Panoramatická fotografia s bezplatným softvérom a lacným hardvérom: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Panoramatické fotografie sa používajú na vytváranie záberov scén, ktoré sú príliš veľké na to, aby sa zmestili do bežného objektívu fotoaparátu alebo dokonca príliš veľké na to, aby ich ľudské oko naraz nevidelo. Najznámejšie panorámy sú outdoorové zábery geologických prvkov alebo panorámy mesta, ale sú užitočné aj na vytváranie veľkých fotografií vo vnútri budov. Panorámy sú takmer také staré ako samotná fotografia. Profesionálni fotografi a vynálezcovia už od devätnásteho storočia vytvárajú extrémne širokouhlé fotografie rôznymi metódami, ale až donedávna to vyžadovalo drahé špeciálne vybavenie a techniku spracovania. V priebehu rokov bolo vyrobených niekoľko typov panoramatických fotoaparátov, ktoré exponujú veľký list filmu buď pohybom objektívu, alebo exponovaním cez pevný objektív s veľmi širokým zorným uhlom. Medzi najnovšie inovácie vo fotografii patria digitálne fotoaparáty a počítačové spracovanie obrazu., ktoré umožnili ešte jednu techniku panoramatickej fotografie: spájanie obrázkov. Šité panorámy umožňujú oveľa väčšiu flexibilitu ako staršie panoramatické fotoaparáty a sú v rámci rozpočtu akéhokoľvek amatérskeho fotografa. Šitá panoráma sa začína sériou záberov štandardným objektívom, pričom fotoaparát je na rovnakom mieste, s rovnakou expozíciou, ale obrátené rôznymi smermi. Počítačový softvér potom analyzuje jednotlivé obrázky, aby zistil, ktorému uhlu každý zodpovedá, a nakoniec všetky obrázky skombinuje do jednej bezproblémovej panorámy.

Krok 1: Potrebné nástroje

Na tento projekt budete potrebovať niekoľko nástrojov. Našťastie sú všetky buď zadarmo, alebo sa dajú ľahko nájsť. Prvá zrejmá vec je digitálny fotoaparát. Dobrá zrkadlovka je samozrejme najlepšia, ale je možné použiť aj niektoré lacné fotoaparáty typu point-and-shoot, a to s niekoľkými úvahami: Moderné kompaktné fotoaparáty vám umožňujú ľahko nasnímať dobre exponované obrázky akejkoľvek scény správou nastavení snímača, uzávierky a objektívu. automaticky pomocou vstavaného merania svetla. Je to skvelé, keď fotografujete jednotlivé zábery, ale ak urobíte dva obrázky toho istého objektu z rôznych uhlov, jas, zaostrenie a farby nemusia byť rovnaké. Pretože panorámy vyžadujú dokonalé zosúladenie viacerých snímok z rôznych uhlov, potrebujete fotoaparát s režimom manuálnej clony/uzávierky/vyváženia bielej. Niektoré fotoaparáty (vrátane niektorých modelov Canon a Olympus) majú dokonca vyhradený režim panorámy, ktorý uzamkne nastavenia expozície pre sériu záberov a má vizuálneho sprievodcu prekrývaním fotografií. Statív, aj keď to nie je nevyhnutné, výrazne uľahčuje fotografovanie, najmä pre veľmi široké scény alebo v interiéri. Statív s otočnou hlavou vám umožňuje otáčať fotoaparátom bez toho, aby ste menili jeho polohu, čo je prekvapivo ťažké robiť s ručným fotoaparátom (aspoň ak na to nemyslíte) Statívy s guľovou hlavou, ako mnoho miniatúrnych prenosných modelov, nefungujú rovnako, pretože fotoaparát nemôžete otáčať hladko bez toho, aby sa pohyboval nahor alebo nadol. Softvérovú časť tohto projektu spracováva niekoľko rôznych programov, pričom všetky sú bezplatným softvérom a sú dostupné pre väčšinu operačných systémov. Hugin je program, ktorý riadi celý proces spájania obrázkov. Väčšinu skutočnej práce vykonávajú iné programy, ale hugin poskytuje pohodlný spôsob, ako zavolať každému z nich, a zvyčajne vám povie, čo máte robiť, ak sa stratíte. (https://hugin.sourceforge.net) Hugin je založený na súbore aplikácií a knižníc s názvom Panorama Tools vrátane knižnice libpano a dôležitých programov PToptimizer a PTStitcher. Väčšina panotools je teraz open source (https://panotools.sourceforge.net/), okrem PTStitcher. K dispozícii sú však dva náhradné programy: PTmender, dostupný na webových stránkach panotools, a nona, ktorý je súčasťou programu hugin. Dve ďalšie aplikácie nie sú súčasťou panotools, ale je možné ich použiť s hugin, aby vaše panorámy vyzerali lepšie: Autopano (alebo autopano-sift) automatizuje prvý krok panorám a hľadá kontrolné body, ktoré spájajú páry snímok dohromady. Ak máte trpezlivosť, môžete to urobiť ručne (a pravdepodobne budete chcieť po autopano vyčistiť, aby ste dosiahli najlepší výsledok) K dispozícii je niekoľko rôznych implementácií autopano, najnovšia je autopano-SIFT-C (k dispozícii na web hugin) Enblend je ďalší voliteľný nástroj na zlepšenie konečných výsledkov nie príliš dokonalých panorám. Tam, kde sa na zošitom obrázku stretnú dva obrázky, často budú viditeľné švy alebo predmety, ktoré sú na trochu odlišných miestach. Enblend môže nahradiť tieto švy hladkými prechodmi. Nedávne verzie programu enblend tiež obsahujú príbuzný (pomocou niektorých matematických nástrojov) nástroj nazvaný enfuse, ktorý pomocou kombinovania expozícií kombinuje obrázky tej istej scény s rôznymi expozíciami a vytvára jediný simulovaný obrázok s vysokým dynamickým rozsahom. (https://enblend.sourceforge.net/)Nákladná aplikácia na úpravu rastrových obrázkov je užitočná na finálne následné spracovanie, orezanie alebo tlač vašich panorám. GIMP je populárny bezplatný nástroj, ktorý je na to vhodný (https://www.gimp.org/)

Krok 2: Prehľad

Tento návod na použitie bude zahŕňať nasledujúce kroky pri vytváraní panorám: 1. Fotografovanie zdrojových fotografií. Všetky obrázky je potrebné nasnímať fotoaparátom v rovnakej polohe a s rovnakými nastaveniami expozície (pokiaľ nepoužívate kombináciu expozície). Identifikujte kontrolné body. Páry kontrolných bodov sa používajú na zistenie, ako budú obrázky do seba zapadať. Každý pár riadiacich bodov identifikuje buď dva body na rôznych obrázkoch, ktoré sa vzťahujú na ten istý bod v scéne, alebo dva body na tom istom obrázku, ktoré by mali byť na konečnom obrázku vodorovnou alebo zvislou čiarou. Kontrolné body je možné umiestniť ručne alebo automaticky pomocou funkcie autopano. Optimalizujte panorámu. Program PToptimizer používa kontrolné body na výpočet polohy (vyjadrenej ako uhly rozstupu, natočenia a vybočenia), ktorej zodpovedá každý obrázok, a tiež toho, ako veľké skreslenie priniesla šošovka fotoaparátu. Zobrazte ukážku, upravte kontrolné body, znova optimalizujte, GOTO 10. Prvý výsledok nebude dokonalý. Možno budete musieť pridať, odstrániť alebo presunúť kontrolné body, pridať vodítka, aby horizontálne a vertikálne štruktúry boli v správnej orientácii, vybrať projekciu, ktorú chcete použiť, alebo upraviť zorné pole tak, aby obsahovalo iba časti vašich obrázkov, ktoré chcieť.5. Zošite obrázok. Tu nastáva skutočná práca. Program stehu preberie predtým vypočítané polohy obrazu a premapuje každý pixel vstupných obrázkov z pôvodnej projekcie na miesto, kde by mal byť v konečnej panoráme. Výstupom bude buď jeden zlúčený obrázok, alebo séria obrázkov, z ktorých každý obsahuje pixely presne z jedného zdrojového obrázku, ktoré budú neskôr zmiešané. Zmiešajte zošité obrázky, aby vyzerali krajšie. Na vyčistenie švov, kde sa obrázky úplne nezhodujú alebo majú iné nezrovnalosti, je obvykle potrebné na spojenom výstupe vykonať ďalšie spracovanie. Enblend a enfuse sú automatické nástroje, ktoré hugin používa v tomto kroku, alebo to môžete urobiť ručne v editore obrázkov, ako je GIMP.

Krok 3: Fotografovanie

Vezmite si digitálny fotoaparát, uistite sa, že máte pamäťovú kartu a novú sadu batérií, a nájdite dobrú scénu, z ktorej budete môcť robiť panorámu. Fotografovanie panorám nie je náročné, ale existuje niekoľko jednoduchých vecí, ktoré môžete urobiť, aby ste sa vyhli bežným chybám. Uistite sa, že používate manuálny alebo panoramatický režim fotoaparátu. Aby boli vaše obrázky správne spojené, musia byť exponované úplne rovnako, aby každý objekt na všetkých obrázkoch vyzeral rovnakou farbou a jasom. Ak používate manuálny režim, uistite sa, že citlivosť (ISO), rýchlosť uzávierky, clona (F stop), vyváženie bielej a najlepšie zaostrenie sú rovnaké pre každý obrázok vo vašej panoráme. Ak má váš fotoaparát režim panorámy, mal by sa o to postarať za vás. Použitie blesku je vo všeobecnosti pre panorámy zlým nápadom, pretože bude ťažké dosiahnuť konzistentné a prirodzené osvetlenie celej sady fotografií. Ak nemáte k dispozícii veľa svetla, je najlepšou voľbou statív a pomalá uzávierka. Väčšina panorám bude mať veľmi veľký dynamický rozsah od tmy po jasné svetlo. V typickej vonkajšej scéne môžete mať objekt na priamom slnečnom svetle (alebo samotné slnko) na jednej strane panorámy a tmavú tienistú oblasť vzdialenú 100 °. Snímače fotoaparátu majú vo všeobecnosti dosť úzky dynamický rozsah, takže sa budete musieť uistiť, že vami zvolená expozícia nevytvorí žiadne úplne biele alebo úplne čierne oblasti. Najlepším riešením tohto problému je použiť zmiešavanie expozície: urobte dve (alebo viac) kópií celej panorámy pri rôznych expozíciách a skombinujte ich neskôr do jedného obrázku, pričom použijete iba dobre exponované časti každého zdrojového obrázku. Teraz, keď fotoaparát je nakonfigurovaný správne, začnite na jednom konci scény a nasnímajte prvý obrázok. Otočte fotoaparát a pokračujte vo fotografovaní, kým nezachytíte celú požadovanú scénu. Otočná časť je v skutočnosti trochu zložitejšia, ako by ste si na začiatku mohli myslieť: ak posuniete stred vstupnej pupily objektívu medzi zábermi, skončíte s chybou paralaxy. To znamená, že objekty v popredí sa budú posúvať relatívne k tým v pozadí. Najlepším spôsobom, ako to eliminovať, je statív, ale bez opatrnosti sa zaobídete aj bez neho (nerobte zrejmé veci a držte fotoaparát na dĺžku paží, pričom celé telo otáčajte nohami na mieste). Príklad paralaxy nájdete na diagrame. Každý pár susedných obrázkov musí mať určité prekrývanie, aby mohol nájsť kontrolné body. Prekrývanie medzi 30% a 50% je zvyčajne dostatočné, ale ak časť vašej scény nemá dostatok rozpoznateľných funkcií, možno budete musieť viac prekrývať. Pokúste sa udržať fotoaparát v úrovni celej panorámy bez pohybu hore alebo dole. Ak máte vysokú stavbu, ktorá sa nezmestí na jeden obrázok, urobte ďalší rad obrázkov fotoaparátom smerujúcim nahor (alebo nadol) vzhľadom na prvý riadok. Panorámy samozrejme nemusia byť vždy len široké (v horizontálnom rozmere), môžu byť vysoké a široké (s niekoľkými zvislými stupňami) alebo len vysoké.

Krok 4: Kontrolné body

Pochopenie kontrolných bodov: Kontrolné body sú to, čo optimalizátor používa na určenie vzťahov medzi všetkými obrázkami vo vašej panoráme. V skutočnosti existujú dva rôzne druhy kontrolných bodov. Normálne kontrolné body identifikujú dva body na dvoch rôznych obrázkoch, ktoré sa týkajú rovnakého objektu, a preto by sa mali vo výslednej panoráme objaviť na rovnakom mieste. Vodorovné a zvislé vodiace čiary identifikujú dva body, ktoré by mali byť v priamke, spravidla z rovnakého obrázku (panorámy sa bez nich niekedy budú javiť zvlnené). Kontrolné body sú hlavné vstupy, ktoré optimalizátor používa na zarovnanie obrázkov do úplnej panorámy, a rozdiel medzi dobrou a zlou panorámou závisí od kvality kontrolných bodov, ktoré vytvoríte (a od času, ktorý nad nimi strávite). Pred pridaním riadiacich bodov musíte do projektu pridať všetky zdrojové obrázky. Vykonajte to pomocou tlačidla „Načítať obrázky“na karte asistenta hugina. Ak máte nainštalované autopano, hugin ho pravdepodobne ihneď spustí a pokúsi sa optimalizovať panorámu, hneď ako skončí, a poskytne vám náhľad celej panorámy. Ak chcete pridať kontrolné body ručne, vypnite túto možnosť v predvoľbách hugina. Teraz prepnite na kartu kontrolných bodov. Táto obrazovka zobrazuje dva obrázky vedľa seba, aby ste mohli upravovať kontrolné body, ktoré k nim patria. Pomocou ponúk nad obrázkami (alebo očíslovaných záložiek v starších verziách hugina) vyberte prvý a druhý obrázok (0 a 1). Nájdite rozpoznateľný predmet, ktorý sa zobrazuje na oboch obrázkoch, najlepšie niečo blízko pozadia. Kliknite na jeho časť v ľavom obrázku. Okno obrázku by sa malo úplne priblížiť a ukázať oblasť okolo miesta, na ktoré ste klikli. Potom kliknite na rovnakú časť rovnakého objektu na pravom obrázku. Hugin vykoná „jemné doladenie“hneď, ako kliknete na druhý obrázok, pričom vyhľadáte bod, ktorý sa najlepšie zhoduje s prvým obrázkom. Ak nie sú na správnom mieste, môžete jeden z kontrolných bodov presunúť na nové miesto. Kliknutím na tlačidlo jemného doladenia kedykoľvek prichytíte pravý bod k časti obrázku, ktorá sa najviac podobá ľavému bodu. Keď sú oba body na správnom mieste, kliknutím pravým tlačidlom myši uložíte kontrolný bod. Na úspešné zarovnanie panorámy musí mať každý prekrývajúci sa pár obrázkov aspoň jeden kontrolný bod. Obvykle jeden nestačí (pretože obrázky sa môžu stále otáčať o spoločný bod), skúste ich pridať toľko, koľko nájdete. Ak obrázky obsahujú objekty v popredí a na pozadí, v prípade chyby paralaxy nebudete môcť zarovnať obe roviny. Body na pozadí zvyčajne fungujú lepšie, takže kontrolné body pridajte iba na vzdialené objekty, ak na dvoch obrázkoch vidíte blízke objekty na rôznych miestach. Ak chcete pridať vodorovnú alebo zvislú vodiacu čiaru, vyberte rovnaký obrázok v oboch oknách. Nájdite predmet, napríklad stĺpik žiarovky, bočnú stranu budovy alebo časť horizontu, ktorý chcete na konečnom obrázku zobraziť ako vodorovnú alebo zvislú čiaru. Umiestnite bod do ľavého okna na jeden koniec čiary a bod na druhý koniec do pravého okna. Doladenie má tendenciu zamieňať sa s čiarami, takže body budete možno musieť presunúť ručne. Kontrolný bod pridáte pravým tlačidlom myši. Ponuka režimov pod zoznamom ovládacích bodov by mala naznačovať, že ide o zvislú alebo vodorovnú čiaru. Ak hugin uhádol smer nesprávne, zmeňte ho na správny režim. Keď máte dostatok kontrolných bodov, môžete panorámu optimalizovať tak, aby bol každý obrázok na správnom mieste a získať náhľad konečného výsledku.

Krok 5: Optimalizujte

Keď do všetkých svojich snímok pridáte kontrolné body, ďalším krokom je spustenie programu PToptimizer, ktorý spojí vašu panorámu. Riadiace body, ktoré ste vytvorili v poslednom kroku, používa na rekonštrukciu podmienok, pri ktorých bol urobený každý obrázok, vrátane orientácie fotoaparátu a skreslenia objektívu. S týmito informáciami môže zošívačka premapovať zdrojové obrázky na jednu panorámu pomocou ktorejkoľvek z podporovaných projekcií. Prepnite na kartu Optimizer hugina. Kliknite na „Optimalizovať teraz!“tlačidlo na spustenie predvoleného režimu optimalizácie. To sa pokúsi nájsť najlepšiu polohu (uhly sklonu, natočenia a vybočenia) pre každý obrázok tak, aby boli všetky riadiace body zarovnané. Po optimalizácii panorámy otvorte okno s ukážkou, aby ste získali predstavu o tom, ako bude výsledok vyzerať. Vyhľadajte všetky miesta, kde sa zdá, že sa dva obrázky nezhodujú správne, vráťte sa do editora ovládacích bodov a pridajte alebo zmeňte niektoré body na príslušných obrázkoch. Znova optimalizujte a aktualizujte ukážku. Opakujte, kým nebude všetko vyzerať tak dobre, ako to môžete dosiahnuť. Ak sa jeden alebo viac obrázkov zdá naklonených, pokúste sa nájsť objekty, ktoré môžete použiť ako vodorovné a zvislé vodidlá, a pridajte na ne kontrolné body. Optimalizujte, aktualizujte náhľad. Ak vaša panoráma po optimalizácii polohy vyzerá dobre, prepnite na režim „Polohy, zobrazenie a hlaveň“a znova optimalizujte. PToptimizer sa pokúsi opraviť niektoré skreslenia spôsobené objektívom fotoaparátu. Teraz je načase spojiť výstup panorámy v plnom rozlíšení (a nájsť ďalšie chyby, ktoré ukážka nezobrazila, upraviť ďalšie kontrolné body, znova optimalizovať …)

Krok 6: Stitch

Konečne ste pripravení vytvoriť svoj konečný panoramatický obrázok. Prepnite na kartu zošívačky; Všetky možnosti vysvetlím nižšie. Prvé dve možnosti sú projekcia a zorné pole. Oba tieto je možné tiež zmeniť v okne náhľadu, kde môžete graficky vidieť, ako ovplyvňujú panorámu. Hugin môže vytvárať obrázky v niekoľkých rôznych projekciách a rôzne scény vyzerajú najlepšie v rôznych projekciách. Priama lineárna projekcia je rovnaká projekcia, akú vytvára ideálny normálny objektív fotoaparátu (a rovnaká, ako ju vidíte očami). Priamočiare projekcie podľa definície predstavujú priame čiary v scéne ako priame čiary na obrázku. Obdĺžnikové štruktúry, ako sú budovy, budú vyzerať rovnako ako v reálnom živote, ale objekty ďaleko od stredu obrazu budú natiahnuté na oveľa väčšie než normálne. Ak je záber širší ako 90 alebo 100, zvyčajne zničí váš obrázok, takže je najvhodnejší pre úzke alebo vysoké panorámy. Širšie panorámy vyzerajú najlepšie pomocou valcovej alebo ekvirektangulárnej (sférickej) projekcie. Obe tieto projekcie zabraňujú skresľovaniu horizontálnych vzdialeností od stredu obrazu, ale premenia horizontálne štruktúry nad alebo pod vertikálnym stredom na oblúky a bubliny. Pole zorného poľa určuje, ako široký uhol bude zobrazený na výstupnom obrázku. Tlačidlo "Vypočítať zorné pole" nájde najmenší pohľad, ktorý obsahuje každý obrázok. Všetko, čo je väčšie, len plytvá pamäťou, miestom na disku a časom spracovania, takže pomocou posuvníkov v okne ukážky orežte panorámu iba na požadovanú časť. Ďalej je veľkosť plátna. Toto je veľkosť konečného výstupného obrázku v pixeloch. Hodnoty uvedené v časti „Vypočítať optimálnu veľkosť“predstavujú najväčšiu možnú veľkosť bez natiahnutia zdrojových obrázkov nad ich pôvodné veľkosti. Môžete samozrejme použiť väčšiu veľkosť, ale budete len vytvárať nadbytočné pixely. Generovanie väčších panorám vyžaduje viac času, využitie pamäte a vytváranie väčších súborov na disku. Začnite preto malým krokom, aby ste získali predstavu o tom, akú veľkosť zvládne váš hardvér (a trpezlivosť). Hugin môže vytvárať výstupy (v skutočnosti inštruovať iné programy) na výstup) mnoho rôznych typov obrázkov v rôznych formátoch z jedného panoramatického projektu. Väčšinu času jednoducho chcete „zmiešanú panorámu“, ktorá volá nona na premapovanie vašich obrázkov na novú projekciu a na vyhladenie švov používa technológiu blend. Nakoniec môžete pre konečný obrázok vybrať možnosti formátu a kompresie. všetko je pripravené, kliknite na „Zošiť teraz!“Hugin vyzve na zadanie názvu súboru, do ktorého má byť výstup zapísaný, a začne skresľovať vaše zdrojové obrázky do nádhernej panorámy. Počas procesu sa môže objaviť niekoľko okien, ktoré hovoria o laplaciánskych pyramídach, expozičných vrstvách, maskách zmesí a podobne. Keď je všetko hotové, mali by ste mať pekný veľký súbor s obrázkom v adresári, ktorý ste zadali predtým.