	motor4power = - pitchForce;	//управление креном:	//действуем по аналогии с тангажем, только регулируем боковые двигатели	double rollForce = - rollPID.calc (0, dRoll / 180.0);	rollForce = rollForce > powerLimit ? powerLimit : rollForce;	rollForce = rollForce < -powerLimit ? -powerLimit : rollForce;	motor1power = rollForce;	motor2power = - rollForce;	motor3power = - rollForce;	motor4power = rollForce;	//управление рысканием:	double yawForce = yawPID.calc (0, dYaw / 180.0);	yawForce = yawForce > powerLimit ? powerLimit : yawForce;	yawForce = yawForce < -powerLimit ? -powerLimit : yawForce;	motor1power = yawForce;	motor2power = - yawForce;	motor3power = yawForce;	motor4power = - yawForce;	GameObject.Find ("Motor1").GetComponent<motorScript>().power = motor1power;	GameObject.Find ("Motor2").GetComponent<motorScript>().power = motor2power;	GameObject.Find ("Motor3").GetComponent<motorScript>().power = motor3power;	GameObject.Find ("Motor4").GetComponent<motorScript>().power = motor4power;	}	//как советуют в доке по Unity вычисления проводим в FixedUpdate, а не в Update	void FixedUpdate () {	readRotation ();	stabilize ();	}
}
public class PID {	private double P;	private double I;	private double D;	private double prevErr;	private double sumErr;	public PID (double P, double I, double D) {	this.P = P;	this.I = I;	this.D = D;	}	public double calc (double current, double target) {	double dt = Time.fixedDeltaTime;	double err = target - current;	this.sumErr = err;	double force = this.P * err this.I * this.sumErr * dt this.D * (err - this.prevErr) / dt;	this.prevErr = err;	return force;	}
};

Добавляем этот скрипт в наш объект Quadrocopter и у нас появляется возможность задать газ и необходимые углы поворота. У меня при газе 22.3 квадрик медленно садится. Чтобы протестировать стабилизацию по углам, можно в Transform квадрокоптера задавать отдельно углы и смотреть как он принимает горизонтальное положение, в случае если в target… параметрах скрипта указаны нулевые углы.

Задача прикрутить виртуальный джойстик, красивую модельку и окружение я оставляю инициативному читателю.

Как это получилось у меня можно попробовать по ссылке на андроид пакет.

Код того, что сделано в статье можно посмотреть на гитхабе.

Достоинства и недостатки такого способа подключения

Начнем с достоинств. Это удобно, поскольку способ не требует приобретения дополнительного оборудования. Пилотирование с помощью телефона через WiFi – несложный процесс, с которым справится даже начинающий пользователь. Фирменные приложения часто содержат обучающие уроки, позволяющие в короткие сроки освоить множество трюков.

Теперь упомянем и минусы. Например, подключение между телефоном и беспилотником может теряться в случае эксплуатации в местах с нестабильным интернет-соединением по вай-фай. Еще одна проблема – плохое качество изображения с камеры дрона. Дешевые смартфоны не всегда справляются с обработкой видео и одновременной поддержкой управления.

Стоит учитывать, что при полетах на большие расстояния этот способ может привести к задержке передачи данных. Как правило, она не превышает 2-3 секунд. Кроме того, обладатели Андроид-устройств версии ниже 4.1 могут столкнуться с невозможностью установки приложений на свой гаджет.

Запуск

Теперь необходимо найти подходящее место без высоких зданий и деревьев, различных столбов с проводами и ЛЭП, недопустимых рядом из-за опасности столкновения и помех на GNSS сигнал. Само собой посторонних людей не должно быть поблизости из-за целей безопасности и привлечения излишнего внимания на испытаниях.

Не всегда все идет по плану

Далее, нужно привезти и разложить в правильном порядке на определенном расстоянии друг от друга, например 100 коптеров. Чтобы компактней и удобней сложить и перевезти все дроны, применяются специальные стойки. В них стеком собираются некоторое количество дронов.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Тайские коллеги проводят электричество под площадки для дронов

Расстановка коптеров на места, без какой-либо разметки и вдобавок в траве превращается в хаос. Поэтому разметить заранее места установки коптеров, а затем разложить по уже имеющемся меткам просто необходимо. Тут опять стоит вспомнить о стойках с коптерами, с которыми можно удобно идти и расставлять дроны один за другим.

Еще сказывается расстояние между взлетными местами. Например, для расстановки на расстоянии 3х метров друг от друга 100 коптеров, нужна довольно большая площадка (порядка 30 на 30 метров), которую нужно еще поискать. Также на большом расстоянии осложняется коммуникация между людьми — приходится много кричать и бегать или использовать рации.

Теперь осталось дождаться темноты, включить наземное оборудование и все коптеры. Когда все готово, отправляется команда на синхронный старт. Толпа дронов взмывает в воздух и повторяет движения и краски анимации, созданной для впечатления зрителя хореографией в ночном небе.

Наземная часть

Важной составляющей на земле является базовая станция, на которую возложено сразу несколько важных функций, а именно:

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорамаУ High Great через множество напраленных антенн возможно загружается полетное задание360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорамаИнтерфейс с сенсорным дисплеем Intel

Здесь еще меньше информации, чем по дронам. Известно, что Intel использует софт, с помощью которого оператор может мониторить параметры отдельного коптера и отдавать ему команду в случае чего. Какой используется радиоканал и с какой архитектурой — остаётся только догадываться.

Теперь перейдем к тому, ради чего все начиналось — трехмерным анимированным картинам, или просто — анимации, которая начинает создаваться задолго до самого шоу. Главная идея — создать движение неких объектов в пространстве, которые изменяют цвет и удовлетворяют художественным и техническим требованиям, таких как расстояния между дронами, скорость движения и этапы взлета и посадки.

Задача достаточно творческая, так как нужно создать завораживающее хореографическое зрелище в рамках возможности проверки технических условий. Не стоит забывать о необходимости создания методов, с помощью которых можно автоматически строить переходы между фигурами.

Даже с помощью 100 дронов можно сделать интересное представление

Первое, что приходит на ум в такой ситуации — использовать известные 3D редакторы, такие как 3DS Max, Blender, Cinema4D и другие. Без хорошего специалиста в этой области не обойтись, но можно попробовать автоматизировать некоторые этапы с помощью плагинов и API.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Создание зайца в Cinema4D

Анимация есть, все летают красиво и не сталкиваются, теперь необходимо сгенерировать полетные задания для каждого коптера и загрузить их в автопилот. Для этого наверняка придется использовать специальный софт и это уже зависит от полетного контроллера и способа загрузки. Загрузка может быть сделана заранее или же непосредственно перед запуском, например по радио.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
А можно как AO Drones построить тоннель из дронов

Нодальная точка

Пожалуй, самый важный и ответственный момент — правильное вращение камеры относительно ее нодальной точки.

Объясню на пальцах: помните «камеру-обскуру»? Ту самую, где в заборе просверлена маленькая дырочка, а свет, попадающий через нее, переворачивается вверх тормашками и проецируется на приложенную сзади пластинку в виде готовой фотографии?

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Старинная гравюра, демонстрирующая принцип действия камеры-обскуры.

Так вот, место преломления лучей («дырочка») — и есть та самая нодальная точка. В объективах камер она находится «где-то там внутри», без точного обозначения ее местоположения. Да это и неважно: ведь, снимая обычные кадры, думать об этом не приходится ни разу.

Совсем другое дело — панорамы! В «сферах» крайне важно вращать камеру туда-сюда так, чтобы центр вращения приходился именно на нодальную точку. Почему? Потому что, если соблюдать ее, картинка, полученная через «камеру-обскуру» будет равномерно проецироваться по всей поверхности глобуса, внутри которого вы находитесь. Без искажения пространства и наползания одного объекта на другой (без эффекта параллакса).

Собственно, по той же самой схеме на глобус нанесены и карты: на глобусе они имеют верные пропорции, а вот в плоском исполнении сильно искажены. В итоге, например, Россия кажется огромным государством, крупнее Африки. В то время как Африка по площади в полтора раза больше России: 30 миллионов квадратных километров против 17.

Виной всему искажения, проекции сферы на плоскость. И если карты в «плоском» виде перенести на глобус, то никакого места для всех стран и континентов на земном шарике уже не хватит. Равно как и наоборот: если картинку с глобуса перенести как есть на плоскость, то ни Африку, ни Россию в новом обличье вы сразу не узнаете.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Сравните плоскую карту мира – например, Google Maps – и глобус. И удивитесь тому, насколько отличаются фактические размеры стран и континентов из-за искажений, возникающих при переносе сферических изображений на плоскость.

Именно по этой причине в «трех аккордах» нам и понадобилась палка с веревкой. Для того, чтобы плюс-минус точно выдержать камеру смартфона хотя бы по высоте и вертикали. Для соблюдения той самой нодальной точки. Хотя бы приблизительно, вращая смартфон вокруг оси его объектива.

С «большими» камерами чуть сложнее: их фотомодули в разы больше смартфонных, и потому сдвиги туда-сюда критичнее. Поэтому для съемки «сфер» обычными зеркальными/беззеркальными камерами используют не только штатив (вместо шнура-палки), но и специальную механическую «панорамную головку». Выглядит она как-то так:

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Классическая панорамная головка.

Из конструкции очевидно, что горизонтальная планка необходима для смещения камеры по горизонтали так, чтобы воображаемая вертикальная плоскость проходила вдоль оси объектива. А вращающаяся по вертикали – чтобы пересекающиеся воображаемые плоскости образовали «крест» в его нодальной точке. Вне зависимости от того, как будет развернута камера. Повращайте мысленно эту конструкцию, и поймете, как это работает.

Таким образом, соблюдение нодальной точки (повторюсь, в абсолютно любой оптической конструкции — в камере смартфона, в большой «профессиональной» камере или в специальной 360-модели) — главная техническая предпосылка для съемки «сфер». Иначе ничего не получится.

Подключение дрона к телефону или планшету: пошаговое руководство

  1. Открываем магазин приложений (Google Play телефона на Android или App Store для устройств Apple) и скачиваем фирменное приложение, предлагаемое брендом вашего дрона. Например, у китайского бренда DJI есть DJI FLY и DJI GO, а у французской марки Parrot – ПО Parrot AR.DRONE. Для быстрого поиска необходимого приложения можно воспользоваться QR-кодом на упаковке вашего летательного аппарата или в руководстве по эксплуатации. Кстати, у DJI есть и более сложная утилита DroneDeploy – которая заменит самый передовой пульт управления.
  2. Далее включаем на телефоне вай-фай.
  3. Включаем квадрокоптер.
  4. Подключаемся к сети вай-фай, которую раздает дрон, обеспечивая устройство высокоскоростным беспроводным соединением. Вводить пароль в этом случае не требуется.
  5. Запускаем приложение, о которой шла речь в пункте 1. На экране смартфона должно появиться изображение с камеры квадрокоптера. Под ним или на фоне него будут находиться виртуальные стики и другие элементы управления, расположенные так же, как и на обычном пульте.
  6. Наслаждаемся полетом и расширенным функционалом вашего дрона.

Подключение через wifi

Предусмотрены три варианта, как подключить квадрокоптер к телефону:

Если есть возможность подсоединиться к пульту, — это самый простой вариант. Желательно им и воспользоваться. В пульте установлен более мощный приемник, с радиусом действия до 3 км (как DJI Mavic Mini). Если же подключить Wi-Fi к дрону через мобилку, девайс может отдалиться максимум на 30-50 метров. Сами понимаете, разница очевидна.

Для тех, кто интересуется, как работает Wi-Fi коннект: оба девайса объединяются в общую локальную сеть, где телефон передает данные по управлению дроном, а квадрокоптер принимает и мгновенно отзывается на них. В свою очередь, на мобильном видно, что снимает камера девайса.

Такая система контроля подойдет как для тех, кто только учится управлять квадрокоптерами (часто в дешевых моделях нет пульта). И для тех, кто хочет улучшить опыт съемок.

Продвинутые мобильные приложения для квадрокоптеров расскажут о погоде, силе ветра, разрешенных и запрещенных зонах для съемки и т.д. 

Чем дальше будет улетать дрон, тем больше будет задержка между командой и движением летающего девайса. К примеру, улетев на 50 метров, бюджетная модель будет показывать изображение с задержкой в 2-3 секунды. Особенно остро эти цифры чувствуются в городской среде.

В тему: ТОП-3 лучших производителей дронов — рейтинг производителей квадрокоптеров

Подытожу

Сегодня мы усвоили главное: качественную «сферу» можно снять даже на смартфон. Но только в том случае, если соблюсти при съемке нодальную точку.

В простейшем случае можно использовать подручные средства: любые опоры, включая веревку. В более продвинутых — специальное механическое оборудование, штативы и дроны, о которых поговорим в другой раз. При наличии, конечно же, интереса с вашей стороны.

Пользуясь случаем, замечу, что, даже имея в арсенале «тяжелое» оборудование и богатый опыт, в ряде случаев вам все же придется снимать на смартфон, временами пользуясь веревкой вместо штатива. Причин на то несколько. Приведу две из них, с которыми сталкивался лично.

Первая ситуация: пошел гулять налегке, увидел классные виды, а фоторюкзака с собой нет. Зато есть смартфон в кармане. Или вторая: зашел в музей / церковь / нарядный торговый центр, а там без особого разрешения снимать со штатива — никак. А вот на смартфон и веревку никаких запретов нет.

Так что в любом случае, даже если в ваших планах стать крутым панорамщиком с дорогущим про-оборудованием в ассортименте, начните таки с «трех аккордов». Потому что умение снять 360-панораму чем попало, в любых условиях — это и есть верх профессионализма в данном ремесле.

Ведь зрителю без разницы, чем это снято. Главное — как. Когда. И где.

Постобработка изображений

Если вы снимали в RAW, то прежде чем приступать к сшиванию, вам необходимо будет пакетно обработать полученные изображения. Такой плагин как «Camera Raw» в Photoshop или Lightroom является лучшим инструментом для этого процесса. Безусловно, чтобы обеспечить последовательный внешний вид, вы можете применить одни и те же настройки для всех изображений.

Качественное сшивание — самая требовательная часть рабочего процесса постобработки. К счастью, есть несколько действительно хороших инструментов. Одним из самых впечатляющих благодаря своей мощной простоте является ICE (Image Composite Editor)

от Microsoft Research. Вы почти всегда можете просто бросить в него свои изображения, и он отлично справится с их организацией и сшиванием. К сожалению, данное программное обеспечение добавляет не все метаданные, необходимые для правильного отображения на некоторых социальных сайтах, поэтому если вы используете его, то вероятнее всего, вам придётся добавлять некоторые метаданные самостоятельно.

Прежде чем выбирать симулятор

Для начала нужно выбрать аппаратуру управления.

Конечно, вы можете использовать джойстик от игровой приставки или даже клавиатуру! Однако, я настоятельно рекомендую использовать аппаратуру управления моделями, это позволит получить максимум от тренировок и поможет развить моторную память.

Есть два варианта подключения аппаратуры управления к компьютеру:

Вот список популярных передатчиков для гоночных коптеров, они совместимы со всеми симуляторами, которые будут описаны в этой статье. Это не полный список, но в нем указаны все самые популярные модели.

Аппаратура управления с USB портом для подключения к компьютеру — это огромный плюс при использовании симуляторов. Я всем рекомендую Taranis X9D (обзор, англ), Taranis QX7 (обзор) и Flysky Nirvana не только потому, что это самые популярные передатчики для управления коптерами, но и потому что они «plug-and-play» на компьютерах. При подключении аппаратуры к компьютеру при помощи USB кабеля — она определяется как джойстик.

Некоторые дешевые передатчики, например, Flysky i6 и Turnigy 9X не имеют USB порта, поэтому нуждаются в специальном USB адаптере для подключения. С одной стороны — USB разъем, с другой — моно джек для тренерского порта (часто в комплекте много разных переходников/разъемов, практически под все известные аппы, прим. перев).

Сшивание панорам с помощью hugin

PTGui — платное приложение, которое довольно популярно в хобби, но если вы не рассматриваете платный вариант, то, лучшей бесплатной альтернативой выступит свободная кроссплатформенная программа — Hugin. Возможно она не самая понятная с точки зрения использования, но у неё есть интерфейс «Assistant», который пошагово проведёт вас по всем этапам (в новой версии 2023 он вызывается путем выбора Interface ⇒ Simple).

Для начала вам будет необходимо загрузить изображения, путём перетаскивая или используя «File Open». Hugin поддерживает файлы формата JPEG или TIFF, поэтому он довольно гибкий. Вам также нужно будет указать фокусное расстояние камеры вашего дрона. Для Mavic Pro оно равно 28 мм.

Как только вы окажетесь в интерфейсе «Assistant», достаточно просто кликнуть по Step 2, «Align…». Hugin запустит фоновую задачу, посредством которой попытается выровнять и сшить изображения, используя контрольные точки, которые определяются в их перекрытии.

Если все пойдёт хорошо, вам останется исправить горизонт, перетащив его вверх и вниз в режиме просмотра «Layout». Hugin также покажет вам все связи, которые он установил между изображениями. Если вы видите серые линии, значит, с некоторыми из них соединиться не удалось.

Съёмка 360-градусной панорамы с помощью дрона

Для начала вам необходимо оптимизировать настройки камеры вашего дрона. Используйте как можно более низкое значение ISO, чтобы при этом выдержка была достаточной для уменьшения или устранения размытия изображения в сцене. Опытным путём было выявлено, что для пейзажей вполне подойдёт скорость даже в 1/60 секунды.

Если вы снимаете в условиях избыточного света, также стоит посмотреть, улучшит ли внешний вид добавление фильтра круговой поляризации, например, от PolarPro (CPL отфильтрует много отраженного света и зачастую согреет изображение, снятое в условиях яркого/избыточного света).

Эта 360-градусная панорама каньона Red Rock Canyon была снята с помощью Mavic Pro, мобильного приложения Litchi и рабочего процесса, описанного в этой статье (кликните для навигации):

Подобно тому, как смартфоны получили панорамные режимы, производители дронов добавили автоматические 360-градусные панорамные режимы. DJI, например, в последние версии своего приложения DJI GO добавила функцию «Панорама в один клик».

Новый режим позволяет поддерживаемому дрону делать предустановленную серию снимков и сшивать их за вас. Если вам нужен быстрый способ получить приемлемый панорамный снимок, то данный вариант будет идеальным. Он имеет четыре режима, из которых режим Sphere (Сфера) используется для создания 360-градусных панорамных изображений. Режим Sphere (Сфера) захватывает 34 изображения и автоматически сшивает их за вас в композитный JPEG.

Как и в случае с любой другой фотографией, вы можете получить лучшее качество с камеры вашего дрона, снимая в RAW режиме. Для Mavic Pro это означает 12-мегапиксельные DNG файлы. Один интересный трюк с панорамным режимом от DJI заключается в том, что если вы установите камеру в RAW перед его использованием, вы получите как сшитый JPEG, так и все исходные RAW файлы, которые вы сможете позднее обработать самостоятельно.

Настройка экспозиции, вероятно, является самой сложной частью настройки камеры. В идеале для съёмки панорамы вам необходимо выбрать одну экспозицию, которая будет охватывать важные элементы всей сцены, а затем зафиксировать её с помощью ручного режима.

Однако из-за ограниченного динамического диапазона обычных дрон-камер зачастую не существует единой настройки экспозиции, которая работала бы во всех направлениях. В нашем конкретном случае, на удивление, успех был достигнут банально в режиме автоматической экспозиции, позволив в дальнейшем программе постобработки самостоятельно заниматься сшиванием.

Технические особенности дронов

Всё начинается с летающей платформы. Нет дронов — нет шоу. Очевидно, требуется квадрокоптер c двумя необходимыми компонентами: светодиодным RGB фонарем и системой навигации. Если с фонарем всё довольно ясно — нужен помощнее с установленным на него рассеивателем, чтобы лучше было видно со всех сторон (особенно при съемках с воздуха, когда обзор не снизу, а в профиль или даже сверху) — то с навигацией всё гораздо сложнее и интереснее.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Одни из первых дронов для шоу от Intel, на дворе 2023 год

Для начала нужно определиться, где будет проводиться шоу — в помещении или под открытым небом. Кажется, что под крышей летать проще и безопаснее, но та самая крыша блокирует сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS), и вынуждает создавать собственную, локальную.

А здесь масса вариантов для разработчиков. Существует множество принципов, на которые можно опираться — радио, ультразвук, лазер, оптическая одометрия или инфракрасные маячки с внешними камерами. Готовых решений нет, и каждое новое нельзя назвать универсальным, нужны соответственные аппаратные и программные решения.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Чудо-коробочка indoor навигации от компании Verity

На открытом воздухе же всеми применяются GNSS системы, такие как GPS, GLONASS, Beidou. Это довольно просто, но при разработке шоу ключевой параметр — точность позиционирования, а следовательно красивые картинки. Здесь все обстоит не так просто как на первый взгляд: хотя в горизонтальной плоскости даже обычный GPS приемник вполне справляется, ошибка по высоте легко может достигать и 10 метров.

Полет с GPS/GLONASS обычной точности, высота рассчитывается по барометру

Чтобы снизить величину ошибки, приходится использовать технологию RTK (real time kinematic). Её основной принцип — использование стационарного приемника (базовой станции), которая отправляет на дроны по радио каналу сообщения-поправки, при этом точность по трем осям достигается порядка 2-20 сантиметров.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Технология RTK отлично подходит для задач дрон-шоу

Есть еще один вопрос — как же обеспечить групповой полет без столкновений? Самым простым и достаточным способом может быть синхронизация по времени. Иными словами, если каждый коптер точно знает, где ему нужно быть в заданное время (и еще какой цвет включить в нашем случае), то можно обеспечить построение фигур из большого числа беспилотников.

Конечно, это несет определенные требования к групповому «полетному заданию», но подробнее об этом немного ниже. Стоить отметить, что с помощью GNSS системы можно получать общее, глобальное время, которое позволит синхронизовать всех по времени.Возможны и другие принципы построения, такие как рой, когда все могут общаться напрямую друг с другом, динамически меняя траекторию, при этом решая сложную задачу поведения. Выглядит это сложно и избыточно для задачи светового шоу, и всё равно не поможет при отказе системы навигации.

CollMot работает над настоящим роем

Среди других параметров для шоу-коптера можно выделить следующие:

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорамаКоптер EHang напоминает DJI Phantom по размерам360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорамаК Intel приехала фура с дронами, можно выгружать

На рынке сейчас довольно много компаний, запустивших свои решения несколько лет назад — это вышеупомянутые

(США и Китай соответственно), также есть

(Япония). Есть также множество новых западных компаний, которые делают свои первые шаги. В России же есть

. Интересно решение на базе

, так как оно единственное open source в сфере световых шоу. Это для полетов на улице.

Для помещения можно отметить Verity с их системой навигации на радио. Intel тоже разрабатывает радио систему навигации в помещении, но информации по ней мало. High Great кажется уже продает решение для шоу в помещении.

Есть еще множество примеров полетов с использованием Vicon или OptiTrack, но они не имеют массового коммерческого применения. Geoscan применяет свою систему основанную на ультразвуке, но показанных шоу с её использованием пока мало.

Немногие могут позволить себе шоу от Verity

При этом технической информации по дронам не так много. Интересное решение, на мой взгляд, у Intel. У них небольшой, довольно простой в изготовлении дрон, который при этом обладает круговой защитой пропеллеров. Компания успела выпустить 2 версии коптера под названием Shooting Star.

На фоне остальных также интересно решение от Geoscan — Salute. Коптер для тех же целей — самый маленький в классе, весит немного меньше 250 г и выделяется простым и функциональным дизайном. Литая пластиковая рама, как экзоскелет, защищает всю начинку и одновременно служит рассеивателем.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Складирование Geoscan Salute

Дроны от Verge Aero, UVify IFO и Firefly выглядят схожими — всё таки когда делаешь девайс для определенных целей, приходишь примерно к одному результату.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Verge Aero360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
UVify IFO360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Firefly

Также есть недавно появившаяся, но бьющая рекорды High Great с безымянным коптером, который радует небольшими размерами и ярким фонарем. Не совсем практично торчит недешевая GNSS антенна, но зато позиционирование наверняка достаточно стабильное.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
2100 дронов — рекорд по количеству на данный момент (конец 2023 года)

Три аккорда

За основу возьмем принцип дворового обучения игре на гитаре: для начала выучим три базовых аккорда, а после уже разберемся со всеми остальными, оставив нотную грамоту и прочий фингерстайл на закуску.

Итак, нам понадобятся:

Первым делом устанавливаем приложение. На вопрос, почему именно это, а не другое, а также на все прочие, ответы дам после. Пока мотивируйте себя тем, что оно бесплатно, а профессиональный софт дорог и требует специальных знаний.

Далее. Если чехол вашего смартфона имеет кольцо для пальца на тыльной стороне, привяжите один конец веревки к нему, а второй прижмите ногой к земле так, чтобы шнур оказался натянут, а сам смартфон — в удобном для вас положении на уровне лица.

Если кольца на чехле нет, но под руками имеется добротная палка (шест, монопод), поставьте ее вертикально перед собой, а смартфон надежно обоприте о ее верхнюю оконечность.

Секунда теории: манипуляции со шнуром или палкой нужны для того, чтобы камера смартфона всегда была перпендикулярна земле и всегда на одной и той же высоте. Не спрашивайте, почему: так надо!

Готовы? Все, открывайте приложение «Просмотр улиц» и, следуя инструкциям на экране, начинайте снимать. В итоге получите подобное:

Эту сферическую панораму снял на широкоугольную камеру смартфона Samsung Galaxy S21 Ultra предложенным выше способом. С одной лишь оговоркой: обработал ее вручную специальным программным обеспечением.

Посмотреть панораму можно по ссылке.

Управление дроном с помощью пульта или смартфона на выбор пользователя

Когда коптер подключится к телефону, можно смело приступать к волнующей части работы с дроном — управлением в полете. 

Предусмотрены три варианта работы с устройством через мобилку.

1. Использование виртуальных кнопок внутри интерфейса программыМобилка выступает заменой джойстика.2. Настройка режимов полета и тонкие подстройки камерыТелефон заранее программирует автопилот «рейса», где можно проработать часто используемые или сложные полеты.3.

В целом, управление простое. Мобильные геймеры и вовсе будут как в «своей тарелке». Правят дроном так же, как и самолетом на авиасимуляторе. Если пользователь не особо играет в мобильные игры, он овладеет навыком управления коптером за 10-15 минут с помощью понятных подсказок, указанных в приложении по управлению квадрокоптером.

Четыре совета для начинающих.

  1. Не спешите сразу взимать в небо. Первые несколько полетов лучше провести на высоте 2-3 метра.
  2. Первые разы лучше запускать дрон подальше от высоток и деревьев — чтобы девайс случайно не врезался в них.
  3. Если приложение предлагает включить виброотдачу, следует этим воспользоваться. Прочувствуете управление через пульсацию.
  4. Для съемки в полете на превью выставлять минимальное качество изображения. FullHD видео сохраняется на microSD флешку, а вот «пиксельное» превью уменьшит задержку изображения. 

Читайте: 16 уникальных способов применения квадрокоптеров

Управляйте дроном для съёмки панорамы

В том случае, если вы не используете предустановленные панорамные режимы, у вас есть ещё пару вариантов управления дроном. Первый — управлять им вручную. Начните с горизонта (если есть интересные облака или горы, тогда вы можете начать съёмку подняв дрон повыше) и снимайте изображения с интервалами вокруг полного круга.

Для достижения наилучших результатов вам потребуется около 50% перекрытия между изображениями. Для Mavic Pro это означает около двенадцати изображений вокруг горизонта. Затем опустите подвес примерно на 1/2 высоты кадра и повторите процесс.

Эта панорама сельской местности штата Шан в Мьянме была не только увлекательной в плане съёмки, но и вызвала большое любопытство у местных жителей. Один фермер даже предложил обменять свой урожай перца чили на Mavic Pro (кликните для навигации):

Если же вы хотите, чтобы дрон делал это за вас, вы можете задействовать мобильное приложение, поддерживающее запрограммированные панорамы. Исходя из практики, лучшим вариантом на сегодня выступает популярное в хобби приложение «Litchi», которое доступно как для Android, так и для iOS.

Безусловно это не бесплатно, но оно быстро окупается. В Litchi вы можете установить, где вы хотите начать съёмку, сколько изображений вы хотите исполнить в каждой строке и сколько строк вы хотите захватить. Вы даже можете установить задержку между кадрами, в том случае, если производительность вашего дрона или мобильного устройства избыточна.

Усложняем процесс

Теперь, когда первые аккорды уже изучены и даже более или менее звучат, самое время перейти к нотной грамоте: понять принцип сферической съемки, изучить базовое оборудование и применяемый для обработки софт.

Замечу, что самое важное сейчас — не железки, а грамотная визуализация всего процесса в вашей собственной голове.

Ведь в случае с обычным фото мы получаем в итоге плоскую картинку. «Кроп» окружающего нас мира без возможности его зумирования, изменения угла просмотра либо чего-то еще. Со «сферами» все иначе.

Образно говоря, 360-панорама — это школьный глобус. Только смотрите вы на него не снаружи, а изнутри, находясь в его эпицентре. И куда бы вы там ни повернулись, куда бы ни посмотрели, повсюду будет «картинка» на его внутренних сводах.

360VR для чайников. Ваша первая сферическая панорама
Эту панораму снял с дрона. Конечно, можно было ограничиться линией горизонта. Но, согласитесь, любопытно взглянуть и на то, что там внизу. И вверху тоже. Поэтому высоту и точку съемки выбирал так, чтобы при любом развороте, любом ракурсе картинка «смотрелась». И, применяя зум, можно было рассмотреть даже самые удаленные уголки Старой Риги.

Посмотреть панораму можно по ссылке.

Соответственно, при съемке «сфер» вы изначально должны определиться:

  • с локацией (чтобы кругом все было интересно);
  • с высотой точки съемки (чтобы было красиво и видно);
  • с освещением и резкостью (чтобы окружение было четким).

С одной стороны, это сугубо художественные аспекты. С другой — безэмоционально технические. Сейчас объясню, почему.

Во-первых, у любой «сферы» есть акцентируемый передний план (тот, который показывается по умолчанию), задний, боковые сцены, зенит (верх) и надир (низ). Теперь представьте, что снимаете вы не на улице, а в помещении. Скажем, внутри музея, в котором и узорные ковры на полах, и хрустальные люстры сверху.

Логично предположить, что все эти красоты должны изумительно смотреться и на панораме. Соответственно, точку съемки следует выбирать не где попало, как при съемке обычного кадра (играя зумом), а так, чтобы просмотр и надира, и зенита дарил зрителю эстетическую радость.

Поэтому размещать оборудование лучше прямо над или под основным объектом. В описанном случае — под люстрой или над центральным узором ковра. Аналогично и на улице: прежде чем снять «сферу», встаньте на предполагаемую точку съемки и осмотритесь по сторонам.

Во-вторых, все кадры должны быть сделаны с одними и теми же настройками фокусного расстояния, значениями выдержки и диафрагмы. Так, чтобы после было проще эти фотографии «сводить». Если одна часть кадра будет сильно засвечена, а другая затемнена, то итоговый результат получится не очень.

Таким образом, в отличие от обычной фотографии, в сферической в разы больше технических составляющих, которые важно знать и понимать. К их подробному рассмотрению и перейдем.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий