DIY解决方案：如何用小蚁运动相机搭建VR相机

编者按：本文是来自小蚁科技的投稿。

VR相机与VR拍摄是当前的前沿热门领域，不仅李安、斯皮尔伯格等大导演投身其中，普通用户也希望能够拍摄出VR大片。针对这一需求，小蚁将基于今年推出的4K运动相机，为用户提供构建硬件同步的VR相机的解决方案。

今年的谷歌I/O大会上，谷歌宣布与小蚁科技使用小蚁4K运动相机，共同打造新一代的JUMP VR相机，主要针对高端与专业人群，该款代表当前最强VR拍摄实力的相机将于不久后推出。不过，普通用户可以使用同样的小蚁4K运动相机，根据小蚁提供的解决方案，来DIY搭建属于自己的VR相机。

DIY基本步骤：

首先你需要购买一定数量的小蚁4K运动相机；

然后使用3D打印，或者在市场上买到小蚁4K相机兼容的支架，作为全景相机的支架；

再次需要简单DIY一个多终端的数据线；

最后更新小蚁发布的定制固件；

此外，可以购买小蚁蓝牙遥控器进行操控。

该VR相机的工作原理是：多终端数据线连接所有相机。其中一台相机作为主控相机：用户控制主控相机开始和停止录像，然后主控相机向所有其他相机发送开始和停止录像命令。每台相机的固件都经过优化：在接收到开始/停止录像命令后，相机会用固定时间准备录像，然后准确地同时开始录像。

下个版本中，小蚁将提供移动电源支持的新功能，延长拍摄时长，而且可以避免更换相机内置电池，使用户体验更好。同时，小蚁将提供自动同步所有相机设置的新功能。主控相机中选择一组拍摄参数，这些参数将自动被同步到其他相机。这也将大大简化全景相机的操作体验，并且降低设置未同步导致拍摄失败的风险。

以下为具体教程：

引语

用小蚁4K运动相机构建VR相机有多种方式，主要的区别在于如何控制多台小蚁4K运动相机开始和停止录像。众所周知，在拍摄360度全景视频的时候，我们希望所有相机都能在同一时间开始和停止录像。这对拼接生成高质量的360度VR视频至关重要。

最简单的方法是逐个手动控制它们，但是这个是原始的，不方便的，并且不能保证相机间的同步。

一个更好的方法是使用Wi-Fi。小蚁4K运动相机都标配了Wi-Fi模块，所有相机打开Wi-Fi，设置为Wi-Fi station模式，并连接到手机热点或Wi-Fi路由器。这时候我们可以用手机App通过Wi-Fi控制所有的相机。具体细节详见GitHub上的小蚁开放API.

然而，基于Wi-Fi的解决方案也有局限性。首先，当有很多相机需要控制或使用环境存在严重的Wi-Fi干扰时，Wi-Fi控制会变得不稳定。其次，Wi-Fi协议也不能保证在所有相机之间良好的视频拍摄同步，因为Wi-Fi信道存在着一定的延时。

另一个解决方案是使用蓝牙遥控器来控制所有的相机。这跟基于Wi-Fi解决方案的想法类似，也具有相同的局限性。

另一个常用的同步解决方案，是在录像结束后尝试离线同步视频文件。这种方案通过检测视频文件中的相同音频信号或物体运动来对齐视频帧。由于这种解决方案不能真正控制录像开始时间，所以相机间的同步误差至少为1帧。

使用硬件同步录像

在我们介绍一个使用硬件解决小蚁4K运动相机同步问题的方案。我们使用简单的多终端数据线连接所有摄像机的micro USB端口，并通过此线缆发送录像开始和停止命令。由于在物理数据线上发送命令是高度实时和准确的，这可以在所有相机之间实现高精度的视频拍摄同步。后期的拼接也会变得更容易，质量也会更高。

材料清单

1、从网上购买的小蚁4K运动相机。

2、全景相机支架。我们开源了一个参考设计，存在同一个目录下。你可以直接用来3D打印，或者在市场上买到小蚁4K相机兼容的支架。

3、多终端数据线。同样的，我们在同一个文件夹中发布了它的规格。每个终端都是7针Micro USB端口，该数据线将所有引脚2和所有引脚7连接在一起。这是一个非常简单的设计，你完全可以DIY。

下图显示了一个6终端线缆：

 

　　（螺纹润湿热熔胶涂层。最大厚度为8毫米, 最大外径20毫米。）

当然，如果你的设备需要不同数量的相机，你可以用不同数量的终端制作线缆。

4、定制固件。我们也在同一个文件夹中发布了适用于搭建全景相机系统的定制固件。 我们将定期发布固件更新，请经常回来检查更新。

5、蓝牙遥控器（可选，可在天猫、京东小蚁官方旗舰店购买）。

工作原理

为了使所有相机同步录像，需要做一些事情：

1、多终端数据线连接所有相机。其中一台相机作为主控相机：用户控制主控相机开始和停止录像，然后主控相机向所有其他相机发送开始和停止录像命令。

2、每台相机的固件都经过优化：在接收到开始/停止录像命令后，相机会用固定时间准备录像，然后准确地同时开始录像。

3、每台相机的晶振是高度准确的，因此所有相机之间的时钟漂移是最小的。录像30分钟后，相机间的时钟漂移小于10ms。 当用户停止并重新启动录像，漂移重置为0。

所有这些优化确保了不仅所有相机同时开始录像，而且在足够长的时间里保持同步，所以用来拍摄一个典型的视频也完全没有问题。

配置

几个步骤就可以搭建好一个全景VR相机。

1、下载固件：总共有两个文件，一个是firmware_first.bin，另一个是firmware_others.bin。

a、选择一个小蚁4K相机作为主控相机：将firmware_first.bin重命名为firmware.bin，并将其复制到相机microSD卡的根目录。将microSD卡插入相机，打开相机，然后按照屏幕上的说明更新相机的固件。

b、其他相机： 将firmware_others.bin重命名为firmware.bin，并将其复制到所有非控制相机的microSD卡的根文件夹。 将microSD卡插入相机，打开相机，然后按照屏幕上的说明更新相机的固件。

c、使用触摸屏设置相机的工作模式。定制过的相机固件支持三种模式：12MP照片，2.5K普通摄像和2.5K延时摄像。请确保所有相机都在相同模式下工作。

2、将蓝牙遥控器与主控相机配对（可选）

a、进入主控相机的系统设置

b、选择蓝牙配对

c、一直按蓝牙遥控器上的按钮，直到蓝牙遥控器上的指示灯变为蓝色。

3、将所有相机安装在全景相机支架上。

4、使用多终端USB数据线连接所有相机的USB端口。数据线的每个端口是相同的，因此电缆的哪个终端与哪个相机USB端口连接无关紧要。

下面的图片是一个实物示例。

如何使用

1、开机

长按每个相机电源/快门按钮使相机开机。

2、录制视频或延时视频

a、将所有相机的模式更改为普通摄像或延时摄像。

b、按蓝牙遥控器的快门键或主控相机的电源/快门键，使所有相机准备好进行录像。

c、按蓝牙遥控器的快门键或再次按下主控相机的电源/快门键开始录像。

d、录制视频中。

e、按蓝牙遥控器的快门键或按下主控相机的电源/快门键停止录像。 我们建议将每个视频时长限制在30分钟内，这样时钟漂移会低于10ms。视频数量没有限制。

3、拍摄照片

a、将所有相机的模式更改为普通拍照。

b、按蓝牙遥控器快门键拍摄照片。

4、关机

长按主控相机的电源/快门键关闭所有相机。

5、拼接

只需使用任何你常用的拼接软件，来处理录制的视频文件，以生成全景VR视频。

后期开发计划

在下个版本中，我们将提供两个新功能：

1、移动电源支持：这样你就可以使用大容量移动电源为支架中的所有相机供电。使用移动电源不仅可以延长拍摄时长，而且可以避免更换相机内置电池，使用户体验更好。

2、自动同步所有相机的设置：在主控相机中选择一组拍摄参数，这些参数将自动被同步到其他相机。这也将大大简化全景相机的操作体验，并且降低设置未同步导致拍摄失败的风险。

如果需要帮助和支持，可联系：openapi@yitechnology.com

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