立體(3D)流攝像機和觀看器——第2部分

時間：2025-01-14 20:26:31

關(guān)鍵字：樹莓派5 3D立體攝像機 Raspberry Pi zero

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[導讀]在這個項目的第一個版本中，我創(chuàng)建了一個三腳架安裝的立體3D相機，它通過HTTP傳輸立體視頻流，這樣它就可以在谷歌Cardboard這樣的立體觀看器上觀看。在這個設(shè)置中，我使用了兩臺Raspberry Pi zero，每個都有自己的攝像頭。

在這個項目的第一個版本中，我創(chuàng)建了一個三腳架安裝的立體3D相機，它通過HTTP傳輸立體視頻流，這樣它就可以在谷歌Cardboard這樣的立體觀看器上觀看。在這個設(shè)置中，我使用了兩臺Raspberry Pi zero，每個都有自己的攝像頭。

在這個更新的項目中，我使用樹莓派5，它有兩個攝像頭插槽，因此可以在單板上容納兩個攝像頭。

代碼也已更新，以利用新的PiCamera2 python庫。版本1使用了PiCamera，因為最新的樹莓派操作系統(tǒng)仍然沒有python支持libcamera。更新后的代碼支持兩種設(shè)置-使用2板，2攝像頭設(shè)置樹莓派零或1板，2攝像頭設(shè)置樹莓派5。它還利用Javascript來防止屏幕自動鎖定。

在這個項目中，我將主要關(guān)注Raspberry Pi 5的設(shè)置。您可以參考前面的項目了解Raspberry Pi Zero安裝的具體細節(jié)，包括將它們安裝在機箱上并共享電源軌，因此兩者都可以通過單個電源適配器供電。

立體3D圖像/視頻試圖復制我們親眼所見的東西。你的雙眼相距約2.5英寸或6厘米(60毫米)(也稱為眼間距離)。因此，每只眼睛從略微不同的角度和角度看圖像。大腦將這兩個圖像結(jié)合成一個無縫的圖像，并利用這些信息來測量距離和深度。這也被稱為雙目視覺。

我們可以用一個3D立體攝像機來復制這個過程，用兩個相距大致眼間距離的攝像機。這兩幅圖像(左圖和右圖)然后使用谷歌Cardboard等立體觀看器分別呈現(xiàn)給每只眼睛。然后，大腦將這些圖像結(jié)合起來，處理視角和角度的細微差異，從而產(chǎn)生深度感知，即3D圖像!

在這個項目中，我用一個樹莓派5和兩個樹莓派相機2s建立了一個立體3D相機，安置在樹莓派3/4/5的ProtoStax外殼中。

我也使用ProtoStax立體3D相機套件樹莓派相機- 60mm立體底座，它允許你安裝兩個Pi相機2坐落，你猜它相隔60mm -我們的眼間距離(也稱為軸間距離或立體底座時，參考相機設(shè)置)!它還配備了一個三腳架安裝件，使整個外殼三腳架安裝。

我們將使用Python將來自兩個攝像頭的攝像頭輸出流式傳輸?shù)交谧笱?右眼瀏覽器的復合視頻流中。然后，您可以在手機上的瀏覽器上打開這個立體聲視頻流，并將其放置在谷歌Cardboard等立體觀看器中，然后voilom !-我們有我們的3D立體流媒體相機和查看器!

現(xiàn)在，你可以給你的奶奶或奶奶帶一個3D參觀你的房子，而不必讓他們爬樓梯或離開舒適的椅子，因為你去操作相機，讓他們遠程觀看!

或者玩一些愚蠢的3D游戲，你可以讓你的朋友或家人看到你通過谷歌Cardboard呈現(xiàn)的世界——轉(zhuǎn)動相機，對準他們，看看他們在3D中看到自己時的反應(yīng)!很迷糊了!

免責聲明-暈動病患者在觀看VR頭顯或立體相機時可能會感到有點惡心。如果你開始感到惡心，只要放松立體相機觀看!

另一個免責聲明-兩個攝像機不是同步在這里，這個項目不是用于硬核立體視頻使用。為此，您可以使用其他硬件，例如Arducam的同步立體相機HAT用于樹莓派(或來自Arducam的其他類似產(chǎn)品)。ProtoStax外殼有足夠的空間放置HAT，因此您可以升級項目以使用硬件同步攝像機。您還可以嘗試使用軟件技術(shù)來改進性能和同步。在“前進”一節(jié)中提到了如何改進這個項目。

好了，我們開始吧!

第一步：準備樹莓派

如果您是從頭開始，您需要首先為您的樹莓派5配置SD卡和樹莓派操作系統(tǒng)。Raspberry Pi Imager工具允許您在創(chuàng)建啟動映像時提前進行一些配置。

由于我們將在無頭設(shè)置中使用樹莓派(未連接到顯示器或電視)，因此您需要在它們上啟用SSH。我們還希望它們在啟動時直接連接到無線網(wǎng)絡(luò)。我們可以使用樹莓派Imager工具設(shè)置提供WIFI網(wǎng)絡(luò)名稱和密碼憑證。

一旦我們這樣做了，我們可以做其余的設(shè)置稍后，在我們啟動我們的立體流媒體相機硬件設(shè)置。我們可以SSH到Raspberry Pi，并完成其余的設(shè)置，包括獲取源代碼和運行程序。

步驟2：設(shè)置硬件

首先將樹莓派5安裝在樹莓派5 / 4 / 3型號B/B+的ProtoStax機箱上。

接下來，安裝樹莓派相機的頂部板的ProtoStax立體3D相機套件樹莓派相機。

將Pi相機安裝到頂板上

連接相機線到樹莓派5?；蛘?，您可以在將相機安裝到頂板之前將相機連接到樹莓派5上!只要你覺得容易就行!

離以太網(wǎng)接口最近的攝像機槽位為camera 0。它旁邊的插槽(靠近HDMI端口)是相機1。在我的設(shè)置中，我將右攝像頭連接到槽0，將左攝像頭連接到槽1。如果您交換了它們，只需適當?shù)馗麓a。

添加側(cè)壁(包括一個/兩個三腳架安裝側(cè)壁從ProtoStax立體3D相機套件樹莓派相機)，并關(guān)閉一切。

完成外殼與三腳架安裝

這是最后完成立體相機設(shè)置，與附加的三腳架安裝適配器板(這將完全取決于你有三腳架的類型!)。

步驟3：配置樹莓派

使用最新的樹莓派和樹莓派操作系統(tǒng)，你不需要做很多額外的配置。之前，您需要使用raspi-config啟用相機接口?，F(xiàn)在，當攝像頭連接到接口上時，它們會自動啟用。

步驟4：配置軟件

你可以從GitHub下載該軟件。或者，您可以使用git安裝它

該程序?qū)⑼ㄟ^一個簡單的web服務(wù)器暴露相機的兩個MJPG視頻流，如：

(*將上面的raspberrypi5替換為您為pi選擇的主機名)

該程序還有一個主頁(index.html)，將兩個視頻流顯示為立體圖像(并排)，如

您可以打開手機瀏覽器上的鏈接(只需確保您的手機與樹莓派在同一網(wǎng)絡(luò)上)，并將手機放在谷歌Cardboard(或類似的查看器)等3D立體查看器中，以便在您的查看器上獲得3D立體流媒體相機。

因此，觀眾可以看到3D的一切。攝像機操作員可以四處移動，讓觀眾從舒適的沙發(fā)上享受3D之旅!

第五步：調(diào)焦相機和其他技巧

為了獲得最佳性能，您可以對焦樹莓派相機2的鏡頭，以獲得更清晰的圖像。您可以使用樹莓派相機的鏡頭調(diào)整工具來輕松調(diào)整焦點。

為了獲得最佳的流媒體性能，請確保您的樹莓派上沒有運行太多其他程序或服務(wù)。如果您從SD卡圖像開始，這應(yīng)該不是問題。但是，如果您從已經(jīng)配置的現(xiàn)有樹莓派開始，請確保您已經(jīng)停止并禁用了額外的服務(wù)，因此流媒體性能不會受到影響。

當您在手機上的瀏覽器上打開立體流鏈接時，最好隱藏工具欄，這樣查看器中的無關(guān)元素就會最小化。您需要在查看器中橫向調(diào)整手機，以便圖像顯示為單個平滑的3D圖像(并且沒有模糊的偽影)。

更新后的代碼在這個項目也可以防止屏幕鎖定踢在一段時間后，這將發(fā)生如果手機被放置在谷歌紙板查看器-只需點擊“喚醒鎖定被禁用”按鈕啟用它!當它被啟用時，背景變?yōu)楹谏?

代碼

這個代碼是基于Picamera庫的Web視頻流的高級配方，它開始將相機的視頻流記錄到緩沖區(qū)，然后通過http請求處理程序提供幀。它已經(jīng)更新為在最新版本的樹莓派操作系統(tǒng)上使用PiCamera2。web服務(wù)器在端口8000上啟動。您可以使用raspberrypi5.local:8000/leftstream查看每個相機的每個單獨的mjpg流?；騬aspberrypi5.local:8000/rightstream.mjpg

這個簡單的web服務(wù)器將使用一些HTML和CSS將左右mjpg流配置為帶有拆分視圖的單個頁面，并提供對主頁請求的響應(yīng)(raspberypi5)。本地：8000/或index.html頁面(raspberrypi5.local:8000/index.html)。因此打開主頁將提供一個立體視頻流。

下面是用來格式化頁面的HTML和CSS：