Dans ce guide de démarrage rapide, vous passerez en revue les étapes permettant d'étalonner la distorsion de l’objectif et le décalage du point nodal à l'aide du plug-in Camera Calibration.
Les exemples de ce guide utilisent une caméra de production, un système de suivi de caméra optique et une carte de capture Blackmagic 8k Pro pour l'entrée vidéo source.
Conditions préalables
Vous devez disposer du matériel suivant :
- Caméra et objectif (Obligatoire)
- Connaissance de la distance focale et des distances de mise au point de l'objectif
- Connaissance des dimensions et de la résolution du capteur de la caméra, y compris tout impact sur la taille de l'image, comme les facteurs de recadrage
- Système d'encodage d’objectif, compatible Live Link (recommandé)
- En l'absence d'un système d'encodage d’objectif, vous pouvez lire et saisir manuellement les paramètres de l’objectif dans un sujet Live Link virtuel.
- Flux vidéo SDI de la caméra via une carte de capture telle que AJA ou Blackmagic (obligatoire)
- Système de suivi de caméra, compatible Live Link (requis pour l'étalonnage du décalage nodal)
- L'accessoire de suivi de caméra doit être positionné au-dessus de la caméra de manière à être visible par le système de suivi de caméra (dans le cas des systèmes optiques) avec son ensemble d’os racine et d’axe approximativement aligné sur la caméra tournée vers l'avant.
- Le suivi de la caméra est requis pour l'étalonnage du décalage nodal, mais pas pour l'étalonnage de la distorsion.
- Damiers imprimés (obligatoire). Il est recommandé de l'imprimer sur un panneau di-bond ou du carton mousse. Plusieurs tailles peuvent être nécessaires pour étalonner une variété de distances de mise au point ou de distance focale. Les damiers de petite taille permettent d'étalonner des distances de mise au point proches, et les grands damiers des distances de mise au point éloignées. À l’instar de la distance focale, les grands damiers sont plus utiles pour les objectifs de grand-angle afin d'améliorer la couverture.
Vous devez configurer les éléments suivants dans votre projet Unreal Engine :
- Plug-in Camera Calibration
- Chargement dynamique des données de suivi de la caméra et de mise au point, d’iris et de zoom (FIZ) via Live Link
- Plus précisément, votre niveau doit avoir un acteur CineCamera avec les composants suivants ajoutés :
- Un contrôleur de composants Live Link qui possède des données de transformation et de suivi provenant du système de suivi. Il devrait s’agir d’un rôle de transformation
- Un composant de contrôleur Live Link avec une source fournissant des données d’encodage d’objectif. Il devrait s’agir d’un rôle de caméra.
- Un composant d'objectif
Les données d’encodage de transformation et d’objectif de certains systèmes de suivi de caméra sont combinées en un seul rôle de caméra, auquel cas vous n'aurez qu'un seul composant de contrôleur Live Link et un composant d'objectif.
- Entrée vidéo source
- (Obligatoire) Une configuration de source multimédia ou de profil multimédia pour recevoir le flux de votre caméra SDI
- (Facultatif) Une configuration du timecode et du genlock dans le profil multimédia en cas d’utilisation d’un générateur de synchronisation. Pour configurer cela, voir profil multimédia.
- (Facultatif) Moniteur de données temporelles (Timed Data Monitor) pour évaluer la synchronisation et le timecode.
Créer une ressource de fichier d’objectif
La ressource Lens File (Fichier d’objectif) est le conteneur qui stocke les données d'étalonnage d’un objectif, y compris la distorsion de l'objectif, le décalage nodal et la distance focale. Double-cliquez sur le fichier d’objectif pour ouvrir l’éditeur de ressource de fichier d’objectif, qui est un outil utile pour calculer ces données. Un nouveau fichier d’objectif doit être créé pour chaque combinaison objectif-corps de caméra.
Pour créer une ressource de fichier d'objectif dans votre projet, procédez comme suit :
-
Dans le navigateur de contenu, faites un clic droit pour ouvrir le menu contextuel et cliquez sur Divers > Fichier d’objectif**.
-
Donnez au fichier d’objectif un nom qui décrit la combinaison de tracker d’objectif de caméra, par exemple "CameraModel_50mm_TrackerA".
-
Assignez le fichier d’objectif au composant d’objectif sur l'acteur Cinecamera.
-
Double-cliquez sur la ressource de fichier d'objectif pour ouvrir l'éditeur de ressource de fichier d'objectif. Cela crée des acteurs de caméra Composure temporaires dans le niveau, qui sont supprimés lorsque l’éditeur de fichier d'objectif est fermé.
-
Dans Paramètres du hublot :
-
Définissez Caméra sur l'acteur Cinecamera.
-
Définissez Source multimédia sur le profil multimédia ou la source multimédia et sélectionnez l'appareil vidéo correct. Si la vidéo est reçue correctement, vous devriez maintenant pouvoir voir la composition vidéo dans le hublot de fichier d’objectif.
-
-
Dans Informations sur l'objectif :
-
Saisissez un nom de modèle d’objectif et un numéro de série. Une convention d'affectation de noms recommandée combine le nom du corps de caméra et la distance focale. Ces métadonnées ne sont pas obligatoires, mais sont utiles à l'utilisateur.
-
Définissez le modèle d’objectif approprié (Sphérique ou Anamorphique).
-
Définissez Dimensions du capteur selon la taille du capteur physique de votre caméra en tenant compte des facteurs de recadrage ou d'autres paramètres de la caméra qui modifient la taille effective du capteur.
-
Pour un objectif anamorphique, définissez le facteur de compression. Pour un objectif sphérique, le facteur de compression doit être égal à 1,0.
-
Réglez la résolution de l'image et les dimensions des informations sur le flux de la caméra, le cas échéant.
Les dimensions du flux de la caméra doivent tenir compte des différences de proportions entre la résolution d'enregistrement et la résolution de la source multimédia transmise. Si les dimensions du capteur ont été correctement définies à l'étape précédente, les dimensions du flux de la caméra ont peut-être été ajustées automatiquement par l'outil.
-
-
Sélectionnez votre acteur CineCamera dans l’organiseur pour ouvrir son panneau Détails.
Au bas de l’éditeur de ressource de fichier d’objectif, vous trouverez un résumé des propriétés actuellement appliquées au fichier d’objectif. La plupart des propriétés ne sont pas renseignées ou indiquées avec la mention "N/A" à ce stade. Ces propriétés seront mises à jour au fur et à mesure que vous poursuivrez le processus d'étalonnage. Une fois que tout a été correctement défini, vous devriez voir une image de composition de votre niveau Unreal et du flux SDI. Vous verrez également le nom de l’acteur cinecamera et du composant d’objectif, ainsi que les données FIZ correspondantes dans le panneau inférieur.
Créer le damier virtuel
Cette étape décrit le processus de calcul de la distorsion d’objectif avec la méthode courante consistant à utiliser un damier. Vous pouvez utiliser un damier imprimé monté sur une surface rigide et maintenu dans le champ de vision de la caméra de production, ou une image en damier affichée sur une tablette. Vous devrez ensuite créer un acteur Damier dans l’UE en fonction des propriétés du damier physique.
Pour créer un acteur Damier, procédez comme suit :
-
Dans la barre d'outils principale, sélectionnez Ajouter du contenu et choisissez Production virtuelle > Damier** pour ajouter un acteur CameraCalibrationCheckerboard au niveau.
-
Dans l’organiseur, sélectionnez l'acteur CameraCalibrationCheckerboard pour ouvrir son panneau Détails. Dans le panneau Détails sous Étalonnage :
-
Définissez Num Corner Rows (Nombre de coins de lignes) sur le nombre de coins dans l'une des colonnes de votre damier. Dans cet exemple, le nombre de coins de ligne est de 7.
-
Définissez Num Corner Columns (Nombre de coins de colonnes) sur le nombre de coins dans l'une des lignes de votre damier. Dans cet exemple, le nombre de coins de colonne est de 11.
-
Définissez Square Side Length (Longueur du côté carré) sur la longueur d'un carré de votre damier en centimètres (cm). Dans cet exemple, chaque côté du carré mesure 4,5 cm.
-
(Facultatif) Définissez Épaisseur sur l'épaisseur du damier physique en cm.
-
Notez dans l'image ci-dessous que les coins de ligne et de colonne sont considérés comme étant l'intérieur de chacun des carrés noirs extérieurs :
Pour une utilisation optimale de l'étalonnage d'objectif, il est important que l'alignement de l'acteur de damier suivi soit aussi précis que possible.
Vous pouvez calculer la distorsion d’objectif et le décalage nodal au même moment si vous suivez votre damier en utilisant Live Link avec le même système de suivi que pour la caméra. Cela peut être réalisé en plaçant des marqueurs optiques ou un curseur graphique VIVE sur votre damier selon votre système de suivi. Bien que l’étalonnage d’objectif vise à compenser tout désalignement entre le damier du monde réel et l'acteur de damier suivi, il est recommandé qu'ils soient au moins à 5 centimètres de translation et 5 degrés de rotation sur tous les axes.
Pour appliquer le suivi au damier dans l’Unreal, associez l'acteur de damier à un acteur avec un composant Live Link recevant les données Live Link.
Étalonner la distorsion d'objectif et le décalage nodal
Pour étalonner simultanément la distorsion d'objectif et le décalage nodal, procédez comme suit :
-
Dans l’éditeur de ressource de fichier d’objectif, cliquez sur l'onglet Distorsion d’objectif.
-
Cliquez sur Paramètres de capture et procédez comme suit :
-
Définissez les paramètres du Modèle d'étalonnage sur Damier.
-
Définissez Étalonneur sur l'acteur CameraCalibrationCheckerboard que vous avez créé.
-
Activez Est suivi par l’étalonneur.
-
Activez Est suivi par la caméra.
-
Activez Afficher la superposition. Cela permet d’afficher une indication de la couverture de l’objectif lors de la phase de capture des données.
-
-
Dans Paramètres de résolution, procédez comme suit :
- Activez Résoudre le décalage nodal.
- Cliquez sur Estimation de la distance focale > Définir la valeur et indiquez la valeur souhaitée pour la distance focale (par exemple, 50 mm).
-
Placez le damier devant la caméra comme indiqué ci-dessous.
-
Cliquez sur le hublot pour démarrer le processus d’étalonnage et créer la première image à utiliser.
-
Déplacez le damier dans le champ de vision de la caméra et continuez à cliquer sur l'image pour capturer des images d’étalonnage supplémentaires. Assurez-vous de déplacer suffisamment l'emplacement du damier pour couvrir le champ de vision avec des images de chevauchement, à différentes orientations et différentes profondeurs pour améliorer la précision de l'étalonnage.
Déplacez uniquement le damier. Ne déplacez pas la caméra.
-
Au fur et à mesure que vous cliquez dans le hublot et que vous ajoutez des images à l'ensemble de données, vous pouvez supprimer les captures erronées (par exemple, une capture avec flou de mouvement). Pour supprimer une image, cliquez sur l'image dans la liste et appuyez sur la touche Supprimer.
Cette vidéo présente la couverture approximative requise :
-
Après avoir collecté suffisamment d'images de chevauchement pour au moins recouvrir le champ de vision entier, cliquez sur Étalonner l’objectif.
-
Une boîte de dialogue comportant un message apparaîtra. L'erreur de reprojection indique la précision de l'étalonnage.
-
Vérifiez que la distorsion, les intrinsèques normalisées de la caméra et le décalage du point nodal** ont été mis à jour au bas de la fenêtre du fichier d'objectif.
La plupart des objectifs auront des valeurs de distorsion différentes à différentes distances de mise au point. Pour créer le fichier d’objectif le plus précis pour la distorsion d'objectif, le processus ci-dessus doit être répété à différentes distances de mise au point. Pour un étalonnage complet des objectifs d’agrandissement, vous devez effectuer un certain nombre d'étalonnages sur une plage de distances de mise au point d’une plage de distances focales.
Confirmer le résultat de l'étalonnage
Vous devriez remarquer qu'après un étalonnage, le damier virtuel correspond visuellement plus étroitement à celui représenté dans le hublot de fichier d'objectif. Cependant, il y aura toujours un décalage d’alignement visuel. Cela est dû au fait que même si le désalignement entre le monde réel et le damier virtuel a été pris en compte lors de l'étalonnage, l'alignement est toujours incorrect sur le damier. Maintenant que vous disposez d’un objectif étalonné et d’un décalage nodal, vous pouvez ajuster l’alignement du damier.
Pour ajuster l’alignement du damier, procédez comme suit :
-
Dans l’éditeur de ressource de fichier d’objectif, passez à l'onglet Décalage nodal.
-
Définissez l’Algo de décalage nodal sur Damier de décalage nodal.
-
Définissez le Damier sur votre acteur de damier.
-
-
Cliquez sur l'image pour renseigner toutes les données d'angle issues de l'étalonnage.
-
Cliquez sur Appliquer à l'étalonneur. Cela déplace l'acteur de damier vers la caméra pour le faire correspondre au damier physique.
-
Dans les paramètres du hublot, définissez Transparence sur une valeur inférieure à 1 pour vérifier que l'acteur de damier correspond au damier physique dans le hublot de la caméra.
La vidéo suivante montre l'utilisation d'une transparence pour superposer les flux virtuels et vidéo afin de valider la précision de l'étalonnage avec le damier suivi. Notez que, durant cet exemple, nous décalons également les données de suivi pour aligner les images vidéo.
Flux de travail d’étalonnage facultatifs
Les flux de travail suivants peuvent être utilisés avec les étapes ci-dessus pour tenir compte des différences dans votre processus.
Étalonnage de la distorsion d'objectif sans décalage nodal
Ce flux de travail peut être utile en l'absence de suivi de caméra ou de damier suivi, ou si l’on souhaite effectuer le décalage nodal en tant qu'étape distincte.
Lors de l'étalonnage de la distorsion d'objectif et du décalage nodal, suivez l'étape 1 avec les adaptations suivantes :
- Définissez le type d’étalonnage sur distorsion et Intrinsèque
- Définissez Est suivi par l'étalonneur et Est suivi par la caméra, le cas échéant
Étalonnage du décalage nodal sans distorsion d'objectif
Ce flux de travail peut être utile si vous avez déjà étalonné la distorsion d'objectif ou si l'objectif a été remonté sur le corps de la caméra ou si la couronne de suivi de la caméra a été déplacée.
Lors de l'étalonnage de la distorsion d'objectif et du décalage nodal, suivez l'étape 1 avec les adaptations suivantes :
- Définissez le type d’étalonnage sur Décalage nodal
Amélioration ou modification manuelle de l'étalonnage
Il est possible d’ajuster et de modifier manuellement l'étalonnage. Cela se fait via l’onglet Panneau Fichier d’objectif.
Dans cet onglet, vous trouverez un graphique à droite et une liste de paramètres en haut à gauche. Ajustez la mise au point ou le zoom de la caméra du monde réel jusqu'à ce que vous constatiez une différence, puis sélectionnez le paramètre qui nécessite un ajustement. Modifiez ensuite le point dans le graphique jusqu'à ce que vous soyez satisfait du résultat. Il peut être utile de fermer le panneau Fichier d'objectif pour effectuer les réglages tout en visualisant le résultat dans le hublot du fichier d'objectif, qui est mis à jour en temps réel.
Le réglage de l'interpolation entre les points peut également affiner le résultat de votre étalonnage.
