Fotografia panoramiczna z bezpłatnym oprogramowaniem i tanim sprzętem: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Zdjęcia panoramiczne służą do robienia zdjęć scen, które są zbyt duże, aby zmieściły się w normalnym obiektywie aparatu lub nawet zbyt duże, aby ludzkie oko mogło je zobaczyć w jednym momencie. Większość znanych panoram to ujęcia plenerowe przedstawiające cechy geologiczne lub panoramę miasta, ale są one również przydatne do robienia dużych zdjęć wewnątrz budynków. Panoramy są prawie tak stare jak sama fotografia. Profesjonalni fotografowie i wynalazcy od XIX wieku tworzyli ekstremalnie szerokokątne zdjęcia różnymi metodami, ale do niedawna wymagały one drogiego, specjalistycznego sprzętu i technik obróbki. Przez lata zbudowano kilka typów aparatów panoramicznych, które naświetlają duży arkusz filmu albo przesuwając po nim obiektyw, albo naświetlając przez obiektyw stały o bardzo szerokim kącie widzenia. Najnowsze innowacje w fotografii obejmują aparaty cyfrowe i komputerowe przetwarzanie obrazu, które umożliwiły kolejną technikę fotografii panoramicznej: łączenie obrazów. Połączone panoramy zapewniają znacznie większą elastyczność niż starsze aparaty panoramiczne i mieszczą się w budżecie każdego fotografa amatora. Połączona panorama zaczyna się jako seria ujęć za pomocą standardowego obiektywu, z aparatem w tym samym miejscu, przy tej samej ekspozycji, ale skierowane w różnych kierunkach. Oprogramowanie komputerowe analizuje następnie oddzielne obrazy, aby określić, któremu kątowi odpowiada każdy z nich, a na koniec łączy wszystkie obrazy w jedną płynną panoramę.

Krok 1: Potrzebne narzędzia

Do tego projektu będziesz potrzebować kilku narzędzi. Na szczęście wszystkie są albo darmowe, albo łatwe do znalezienia. Pierwszą oczywistą rzeczą jest aparat cyfrowy. Oczywiście najlepsza jest dobra lustrzanka, ale można użyć niedrogich aparatów typu „point-and-shoot”, ale należy wziąć pod uwagę kilka kwestii: Nowoczesne aparaty kompaktowe umożliwiają łatwe robienie dobrze naświetlonych zdjęć dowolnej sceny dzięki zarządzaniu ustawieniami czujnika, migawki i obiektywu automatycznie za pomocą wbudowanego pomiaru światła. Jest to świetne w większości przypadków, gdy robisz pojedyncze zdjęcia, ale jeśli zrobisz dwa zdjęcia tego samego obiektu pod różnymi kątami, jasność, ostrość i kolory mogą nie być takie same. Ponieważ panoramy wymagają idealnego dopasowania wielu obrazów pod różnymi kątami, potrzebujesz aparatu z ręcznym trybem przysłony/migawki/balansu bieli. Niektóre aparaty (w tym niektóre modele Canon i Olympus) mają nawet dedykowany tryb panoramy, który blokuje ustawienia ekspozycji dla serii ujęć i mają wizualny przewodnik dotyczący nakładania się zdjęć. Statyw, choć nie jest bezwzględnie konieczny, znacznie ułatwia robienie panoram, szczególnie w przypadku bardzo szerokich scen lub w pomieszczeniach. Statyw z głowicą obrotową pozwala na obracanie aparatu bez zmiany jego pozycji, co jest zaskakująco trudne w przypadku aparatu trzymanego w ręku (przynajmniej jeśli o tym nie myślisz) Statywy z głowicą kulową, jak wiele miniaturowych modeli przenośnych, nie działają tak dobrze, ponieważ nie można płynnie obracać aparatu bez poruszania się w górę lub w dół. Część oprogramowania tego projektu jest obsługiwana przez kilka różnych programów, z których wszystkie są wolnym oprogramowaniem i są dostępne dla większości systemów operacyjnych. Hugin to program, który zarządza całym procesem łączenia obrazów. Większość rzeczywistej pracy jest wykonywana przez inne programy, ale hugin zapewnia wygodny sposób na wywołanie każdego z nich i zwykle mówi, co robić dalej, jeśli się zgubisz. (https://hugin.sourceforge.net)Hugin jest oparty na zestawie aplikacji i bibliotek nazwanych Panorama Tools, w tym bibliotece libpano i ważnych programach PToptimizer i PTStitcher. Większość panotools jest teraz open source (https://panotools.sourceforge.net/), z wyjątkiem PTStitcher. Dostępne są jednak dwa programy zastępcze: PTmender, dostępny na stronie panotools i nona, który jest dołączony do programu hugin. Dwie dodatkowe aplikacje nie są częścią panotools, ale można ich używać z hugin, aby Twoje panoramy wyglądały lepiej: Autopano (lub autopano-sift) automatyzuje pierwszy krok panoram, znajdując punkty kontrolne, które łączą ze sobą pary obrazów. Możesz to zrobić ręcznie, jeśli masz cierpliwość (i prawdopodobnie będziesz chciał posprzątać po autopano, aby uzyskać najlepszy wynik). Dostępnych jest kilka różnych implementacji autopano, z których najnowsza to autopano-SIFT-C (dostępna pod adresem stronie hugin)Enblend jest kolejnym opcjonalnym narzędziem do poprawy końcowych wyników niezbyt doskonałych panoram. Tam, gdzie dwa obrazy spotykają się w zszytym obrazie, często będą widoczne szwy lub obiekty znajdujące się w nieco innych miejscach. Enblend może zastąpić te szwy płynnymi przejściami. Najnowsze wersje programu enblend zawierają również powiązane (przy użyciu tej samej matematyki) narzędzie o nazwie enfuse, które wykorzystuje mieszanie ekspozycji do łączenia obrazów tej samej sceny przy różnych ekspozycjach w celu utworzenia jednego symulowanego obrazu o wysokim zakresie dynamiki. (https://enblend.sourceforge.net/)Aplikacja ogólnego przeznaczenia do edycji obrazów rastrowych jest przydatna do końcowego przetwarzania, kadrowania lub drukowania panoram. GIMP to popularne bezpłatne narzędzie odpowiednie do tego (https://www.gimp.org/)

Krok 2: Przegląd

Ta instrukcja obejmie następujące kroki dotyczące robienia panoram:1. Wykonywanie zdjęć źródłowych. Wszystkie zdjęcia muszą być zrobione aparatem w tej samej pozycji i przy użyciu tych samych ustawień ekspozycji (chyba że używasz mieszania ekspozycji).2. Zidentyfikuj punkty kontrolne. Pary punktów kontrolnych służą do ustalenia, jak obrazy będą do siebie pasować. Każda para punktów kontrolnych identyfikuje albo dwa punkty na różnych obrazach, które odnoszą się do tego samego punktu na scenie, albo dwa punkty na tym samym obrazie, które powinny być linią poziomą lub pionową na końcowym obrazie. Punkty kontrolne można umieszczać ręcznie lub automatycznie za pomocą autopano.3. Zoptymalizuj panoramę. Program PToptimizer wykorzystuje punkty kontrolne do obliczenia, której pozycji (wyrażonej jako pochylenie, przechylenie i kąty odchylenia) odpowiada każdy obraz, a także ile zniekształceń zostało wprowadzone przez obiektyw aparatu.4. Podgląd, edytuj punkty kontrolne, ponownie optymalizuj, GOTO 10. Pierwszy wynik nie będzie doskonały. Może zajść potrzeba dodania, usunięcia lub przesunięcia punktów kontrolnych, dodania linii pomocniczych, aby utrzymać struktury poziome i pionowe we właściwej orientacji, wybrania projekcji, której chcesz użyć, lub dostosowania pola widzenia tak, aby obejmowało tylko te części obrazów, które chcę.5. Zszyj obraz. To tutaj dzieje się prawdziwa praca. Program do szycia pobiera wcześniej obliczone pozycje obrazu i ponownie mapuje każdy piksel obrazu wejściowego z oryginalnej projekcji do miejsca, w którym powinien znajdować się w końcowej panoramie. Wynik będzie albo pojedynczym scalonym obrazem, albo serią obrazów, z których każdy zawiera piksele z dokładnie jednego obrazu źródłowego, które zostaną później zmieszane.6. Połącz zszyte obrazy, aby wyglądały ładniej. Zwykle wymagane jest dodatkowe przetwarzanie na zszytych wydrukach, aby oczyścić szwy, w których obrazy nie stykają się idealnie lub inne nieregularności. Enblend i enfuse to zautomatyzowane narzędzia używane przez hugin do tego kroku lub możesz to zrobić ręcznie w edytorze obrazów, takim jak GIMP.

Krok 3: Robienie zdjęć

Chwyć aparat cyfrowy, upewnij się, że masz kartę pamięci i nowy zestaw baterii, i znajdź odpowiednią scenę do zrobienia panoramy. Robienie panoram nie jest trudne, ale możesz zrobić kilka prostych rzeczy, aby uniknąć typowych błędów. Upewnij się, że używasz trybu ręcznego lub trybu panoramy w aparacie. Aby Twoje obrazy zostały prawidłowo połączone, muszą być naświetlone dokładnie w ten sam sposób, aby każdy obiekt miał ten sam kolor i jasność na wszystkich obrazach. Jeśli używasz trybu ręcznego, upewnij się, że czułość (ISO), czas otwarcia migawki, przysłona (F stop), balans bieli, a najlepiej ostrość, są takie same dla każdego obrazu w panoramie. Jeśli twój aparat ma tryb panoramy, powinien zająć się tym za ciebie. Używanie lampy błyskowej jest generalnie złym pomysłem w przypadku panoram, ponieważ trudno będzie uzyskać spójne i naturalnie wyglądające oświetlenie na całym zestawie zdjęć. Jeśli nie masz dużo dostępnego światła, najlepszym rozwiązaniem są statyw i wolna migawka. Większość panoram ma bardzo duży zakres dynamiczny od ciemności do jasnego światła. W typowej scenie plenerowej możesz mieć obiekt w bezpośrednim świetle słonecznym (lub samo słońce) po jednej stronie panoramy i zacieniony obszar 100º dalej. Czujniki aparatu mają zazwyczaj dość wąski zakres dynamiki, więc musisz się upewnić, że wybrana ekspozycja nie stworzy całkowicie białych lub całkowicie czarnych obszarów. Najlepszym rozwiązaniem tego problemu jest użycie mieszania ekspozycji: wykonaj dwie (lub więcej) kopie całej panoramy przy różnych ekspozycjach i połącz je później w jeden obraz, używając tylko dobrze naświetlonych części każdego obrazu źródłowego. kamera jest poprawnie skonfigurowana, zacznij od jednego końca sceny i zrób pierwsze zdjęcie. Obróć aparat i kontynuuj robienie zdjęć, aż uchwycisz całą scenę, którą chcesz. Część obrotowa jest w rzeczywistości nieco trudniejsza, niż mogłoby się wydawać na początku: jeśli przesuniesz środek źrenicy wejściowej obiektywu między ujęciami, skończysz z błędem paralaksy. Oznacza to, że obiekty na pierwszym planie przesuną się względem obiektów w tle. Najlepszym sposobem na wyeliminowanie tego jest statyw, ale możesz sobie poradzić bez niego, jeśli będziesz ostrożny (nie rób oczywistej rzeczy i trzymaj aparat na wyciągnięcie ręki, obracając całym ciałem ze stopami w miejscu). Zobacz diagram jako przykład paralaksy. Każda para sąsiednich obrazów musi się w pewnym stopniu nakładać, aby można było znaleźć punkty kontrolne. Nakładanie się od 30% do 50% jest zwykle wystarczające, ale jeśli część sceny nie ma wystarczającej liczby rozpoznawalnych elementów, może być konieczne większe nałożenie. Staraj się utrzymywać poziom kamery w całej panoramie bez przesuwania w górę lub w dół. Jeśli masz wysoką konstrukcję, która nie mieści się na jednym zdjęciu, zrób kolejny rząd zdjęć z aparatem skierowanym w górę (lub w dół) względem pierwszego rzędu. Oczywiście panoramy nie zawsze muszą być po prostu szerokie (w wymiarze poziomym), mogą być wysokie i szerokie (z kilkoma pionowymi stopniami) lub po prostu wysokie.

Krok 4: Punkty kontrolne

Zrozumienie punktów kontrolnych: Punkty kontrolne są używane przez optymalizator do określenia relacji między wszystkimi obrazami w panoramie. W rzeczywistości istnieją dwa różne rodzaje punktów kontrolnych. Normalne punkty kontrolne identyfikują dwa punkty na dwóch różnych obrazach, które odnoszą się do tego samego obiektu i dlatego powinny pojawić się w tym samym miejscu na ostatecznej panoramie. Linie poziome i pionowe wskazują dwa punkty, które powinny leżeć w linii prostej, zwykle z tego samego obrazu (bez nich panoramy mogą czasem wydawać się pofalowane). Punkty kontrolne są głównymi danymi wejściowymi, których używa optymalizator do wyrównania obrazów do pełnej panoramy, a różnica między dobrą panoramą a złą zależy od jakości utworzonych punktów kontrolnych (i ilości czasu nad nimi spędzonego). Zanim będziesz mógł dodać punkty kontrolne, musisz dodać wszystkie obrazy źródłowe do swojego projektu. Aby to zrobić, użyj przycisku „Załaduj obrazy” na karcie Asystent hugin. Jeśli masz zainstalowane autopano, hugin prawdopodobnie uruchomi je natychmiast i spróbuje zoptymalizować panoramę, gdy tylko się skończy, dając podgląd całej panoramy. Jeśli chcesz dodać wszystkie punkty kontrolne ręcznie, wyłącz tę opcję w preferencjach hugin. Teraz przejdź do zakładki punktów kontrolnych. Ten ekran pokazuje dwa obrazy obok siebie, dzięki czemu można edytować należące do nich punkty kontrolne. Użyj menu nad obrazami (lub ponumerowanych kart w starszych wersjach hugin), aby wybrać pierwszy i drugi obraz (0 i 1). Znajdź rozpoznawalny obiekt, który pojawia się na obu obrazach, najlepiej coś w pobliżu tła. Kliknij na jego część na lewym obrazku. Okno obrazu powinno być całkowicie powiększone, pokazując obszar wokół miejsca kliknięcia. Następnie kliknij tę samą część tego samego obiektu na prawym obrazie. Hugin wykona "dokładną melodię", gdy tylko klikniesz drugi obraz, szukając punktu, który najlepiej pasuje do pierwszego obrazu. Możesz przeciągnąć dowolny z punktów kontrolnych do nowej pozycji, jeśli nie znajdują się we właściwym miejscu. Kliknięcie przycisku dostrajania w dowolnym momencie przyciągnie prawy punkt do części obrazu, która jest najbardziej podobna do lewego punktu. Gdy oba punkty znajdą się we właściwym miejscu, kliknij prawym przyciskiem myszy, aby zapisać punkt kontrolny. Aby pomyślnie wyrównać panoramę, każda nakładająca się para obrazów musi mieć co najmniej jeden punkt kontrolny. Zwykle jeden nie wystarcza (ponieważ obrazy nadal mogą się obracać wokół wspólnego punktu), więc spróbuj dodać tyle, ile możesz znaleźć. Jeśli obrazy mają obiekty na pierwszym planie iw tle, nie będziesz w stanie wyrównać obu płaszczyzn, jeśli wystąpi błąd paralaksy. Punkty tła zwykle działają lepiej, więc dodawaj punkty kontrolne tylko na oddalonych obiektach, jeśli widzisz pobliskie obiekty w różnych miejscach na dwóch obrazach. Aby dodać poziomą lub pionową linię prowadzącą, zaznacz ten sam obraz w obu oknach. Znajdź obiekt, taki jak latarnia, bok budynku lub część horyzontu, który ma być wyświetlany jako pozioma lub pionowa linia na końcowym obrazie. Umieść punkt w lewym oknie na jednym końcu linii i punkt na drugim końcu w prawym oknie. Dostrajanie ma tendencję do mylenia się z liniami, więc może być konieczne ręczne przesuwanie punktów. Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby dodać punkt kontrolny. Menu trybu poniżej listy punktów kontrolnych powinno wskazywać, że jest to linia pionowa lub pozioma. Zmień go na właściwy tryb, jeśli hugin odgadł kierunek. Gdy masz wystarczającą liczbę punktów kontrolnych, możesz zoptymalizować panoramę, aby umieścić każdy obraz we właściwej pozycji i uzyskać podgląd końcowego wyniku.

Krok 5: Optymalizacja

Po dodaniu punktów kontrolnych do wszystkich obrazów następnym krokiem jest uruchomienie PToptimizer, aby poskładać panoramę w całość. Wykorzystuje punkty kontrolne utworzone w ostatnim kroku, aby zrekonstruować warunki, w jakich wykonano każde zdjęcie, w tym orientację aparatu i dystorsję obiektywu. Dzięki tym informacjom osoba łącząca może ponownie zmapować obrazy źródłowe w pojedynczą panoramę przy użyciu dowolnej z obsługiwanych projekcji. Przełącz się na zakładkę Optimizer hugin. Kliknij „Optymalizuj teraz!” przycisk, aby uruchomić domyślny tryb optymalizacji. Będzie to próba znalezienia najlepszej pozycji (pochylenia, obrotu i kątów odchylenia) dla każdego obrazu, tak aby wszystkie punkty kontrolne były wyrównane. Po zoptymalizowaniu panoramy otwórz okno podglądu, aby zobaczyć, jak będzie wyglądał wynik. Poszukaj miejsc, w których dwa obrazy nie pasują do siebie prawidłowo i wróć do edytora punktów kontrolnych i dodaj lub zmień niektóre punkty na obrazach, których dotyczy problem. Zoptymalizuj ponownie i zaktualizuj podgląd. Powtarzaj, aż wszystko będzie wyglądać tak dobrze, jak to tylko możliwe. Jeśli jeden lub więcej obrazów jest przechylony, spróbuj znaleźć obiekty, których możesz użyć jako poziomych i pionowych linii pomocniczych, i dodaj do nich punkty kontrolne. Optymalizuj, zaktualizuj podgląd. Jeśli Twoja panorama wygląda dobrze po optymalizacji pozycji, przełącz się na tryb „Pozycje, widok i baryłka” i ponownie zoptymalizuj. PToptimizer spróbuje skorygować niektóre zniekształcenia spowodowane przez obiektyw aparatu. Teraz nadszedł czas, aby połączyć wyjście w pełnej rozdzielczości panoramy (i znaleźć więcej błędów, których nie wyświetlał podgląd, edytować więcej punktów kontrolnych, ponownie zoptymalizować…)

Krok 6: Zszyj

W końcu jesteś gotowy do stworzenia ostatecznego obrazu panoramicznego. Przejdź do zakładki Stitcher; Wyjaśnię wszystkie opcje poniżej. Pierwsze dwie opcje to projekcja i pole widzenia. Oba te elementy można również zmienić w oknie podglądu, w którym można zobaczyć graficznie, jak wpływają na panoramę. Hugin może generować obrazy w wielu różnych projekcjach, a różne sceny wyglądają najlepiej w różnych projekcjach. Projekcja prostoliniowa to ta sama projekcja, którą wytwarza idealny normalny obiektyw aparatu (i taka sama, jaką widzisz oczami). Rzuty prostoliniowe z definicji przedstawiają linie proste w scenie jako linie proste na obrazie. Struktury prostokątne, takie jak budynki, będą wyglądać tak samo, jak w rzeczywistości, ale obiekty znajdujące się daleko od środka obrazu będą rozciągnięte do znacznie większych niż normalnie. Zwykle zniszczy to obraz, jeśli jest szerszy niż 90 lub 100, więc najlepiej sprawdza się w przypadku wąskich lub wysokich panoram. Szersze panoramy najlepiej wyglądają w przypadku projekcji cylindrycznej lub równoprostokątnej (sferycznej). Obie te projekcje unikają zniekształcania odległości poziomych od środka obrazu, ale zamieniają poziome struktury powyżej lub poniżej pionowego środka w łuki i bąbelki. Pole widzenia określa, jak szeroki kąt będzie wyświetlany na obrazie wyjściowym. Przycisk "Oblicz pole widzenia" znajdzie najmniejszy widok, który zawiera każdy obraz. Wszystko, co jest większe, marnuje tylko pamięć, miejsce na dysku i czas przetwarzania, więc użyj suwaków w oknie podglądu, aby przyciąć panoramę tylko do potrzebnej sekcji. Następny jest rozmiar płótna. Jest to rozmiar końcowego obrazu wyjściowego w pikselach. Wartości podane przez „Oblicz optymalny rozmiar” reprezentują największy możliwy rozmiar bez rozciągania obrazów źródłowych poza ich oryginalne rozmiary. Możesz oczywiście użyć większego rozmiaru, ale będziesz tworzyć zbędne piksele. Generowanie większych panoram zajmuje więcej czasu, zużywają więcej pamięci i tworzą większe pliki na dysku, więc zacznij od małych, aby zorientować się, jaki rozmiar może obsłużyć Twój sprzęt (i cierpliwość). do wyjścia) wiele różnych typów obrazów w różnych formatach z jednego projektu panoramy. W większości przypadków potrzebujesz po prostu „panoramy mieszanej”, która wywołuje Nona, aby przemapować twoje obrazy do nowej projekcji, i używa enblend do wygładzenia szwów. Na koniec możesz wybrać opcje formatu i kompresji dla końcowego obrazu. wszystko gotowe, kliknij „Zszyj teraz!” Hugin poprosi o nazwę pliku, w którym chcesz zapisać dane wyjściowe, i zacznie przetwarzać obrazy źródłowe w piękną panoramę. Podczas tego procesu może pojawić się kilka okien, mówiących o piramidach laplacjańskich, warstwach ekspozycji, maskach mieszania i tak dalej. Kiedy wszystko się skończy, powinieneś mieć ładny duży plik obrazu w katalogu, który określiłeś wcześniej.