写真やコンピュータビジョンにおいて、全方向カメラ(「omni」は「すべて」を意味する)は、360度カメラ(または360°カメラ)とも呼ばれ、水平面において少なくとも完全な円(360°)をカバーする視野を持つカメラです。垂直方向に完全な球( 1 スパット)まで拡張できる場合もあり、その場合は球面カメラとも呼ばれます。全方向カメラは、パノラマ写真、VR写真、ロボット工学など、広い視野範囲が必要とされるアプリケーションで重要です。[ 1 ]
カメラの視野角は通常、数度から最大で180度です。これは、カメラが半球を通してカメラの焦点に当たる光を捉えることを意味します。これに対し、理想的な全方向カメラは、焦点に当たるあらゆる方向からの光を捉え、球全体をカバーします。しかし実際には、ほとんどの全方向カメラは球全体をカバーしていません。全方向カメラと呼ばれるものの多くは、球の赤道に沿って360度全体をカバーしますが、上端と下端は除外されます。球全体をカバーしている場合でも、捉えられた光線は正確に1つの焦点で交わるわけではありません。
360度画像を生成するには、さまざまな技術を用いることができる。
これらのモデルは魚眼レンズと組み合わせて使用されます。魚眼レンズは撮影角度を曲げ、選択した被写体の半径を大きく捉えます。レンズの真後ろには必ず死角が生じるため、この手法では完全な360度写真を撮影することはできません。
2つのレンズを備えた360度カメラは、おそらく最も一般的なタイプでしょう。2つのレンズが向かい合うことで、360度全方位を撮影できるからです。カメラは、180度を少し超える角度、例えば220度で写真や動画を撮影します。これらはソフトウェアを使用して360度オブジェクトに変換されます。問題は、いつでも発生する可能性のあるスティッチングエラーによって引き起こされることがよくあります。つまり、画像の組み合わせが間違っていると、除去が困難または不可能な、不完全な切断端が生じる可能性があります。

アプリケーションによっては、メーカーは画像を生成するために2つ以上のカメラレンズを使用します。最初のカメラの1つは、ソニーのFourthviewマルチヘッドカメラ[ 2 ]と、投げるタイプのカメラPanonoです。Panonoには36個のカメラが搭載されており、カメラを空中に投げると最高点で同時に作動します。カメラに搭載されるレンズの数が増えるほど、ソフトウェアが個々の画像を合成するのが難しくなりますが、適切なスティッチングを行えば、スティッチングの問題は少なくなります。
カメラリグは主に6台の従来型アクションカムを取り付けるために使用されます。GoProは最初のカメラリグの1つを製造しました。これらはさまざまなバージョンがあり、複数の単体カメラを接続します。[ 3 ]カメラはこのキューブ内に配置され、周囲を全方向で記録します。

複数の「通常」カメラをネットワークで組み合わせる場合、モザイクカメラと呼ばれる。これらのカメラはそれぞれ、環境の小さな領域を記録する。個々の画像はモザイク石のように結合され、全方位の全体像が形成される。使用するカメラの数は、レンズの焦点距離によって決まる。焦点距離が短いほど視野角が広くなり、必要なカメラの数は少なくなる。
全方位カメラを搭載した車には、日産キャシュカイ、ボルボS90、レンジローバー、プジョー3008、キア・スティンガーなどがあります。[ 4 ]

従来のパノラマ写真撮影手法は、別々に撮影した画像を繋ぎ合わせて一枚の連続画像を作成するというものでした。しかし、画像の繋ぎ合わせは計算負荷が高く(例えば、対応問題の解決によく用いられるRANSAC反復アルゴリズムなど)、使用する画像の品質や一貫性によっては、最終的な画像に多くの欠陥が生じ、画質が低下する可能性があります。これに対し、全方位カメラを使用すれば、後処理を必要とせずにリアルタイムでパノラマアートを作成でき、通常ははるかに高品質な作品が得られます。
2015年、Facebookは全方位動画の展開を開始した。これにより、ユーザーは360度の範囲内で任意のカメラアングルから動画を視聴でき、上下方向の傾斜角度も制限されるようになった。

ロボット工学では、全方向カメラは視覚オドメトリや同時位置推定とマッピング(SLAM)問題を視覚的に解決するためによく使用されます。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 360度の視野を捉えることができるため、オプティカルフローや特徴選択、マッチングにおいてより良い結果が得られます。
不動産業界では、360度カメラ技術によって、住宅購入希望者が実際に現地に行かなくても住宅を見学できる方法が提供されています。これは、実際に内見せずに住宅を購入するケースが増えていることに着想を得た進化です[ 9 ]。市販されている360度カメラの中には、不動産を主な対象として販売されているものもあります[ 10 ] 。
全方向カメラの用途には、3D再構成[ 11 ]や、できるだけ広い視野をカバーすることが重要な監視[ 12 ]も含まれます。Microsoft RoundTableは、同じ場所にいるすべての参加者が同じ画像に映るビデオ会議のために2007年に導入されました。
全方位(360度)カメラには、対向する2つの魚眼レンズ構成や、30個以上の独立したレンズを備えたカメラなど、いくつかの実装例が存在する。
試作品を製作し、Kickstarterで「支援者」を集めたものの、エンドユーザーに製品を届けなかった悪質な企業も存在する。[ 13 ]
2020年3月現在、ハードウェアの製造とサポートを積極的に行っている、より実績のある360度カメラメーカーには、以下のような企業が含まれます。
消費者向け360度カメラの新モデルが頻繁に登場し、品質も向上しているため、プロ向け市場と消費者向け市場の境界線が曖昧になりつつある。[ 24 ] [ 25 ]