研究與出版的緣起兼論有關全景攝影名詞
The book of Panoramic Photography published by origin
自 1839 年發明攝影以來，幾乎每個位擁有照相機的朋友，都曾試圖掙脫鏡頭視角和片幅的框架限制，嘗試用各種方式包括聯幅方式把眼前的美景串連成一幅滿足其視覺需求之全景照片。時至今日網路興盛，到處可以看到各式全景照片，但是坊間就是找不到有系統的全景攝影參考書籍。國外許有幾本名為全景攝影的書，但是還是太簡約了些。
筆者 1995 年購入 Kaidan 全景雲台，嘗試摸索以多點透視的方式拍攝縫合式的全景照片，1999 年公司有了一台線性透視全景照相機，也興沖沖的企劃製做了一套《太魯閣國家公園全景虛擬實境暨生態百科互動光碟》。那些年代全景攝影的資料相當匱乏，網路也才興起不久，一路摸石頭過河非常辛苦。
2001 年，再度入駐國立東華大學創新育成中心，準備將過往六年的筆記做一總整理，期間差一點以《全景攝影的理論和實務 The Panoramic Photography--Theory and Application》為名出版。幸好主要的實驗設備線性透視全景照相機故障，趁相機寄回歐洲檢修的空檔，對資料再做一些查證的工作，正巧發現德國蔡司與哈蘇兩家百年大廠也同時對其鏡頭在全景攝影的光學應用基礎做了革命性的更正，因此決心暫緩出版。
不論以單點透視、多點透視、線性透視方式所拍攝的傳統照片或全景照片都有其獨特的透視特性，無論屬於光學近大遠小之透視曲變，或者混入運動元素的透視曲變，這些「透視曲變」的現象，其實都是根源其工作原理而呈現的視覺物理現象。因此自 2004 年開始潛心從攝影光學（Optic in Photography）的角度切入，再加入運動學之元素（時間與速度），將所有的視覺及應用全部回歸到物理基礎上，透過學理之探討，作業實務之驗證與對比，逐一探究各類全景攝影的工作原理及其視覺物理結構。理解了視覺物理結構再回饋到作業實務上，既能「知其然知其所以然」，自然就能夠找出精確的作業參數，並就此結構展現各人的創意與才華。這也是書名會變更為《全景攝影：視覺•原理•應用 Panoramic Photography：Visual．Principle．Application》的動機，而目的則是試圖架構出全景攝影的系統知識——視覺特性、工作原理、應用模式。
期望個人的一點粗淺心得能做為對全景攝影有興趣者的入門捷徑，對具有才華的創意人士而欠缺實機操作經驗者，或許也是個有用的墊腳石。
在開始涉獵全景攝影時（panoramic photography），第一個讓人傷腦筋的問題就是與全景攝影相關的名詞，即使在有一百六十餘年全景攝影發展史的英文領域也是眾說紛云莫衷一是，而在中文世界裡則更是粗略不明。別說一般入門者，即便是傳統攝影專家，也常被搞的一頭霧水。
經過很長一段時間的實務經驗和思維，終於發現根據全景影像（panoramic images）的視覺構成（單點透視、多透視點、線性透視）和工作原理（旋軸、定軸、平行移軸、物移、物轉、陣列序列）兩個原則，就可以把常用的全景攝影應用技術一一賦予可以顧名思議的新名稱。因為全景攝影的影像構成包含了運動－－時間和速度的因素在內，有些傳統的攝影名詞也須要加入運動的詞義才能符合實務和理解的需求。這些名詞的字組雖然有點長，卻可以讓討論者立即明確的認知其作業模式、視覺呈現等，不會有模糊的空間。
無論是市場販售的專業等級的線性透視全景照相機（panoramic camera），或者 DIY 的線性透視全景照相機，幾乎都可以輕易的製作出本書所提到的四種線性透視全景攝影應用技術。
就廣義的「全景」（panorama）來說，舉凡能完整表達創意的影像，都可稱之為「全景」影像，不論使用哪類照相機或高寬多少比例的片幅；為探討方便，這裡僅就狹義的視覺物理結構與片幅比例，做為全景攝影的討論範疇，以下就常見的三類九種全景攝影應用技術簡述如后：
一、單點透視（single-perspective）寬幅全景攝影 — 寬幅／寬景照相機（wide-field Camera）和傳統靜態照相機（still camera）的結構完全相同，關鍵的地方在於鏡頭的有效影像圈（image circle），較傳統 135 或 120 照相機的影像圈大二倍到四倍。再透過底片前的遮罩（frame 影像框）塑造出高寬比例為一比二∼四寬之片幅，常見的寬景／寬幅照相機有哈蘇／富士（Hasselblad / Fujihilm）之 XPan II / TX- 2 姊妹機，以及其他廠牌之 612, 617, 624 等片幅照相機，這類機型所拍出來的照片通常被稱為寬幅（wide-field）或寬景照片，或統稱之為全景照片（panoramic picture）。這類照片其視角仍無法超越單一鏡頭之視角，和傳統照片一樣，每一幅照片都只有單一透視點和光學上的匯聚點，呈現近大遠小的光學透視現象。除了畫面長寬的差異，其餘的特徵完全和傳統影像相同。這種片幅高寬比例符合人類雙眼之視角，也是目前視聽多媒體與電視、電影影像框架的趨勢。
二、多透視點（multi-perspective）全景攝影
- 多透視點旋軸全景攝影
- 多透視點定軸物轉全景攝影
- 多透視點平行移軸全景攝影
- 多透視點陣列序列全景攝影
使用傳統片幅照相機，或以行動電話機之照相機能搭配全景雲台與腳架，以每相鄰畫幅（frame）重疊（overlap）50?30% 方式拍攝景物，並在後製階段透過全景軟體縫合（stitch）成寬闊的單幅全景照片，這類技術所拍攝或製作而成的照片通常都超越單一鏡頭的水平或垂直視角，大部份的攝影者都直接拍攝 360 度的方位，回到電腦合成時再做取捨。
在應用技術上，以鏡頭的入瞳（entrance pupil）為全景透視旋軸（axis of perspective），拍下超逾鏡頭或人眼視角的四周的景觀；或以定軸方式拍下自轉（rotation）的物件（object），更可以焦平面軸線為平行移軸之基準，拍下長條街景、長條壁畫等。這類照片係採用多方位多片幅方式取景，每一幅畫面都有其獨立的透視點，也會有一個光學匯聚點，經過軟體縫合後會有下列特質：
- 從放射狀「側視組合」就不難知道是由幾個鏡頭合成的全景照片
- 雖有軟體的協助，但是相鄰兩幅前景的曲變、複雜的景物合成後的鬼影（ghosting）、單純的場景斷帶現象等，都還需要手工和耐性慢慢修飾和調整。
- 透視曲變（curve），雖是正常的物理現象，但是有異於人類的視覺經驗；
- 透視比例的精確度不易掌握。
在數位時代而言，這是最經濟、最方便的取得全景影像的方式，瞭解多透視點全景攝影的視覺與工作原理，不只可以拍合出令人賞心悅目的全景照片，更易於展現獨立的視覺創意。
三、線性透視（linear-perspective）全景攝影
- 線性透視旋軸全景攝影
- 線性透視定軸物移全景攝影
- 線性透視定軸物轉全景攝影
- 線性透視平行移軸全景攝影
透過正確的參數設定，這是現階段可以取得最精確的全景影像的應用技術，常見用於航測空照、景觀全景攝影或多媒體地理導航。這種技術不僅可以用在數據要求精確的各類科學用途（如國土紀錄、考古、刑案現場重建等），更可以以時間為軸向展現多樣的藝術創作。這類全景照相機通常二種模式完成線性透視（linear-perspective）帶狀（strip）影像的取得：
- 靜態景物，光軸（鏡頭與機身）和底片同時運動掃描（scan）和紀錄影像，或預捲底片至一個圓周面的曝光區，再轉動鏡頭達到曝光取像的目的。光軸之運動有旋軸與平行移軸；
- 光軸定向不動，運動景物（motion object）和底片（film）同步以相對速度（relative velocity）運動，運動景物之光影穿越光軸（optic axis）射入底片前之垂直狹縫遮罩，如白駒過隙的在流動的底片上留下連續的完整影像。
線性透視全景照相機常被稱之為狹縫照相機（slit camera）、搖頭機、轉機等名稱之，惟此名稱甚難以讓人明瞭其具有多樣性之工作原理與視覺物理結構，別說一般入門者，即便是攝影專家，也常被搞的一頭霧水。其成像系統除作業系統、伺服馬達外，最重要的一個機件就是水平寬度在 0.4?2 mm 的垂直狹縫遮罩（slit mask），換句話說，在同一時間內僅允許 0.4?2 mm 寬的影像進入底片。
本書所論及的線性透視全景攝影應用技術有四種，每一種的視覺物理結構都不一樣，將會在各所屬的章節詳細討論。
附註
- 相對於線性透視「動態」全景照相機，本書將傳統各種片幅和機能的照相機統稱為靜態照相機（still camera）。
- 文中夾敘了一些英文詞彙，除方便對照外，也方便搜尋做延伸閱讀之用。
- 本網頁內容係分別節錄自《全景攝影：視覺 原理 應用》（Panoramic Photography: Visual．Principle．Application）一書相關章節的內容或草稿，所以段和段間的文意可能會有不連貫之處，敬請海涵。而且在出版前將做不定期之更新。
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