2020年09月13日

全天球パノラマカメラを作りました

最近すっかりはまっている、3Dプリンタでのあれこれ制作。とうとうカメラを作りました。しかもただのカメラではありません。360°、前後左右がすべて写るだけでなく、真上・真下も写る全天球パノラマカメラです。

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世の中、パノラマカメラと呼ばれるものにはいろいろあり、単に画面の上下を切るだけのニセパノラマカメラもあれば、超広角レンズを用いた横長画面のカメラもあります。しかし本格的なパノラマカメラというとやはり、投影方式が普通のカメラとは異なり(円筒座標系)、直線が必ずしも直線として写らないものになるでしょう。WideluxHorizonNoblex のようにレンズだけが首を振るものも面白いですが、なにより究極のアイテムはSeitz社のRoundshotシリーズのように、カメラ全体がぐるっと回って360°まったく死角のないカメラということになります。

RoundShot にもたくさんの種類があり、フィルム送りの方法にも何通りかありますが、今回、簡単に制作するために過去には(おそらく)用いられていない新方式としました。それは、回転するドラムの内部にフィルムのスプールを格納し、フィルムとドラムは撮影中は一体になったまま、相対的にはまったく動かないというものです。そんな方法でできるのかというと、カメラの首を振る方向に適切な速度でドラムを回せば、スリット像の動きに追従することができるので、1組のギアだけで回転を制御できるのです。詳しい仕組みは後の動画を見てみてください。レンズはニコンの対角魚眼ですが、これを斜めに(対角線方向が鉛直方向になるように)取り付けることで真上から真下までが写るようになっています。

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3Dプリンタでこれまでいろいろ作ってきたので設計には慣れてきましたが、今回ばかりはいろいろな心配がありました。特に心配だったのは漏光の問題。黒い素材を使いますが、それでいろいろなものを作ってみたところ、素材そのものが意外と透けます。特に底面・天面は厚みをかなり持たせないと透けるため、遮光性が要求される部分はそれぞれ5層で造形しました。また、回転するドラムがどうしても一部むき出しになるので、摺動しながらも遮光する部分が必要になります。3Dプリンタは精度が低いので、どうしても0.5mm前後の余裕を設ける必要があります。ですので合わせ目をピッタリにすることはできません。そこで複雑な凹凸を持つ、いわば「ラビリンスシール」構造にすることで、モルト(スポンジ)等を一切用いずに遮光性をもたせることにしました。つまり、合わせ目の隙間に多くの交差点を設け、光が壁に当たる回数を増やすわけです。上の断面図でわかりますが、特に上のキャップとドラムの間や、巻き上げノブの周辺などは念入りに遮光を施しています。

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さて、組み立てができたら試写です。今回はさすがにかなり心配でした。遮光が不十分で、屋外で撮ったらフィルムが真っ黒とかだったら、という心配がありました。また構造上、フィルム送りが非常に重く、きちんと最後まで撮りきれるかどうかも心配でした。結果・・・なんと、漏光の形跡は皆無。周辺部がまったくクリアなフィルムが得られました。まずは大成功です。写真には縦の縞があり、これは手動でカメラを回転させる場合には避けられない回転速度のムラによるもので織り込み済みです。レンズの焦点距離(16mm)に対してドラムの半径(35mm)が大きいため、360°を超えて2周弱まで撮影できます。シャッターを搭載していないので、撮影直前にキャップを外し、ぐるぐる回った後にはすぐにキャップを締めるという方法ですが、回転角度に余裕があるため問題にはなりません。想像以上にうまくいきました。

全天球パノラマ画像ですので、左右を360°で切り出すことで、スキャンした画像がそのままパソコンで全天球表示できます。例えば、ウェブサイトPortable Panorama Playerに写真を放り込めば全天球表示ができます。今回撮影した写真を以下にあげておきます。

ファーストライト(室内撮影)(F4)

近所の神社1(F22)

近所の神社2(F22)

近所の神社3(F22)


漏光が心配のため、最初は屋内でまず撮影しました。ボディのピント調整が不完全な上、レンズのフォーカスリングも繰り出し状態になってしまっていてボケていますが、天井のシーリングライトの丸い形もきっちり出ているなどちゃんと全天球画像が撮れています。シャッター速度が変えられないため(遅く回れば実質的なシャッター速度が下がりますが)、屋外撮影では絞りを絞り込んでいます。F22で適正かどうか不安でしたが計算は悪くなかったようで、いい具合に撮影できました。足元の三脚の下に置いたアルミケースまでうまく写っています。



例によって動画も制作しました。原理の図示や、組み立ての様子も写っているのでぜひ見てみてください。今回、できるだけ「3Dプリンタ率」を上げることも目標にしたので、他に用意した部品はレンズマウントに使用した接写リング(Nikon PK-13)、ベアリング3個とネジぐらいです。動画では厚手の敷居すべりをドラムに貼り付けていますが少し厚すぎたので、撮影時にはクラフトテープに変えています。なんとスリットまで3Dプリンタ製ですが、これは薄手の金属板などでもう少し細くしてもいいかもしれません。

今回のカメラは3Dプリンタでの初トライということで、まずはシンプルで確実に撮影できることを目指しました。ですのでいくつか、以下のような問題が残っています。どうせならもうちょっと詰めて、ちゃんと撮影に耐えるカメラを作ってみようかと思っているところです。


  • フィルム巻き上げが大変に重い。ドラムに巻きつけたフィルムが巻き上げ時に締まるためと思われます。ですのでノブを送り出し側にも取り付け、緩めながら巻き上げられるようにしていますが、それでも非常に硬いです。スプール付近にはローラーを設けるなどの工夫が必要そうです。
  • フィルム装填がかなり難しい。ドラムは底のギアと固定されているため抜き取れず、隙間からフィルムを押し込む感じです。レールとの間に隙間があるので(フィルムはローラーに巻き付くので浮きにくく、レールはそもそも不要)バルナックライカほど引っかかる感じはありませんが、ちょっとやりにくいです。
  • フィルム送りは赤窓式で、645判の数字を読み取りますが、これが見づらいです。屈曲部に鏡を貼り付けられるようになっていて、それを貼り付ければ見やすくなるとは思います。
  • カメラの回転軸にはベアリングを設けていますが、3Dプリンタの精度を見込んで余裕がありガタツキがあります。像の縦揺れを防ぐために、軸の固定を強化する必要があります。回転軸の長さをとるためにやむなく回転軸を横にずらしていますが、これも光軸上に設置したいところです。
  • 回転ムラ。手動ではなかなかムラをなくすことは難しいので、自動化する必要があります。モーターを使う手もあるのですが、せっかく "unplugged" つまり電動要素を入れていないので、機械式にしたいところ。オルゴールのメカを流用することを計画しています。


そんなことで、もちろん課題がありますが、とにかく3Dプリンタでカメラが作れたのはよい経験になりました。レンズシャッターとフィルムバックの間をつなぐような、単純な暗箱ならもっと楽に作れそうに思えますが、まずはこのパノラマカメラの実用性を高めてみたいと思います。
posted by しんさく at 23:45| Comment(0) | TrackBack(0) | カメラ

2020年01月08日

レシート印刷カメラ

変わったカメラを入手しました。撮影するとその画像がレシートのロール紙(感熱紙)にモノクロプリントされる、安価なインスタントカメラです。

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このカメラを知ったのは、engadget 日本語版で山根氏が執筆された、この記事がきっかけでした。深センの電脳街で見つけられたとのことですが、極めて安価でどんどんプリントできる上、もっとも興味を惹かれたのは写真を一部に含めたメモ帳のような出力ができること。これはもしかしたら、おもちゃの枠を超えて、意外に実用的かもしれない・・と思い(実用的でなければ買いにくいという自分の精神構造のバリアを乗り越え)、探してみることにしました。

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amazon.co.jpなど国内の販売サイトを見ても、それらしいものは見当たりません。モノクロ印刷しか出来ない上、画質にも難があるので日本国内では市場価値なしと考えられているのでしょう。そこでまず ebay で検索してみたところいくつか出てきましが、やはりもっとも種類が豊富なのは本場中国のaliexpressでした。リサーチの結果、5種類ほど存在することが判明。その中からもっとも安価で小さそうな上、上記のようにメモ状の出力が可能なこの機種を選びました。お値段、わずかに4,345円。これに中国からの送料が含まれています。届いたパッケージは上記のようなもので、取説も含め英語圏向けとなっていました(書かれている英語は微妙なものですが)。中には本体のほか、ロール紙が3巻、ストラップ、USBケーブルが入っていました。

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ロール紙を格納するスペースがある割には意外と小型で、スリーサイズは W93 x H74 x D39mm、重さもわずか166g(ロール紙含まず)。メニューの言語設定には日本語があり(他の機種もおおむね日本語が入っているようで、作っているメーカが限られているのではないかと思われます)、日本でも子供向けのおもちゃとして十分なものに思えます。これには付属していませんが、ものによっては色鉛筆が付属していて、モノクロプリントに自由に着色して遊ぶことをむしろ楽しませようとするところなどは,なかなかよいアイディアかと思います。

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側面にはmicroUSBの充電端子のほか、撮影画像を記録するためのmicroSDの挿入口があり、撮影後に後から画像を選んで印刷することも出来ます。印刷結果を拡大すると印刷の線が見えますが、注意してみないとわからないぐらいの細さで、意外に鮮明。この機種は電源まわりが弱いのか、黒画素の多いラインは印字が薄くなりムラが出やすいのですが、それを除けばなかなか良い感じです。あと撮像素子が底辺クラスで、おそらく1.3MPixelぐらいなのではないでしょうか?記録画素数は1-8MPixelまで変えられますが、あまり画質に変化がないようです。ですが、これでもこのプリンタにはまずまず必要十分。印字速度も割に速いので、オフィスでのちょっとした伝言なんかにも意外と使えるのではないでしょうか?
posted by しんさく at 23:04| Comment(0) | TrackBack(0) | カメラ

2018年10月21日

HUAWEI P20 pro カメラ評価まとめ

さて今回,しつこいほどに?P20 pro のカメラ画質の評価をしてみました.スマートフォンとしてはかなり大きなセンサを搭載しているなどスペック上のことのみならず,大変評判がよく,IT系メディア関係者がこぞって買っているような状況です.しかしそうは言っても40MPもあれば,等倍で見れば厳しいだろう・・という予想はある意味で裏切られ,スペックだけの40MPではなく意味のある画素数であることもわかりましたし,レンズの性能が予想以上に高いことも確認できました.

使い勝手としてもレンズが飛び出してくることもなく,高速なCPU性能も相まってサクサクと気持ちよく撮影ができます.今回は(ぼかし処理以外は)触れずに評価してきましたが,3つのカメラと画像処理パワーを活用した多様な機能も魅力的です.

コスモスのきれいな季節なので,いくらか撮影してきた例を掲載してまずはこの件はおしまいです.以下の写真はクリックするとオリジナル画像を見ることができます.

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コスモスの花びらを逆光で透かして撮りました.背景(空)が明るいので+2EVの露出補正を行い,さらにRAWからの現像時に微調整しました.フルオートしかないことが多いスマートフォンにも露出補正が出来るものが増えてきていますが,P20 pro では一眼レフカメラと同様に1/3EV単位の数値を見ながら露出補正ができるのがいいところです.

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これはP20 proの「アパーチャ」機能で背景のボケを大きくして撮影した例です.ボケ量最大のF0.95で撮影しました.被写体と背景の間でほとんど違和感なく処理がされていて,十二分に実用的です(より複雑な形状のときにはうまくいかないときもあります).

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こちらはかなり近接して撮影していますので,背景のボケはレンズそのものによるものだけです.小さなものや,料理を撮るときなどはちょうどいいぐらいのボケ加減になると思います.

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RAWで撮影し,暗めに現像してみました.

タグ:P20 pro
posted by しんさく at 23:30| Comment(0) | TrackBack(0) | カメラ