En esta guía de inicio rápido, seguirás los pasos para calibrar el objetivo distorsión y el desfase de punto nodal mediante el uso del complemento de calibración de cámara.
Los ejemplos de esta guía utilizan una cámara de producción, un sistema de seguimiento óptico de cámara y una tarjeta de captura Blackmagic 8k Pro para la entrada de vídeo fuente.
Prerrequisitos
Debes disponer del siguiente hardware:
- Cámara y objetivo (obligatorio)
- Conocimientos de la longitud focal y las distancias focales del objetivo
- Conocimiento de las dimensiones y resolución del sensor de la cámara, incluido cualquier impacto en el tamaño de la imagen, como los factores de recorte.
- Sistema de codificación del objetivo, Live Link compatible (práctica recomendada)
- A falta de un sistema de codificación del objetivo, puedes leer e introducir manualmente el parámetro del objetivo en un sujeto virtual de Live Link.
- Transmisión de vídeo SDI de la cámara a través de una tarjeta de captura como AJA o Blackmagic (obligatorio)
- Sistema de seguimiento de cámara, Live Link compatible (obligatorio para la calibración del desfase nodal)
- El elemento de seguimiento de la cámara debe colocarse por encima de la cámara, de modo que sea visible para el sistema de seguimiento de la cámara (en el caso del sistema óptico), con el hueso raíz y el conjunto de ejes alineados aproximadamente con la cámara mirando hacia delante.
- El seguimiento de la cámara es necesario para la calibración del desfase nodal, pero no hace falta para la calibración de distorsión.
- Tableros impresos (obligatorio) Se recomienda la impresión en un panel de dibond o espuma. Puede que haga falta calibrar varios tamaños para una serie de distancias o longitudes focales distintas. Los tableros más pequeños te permiten calibrar con distancias focales más cercanas, y los más grandes para distancias focales más lejanas. Del mismo modo, con la longitud focal, los tableros más grandes serán más útiles para un objetivo angular más amplio para mejorar la cobertura.
Debes configurar lo siguiente en tu proyecto de Unreal Engine:
- Complemento de calibración de cámara
- Seguimiento de cámara y transmisión de datos de enfoque, iris y zoom (FIZ) a través de Live Link
- En concreto, tu nivel debe tener un actor de CineCamera con el siguiente componente añadido:
- Un componente controlador de Live Link que tenga una transformación y datos de seguimiento del sistema de seguimiento. Debe ser un rol de transformación.
- Un componente controlador Live Link con una fuente que proporcione datos de codificación del objetivo. Debe ser un rol de cámara.
- Un componente de objetivo
Algunos sistemas de seguimiento de cámara tendrán sus datos de transformación y de codificación de objetivo combinados en una función de cámara, en cuyo caso solo tendrías un único componente controlador Live Link y un componente de objetivo.
- Entrada de vídeo fuente
- (Obligatorio) Una fuente de medios o un perfil de medios configurado para recibir el feed de tu cámara SDI.
- (Opcional) Código de tiempo y genlock configurados en el perfil de medios si utilizas un generador de sincronización. Para configurarlo, consulta Perfil de medios.
- (Opcional) Monitor de datos cronometrados para evaluar la sincronización y el código de tiempo.
Cómo crear un recurso de archivo de objetivo
El recurso de archivo de objetivo es el contenedor que almacena los datos de calibración sobre un objetivo, como la distorsión, el desfase nodal y la longitud focal del mismo. Haz doble clic en el archivo del objetivo para abrir el editor de recursos del archivo del objetivo, que es una herramienta útil para calcular esos datos. Hay que crear un nuevo archivo de objetivo para cada combinación objetivo con cuerpo de cámara.
Para crear un recurso de archivo de objetivo en tu proyecto, sigue estos pasos:
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En el explorador de contenido, haz clic derecho para abrir el menú contextual y haz clic en Miscelánea > Archivo de objetivo.
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Dale un nombre al archivo de objetivo que describa la combinación del rastreador del objetivo de la cámara, como «CameraModel_50mm_TrackerA».
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Asigna el archivo de objetivo al componente de objetivo en el actor Cinecamera.
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Haz doble clic en el recurso de archivo de objetivo para abrir el editor de recursos del archivo de objetivo. Esto crea actores temporales de cámaras de Composure en el nivel, que se eliminan cuando se cierra el editor del archivo de objetivo.
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En Configuración del visor:
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Establece Cámara en el actor Cinecamera.
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Establece Fuente de medios en el perfil de medios o la fuente de medios y selecciona el dispositivo de vídeo correcto. Si el vídeo se recibe correctamente, deberías poder ver vídeo compuesto en el visor del archivo de objetivo.
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En Información del objetivo:
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Introduce un nombre de modelo de objetivo y un número de serie. Una convención de nomenclatura recomendada combina el nombre de cuerpo de cámara y la longitud focal. No son obligatorios y son metadatos útiles para el beneficio del usuario.
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Establece el modelo de objetivo adecuado (esférico o anamórfico).
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Configura las dimensiones del sensor para que coincidan con el tamaño del sensor físico de la cámara y se tenga en cuenta cualquier factor de recorte u otras configuraciones de la cámara que cambien el tamaño efectivo del sensor.
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Para los objetivos anamórficos, establece el factor de compresión. Para los objetivos esféricos, el factor de compresión debe establecerse en 1.0.
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Establece la resolución de imagen y las dimensiones de la información del feed de la cámara según corresponda.
Las dimensiones del feed de la cámara están pensadas para tener en cuenta las diferencias de relación de aspecto entre la resolución de grabación y la resolución de la fuente del medio transmitido. Si las dimensiones del sensor se han establecido correctamente en el paso anterior, es posible que la herramienta haya ajustado automáticamente las dimensiones de alimentación de la cámara.
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Selecciona el actor de CineCamera en el esquematizador para abrir el panel Detalles.
En la parte inferior del editor de recursos del archivo de objetivos encontrarás un resumen de las propiedades actuales aplicadas al archivo de objetivos. La mayoría de las propiedades aparecen en blanco o «n/d» en esta fase. Estas propiedades se actualizarán a medida que continúes con el proceso de calibración. Una vez que todo esté configurado correctamente, deberías ver una composición visual de tu nivel de UE y del feed SDI, también verás el nombre de CineCamera y del componente de objetivo, junto con los datos FIZ correspondientes en el panel inferior.
Cómo crear el tablero virtual
Este paso muestra cómo calcular la distorsión del objetivo con el método habitual de utilizar un tablero. Puedes utilizar un tablero impreso montado en una superficie rígida y dentro de la vista de la cámara de producción, o una imagen de tablero mostrada en una tablet. A continuación, tendrás que crear un actor de tablero en UE para cambiar las propiedades del tablero físico.
Para crear un actor de tablero, sigue estos pasos:
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En la barra de herramientas principal, selecciona Añadir contenido y elige Producción virtual > Tablero para añadir un actor CameraCalibrationCheckerboard al nivel.
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En el esquematizador, selecciona el actor CameraCalibrationCheckerboard para abrir el panel Detalles. En el panel Detalles en Calibración:
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Establece el número de filas de esquinas en el número de esquinas de una de las columnas del tablero. En este ejemplo, el número de esquinas de fila es 7.
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Establece el número de columnas de esquinas en el número de columnas de una de las filas del tablero. En este ejemplo, el número de esquinas de columna es 11.
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Establece la longitud lateral del cuadrado en la longitud de un cuadrado del tablero en centímetros (cm). En este ejemplo, cada lado del cuadrado mide 4.5 cm.
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(Opcional) Ajusta el grosor al grosor del tablero físico en cm.
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Observa en la imagen a continuación que la fila y las columnas de las esquinas se cuentan como el interior de cada uno de los cuadrados negros exteriores:
Para un uso óptimo de la calibración del objetivo, es importante que la alineación del actor de tablero rastreado sea lo más precisa posible.
Puedes calcular la distorsión del objetivo y el desfase nodal al mismo tiempo si realizas un seguimiento del tablero a través de Live Link con el mismo sistema de seguimiento para la cámara. Para ello, coloca marcadores ópticos o un disco VIVE en el tablero, según corresponda en tu sistema de seguimiento. Aunque la calibración del objetivo pretende compensar cualquier desalineación entre el tablero del mundo real y el actor del tablero rastreado, se recomienda que estén al menos dentro de los 5 centímetros de traslación y 5 grados de rotación en todos los ejes.
Para aplicar el seguimiento al tablero en UE, establece como padre el actor del tablero a un actor con un componente de Live Link que reciba los datos de Live Link.
Cómo calibrar la distorsión de objetivo y el desfase nodal
Para calibrar simultáneamente la distorsión del objetivo y el desfase nodal, sigue estos pasos:
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En el editor de recursos del archivo de objetivos, haz clic en la pestaña Distorsión del objetivo.
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Haz clic en Configuración de captura y haz lo siguiente:
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Establece el Patrón de calibración en Tablero.
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Establece Calibrador en el actor CameraCalibrationCheckerboard que has creado.
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Habilita Con seguimiento del calibrador.
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Habilita Con seguimiento de cámara.
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Habilita Mostrar superposición. Esto ayudará a mostrar una indicación de la cobertura del objetivo durante la fase de captura de datos.
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En Configuración del solucionador, haz lo siguiente:
- Habilita Solucionar desfase nodal.
- Haz clic en Adivinar distancia focal > Ajustar al valor y ajústalo al valor que esperas que sea la distancia focal (por ejemplo, 50 mm).
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Coloca el tablero delante de la cámara como se muestra a continuación.
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Haz clic en el visor para iniciar el proceso de calibración y crear la primera imagen que se utilizará.
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Mueve el tablero por el campo de visión de la cámara y sigue haciendo clic en la imagen para capturar más imágenes de calibración. Asegúrate de mover la posición del tablero las veces suficientes para cubrir el campo de visión con imágenes solapadas, en diferentes orientaciones y profundidades para aumentar la precisión de la calibración.
Solo tienes que mover el tablero. No muevas la cámara.
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Mientras haces clic en el visor y añades imágenes al conjunto de datos, puede que quieras eliminar las capturas erróneas (por ejemplo, una captura con desenfoque de movimiento). Para eliminar una imagen, haz clic en la imagen de la lista y pulsa la tecla Suprimir.
Este vídeo muestra la cobertura aproximada necesaria:
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Después de recopilar suficientes imágenes solapadas para cubrir al menos el campo de visión completo, haz clic en Calibrar objetivo.
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Aparecerá un cuadro de diálogo con un mensaje. El error de reproyección indica la precisión de la calibración.
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Comprueba que los datos de Distorsión, Intrínsecos de cámara normalizados y Desfase de punto nodal se han actualizado en la parte inferior de la ventana del archivo de objetivos.
La mayoría de los objetivos tendrán un valor de distorsión diferente a distintas distancias focales. Para conseguir el archivo de objetivos más preciso para la distorsión del objetivo, el proceso anterior debe repetirse a diferentes distancias focales. Para obtener una calibración completa de los objetivo de zoom, tendrás que realizar una serie de calibraciones en una variedad de distancias focales en una variedad de longitudes focales.
Cómo confirmar el resultado de la calibración
Observarás que, tras una calibración, el tablero virtual se acerca a los elementos visuales de partida en el visor del archivo de objetivos. Sin embargo, seguirá mostrando una discrepancia en la alineación de los elementos visuales. Esto se debe a que, aunque durante la calibración se tuvo en cuenta la desalineación entre el mundo real y el tablero virtual, la alineación sigue siendo incorrecta en el tablero. Ahora que tienes un objetivo calibrado y un desfase nodal, puedes ajustar la alineación del tablero.
Para ajustar la alineación del tablero, sigue estos pasos:
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En el editor de recursos del archivo de objetivos, accede a la pestaña Desfase nodal.
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Establece el Algoritmo de desfase nodal en Tablero con desfase nodal.
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Configura Tablero como tu actor de tablero.
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Haz clic en la imagen para rellenar todos los datos de las esquinas de la calibración.
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Haz clic en Aplicar al calibrador. Esto mueve al actor del tablero a la cámara para que coincida con el tablero físico.
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En Configuración del visor, establece la transparencia en menos de 1 para verificar que el actor de tablero coincide con el tablero físico en el visor de la cámara.
El siguiente vídeo muestra el uso de una transparencia para superponer los feeds virtual y de vídeo para validar la precisión de la calibración con el tablero rastreado. Ten en cuenta que durante este ejemplo también hay un desfase en los datos de seguimiento para alinear los fotogramas de vídeo.
Flujos de trabajo de calibración opcionales
El siguiente proceso de trabajo puede utilizarse con los pasos anteriores para tener en cuenta las diferencias en el proceso.
Cómo calibrar la distorsión del objetivo sin desfase nodal
Este flujo de trabajo puede ser útil en ausencia del seguimiento de cámara o de un tablero rastreado, o si quieres realizar el desfase nodal como un paso aparte.
Para calibrar la distorsión del objetivo y el desfase nodal, sigue el paso 1 con las siguientes adaptaciones:
- Establece el tipo de calibración en Distorsión e intrínsecos.
- Establece Con seguimiento del calibrador y Con seguimiento de cámara según corresponda.
Cómo calibrar el desfase nodal sin distorsión de objetivo
Este proceso de trabajo puede ser útil si ya has calibrado la distorsión del objetivo o porque el objetivo se ha vuelto a montar en el cuerpo de la cámara o se ha movido la corona de seguimiento de la cámara.
Para calibrar la distorsión del objetivo y el desfase nodal, sigue el paso 1 con las siguientes adaptaciones:
- Establece el tipo de calibración en Desfase nodal.
Cómo mejorar o editar manualmente la calibración
Se puede ajustar y editar manualmente la calibración. Esto se consigue a través de la pestaña Panel del archivo de objetivos.
En esta pestaña encontrarás un grafo a la derecha y una lista de parámetros arriba a la izquierda. Ajusta el enfoque o el zoom de la cámara del mundo real hasta que veas una discrepancia y, a continuación, selecciona el parámetro que hay que ajustar. A continuación, edita el punto en el grafo hasta que te satisfaga el resultado. Puede que te resulte útil quitar el panel del archivo de objetivos para hacer ajustes mientras visualizas el resultado en la actualización del visor del archivo de objetivos en tiempo real.
Ajustar la interpolación entre puntos también puede afinar el resultado de la calibración.
