Panoramische fotografie met gratis software en goedkope hardware: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Panoramische foto's worden gebruikt om afbeeldingen te maken van scènes die te groot zijn om in een normale cameralens te passen of zelfs te groot voor het menselijk oog om in één keer te zien. De meest bekende panorama's zijn landschapsfoto's buiten van geologische kenmerken of skylines van steden, maar ze zijn ook handig voor het maken van grote foto's in gebouwen. Panorama's zijn bijna net zo oud als fotografie zelf. Professionele fotografen en uitvinders maken sinds de negentiende eeuw extreem groothoekfoto's met verschillende methoden, maar tot voor kort waren daarvoor dure gespecialiseerde apparatuur en verwerkingstechnieken nodig. In de loop der jaren zijn er verschillende soorten panoramische camera's gebouwd die een groot filmblad belichten door ofwel een lens erover te bewegen of door een vaste lens met een zeer brede kijkhoek te belichten. Recentere innovaties op het gebied van fotografie zijn onder meer digitale camera's en geautomatiseerde beeldverwerking, die nog een andere panoramische fotografietechniek mogelijk hebben gemaakt: het naaien van afbeeldingen. Gestikte panorama's bieden veel meer flexibiliteit dan oudere panoramische camera's en vallen ruim binnen het budget van elke amateurfotograaf. Een genaaid panorama begint als een reeks opnamen door een standaardlens, met de camera op dezelfde locatie, met dezelfde belichting, maar in verschillende richtingen kijken. Computersoftware analyseert vervolgens de afzonderlijke afbeeldingen om te bepalen met welke hoek ze overeenkomen en combineert uiteindelijk alle afbeeldingen tot één naadloos panorama.

Stap 1: Benodigd gereedschap

Voor dit project heb je een aantal tools nodig. Gelukkig zijn ze allemaal gratis of gemakkelijk te vinden. Het eerste dat voor de hand ligt, is een digitale camera. Een goede spiegelreflexcamera is natuurlijk het beste, maar sommige goedkope point-and-shoot-camera's kunnen worden gebruikt, met een paar overwegingen: Met moderne compactcamera's kunt u gemakkelijk goed belichte foto's maken van elke scène door de sensor-, sluiter- en lensinstellingen te beheren automatisch met behulp van ingebouwde lichtmeting. Dit is meestal geweldig wanneer u afzonderlijke opnamen maakt, maar als u twee foto's van hetzelfde object vanuit verschillende hoeken maakt, zijn de helderheid, focus en kleuren mogelijk niet hetzelfde. Omdat panorama's meerdere afbeeldingen vanuit verschillende hoeken nodig hebben om perfect bij elkaar te passen, heb je een camera nodig met een handmatige diafragma-/sluiter-/witbalansmodus. Sommige camera's (waaronder sommige Canon- en Olympus-modellen) hebben zelfs een speciale panoramamodus die de belichtingsinstellingen voor een reeks opnamen vergrendelt en hebben een visuele gids voor het overlappen van de foto's. Een statief, hoewel niet strikt noodzakelijk, maakt het maken van panorama's veel gemakkelijker, vooral voor zeer brede scènes of binnenshuis. Met een pan-head-statief kun je de camera draaien zonder van positie te veranderen, wat verrassend moeilijk is met een handcamera (tenminste als je er niet aan denkt) Ball-head-statieven, zoals veel miniatuur draagbare modellen, werken niet zo goed, omdat je de camera niet soepel kunt laten draaien zonder dat deze omhoog of omlaag beweegt. Het softwaregedeelte van dit project wordt afgehandeld door een paar verschillende programma's, die allemaal gratis software zijn en beschikbaar zijn voor de meeste besturingssystemen. Hugin is het programma dat het hele proces voor het samenvoegen van afbeeldingen beheert. Het meeste werk wordt gedaan door andere programma's, maar hugin biedt een handige manier om ze allemaal te bellen en vertelt je meestal wat je moet doen als je verdwaalt. (https://hugin.sourceforge.net)Hugin is gebaseerd op een reeks toepassingen en bibliotheken genaamd Panorama Tools, inclusief de libpano-bibliotheek, en de belangrijke programma's PToptimizer en PTStitcher. De meeste panotools zijn nu open source (https://panotools.sourceforge.net/), behalve PTStitcher. Er zijn echter twee vervangende programma's beschikbaar: PTmender, beschikbaar op de panotools-website, en nona, die bij hugin wordt geleverd. Twee andere toepassingen maken geen deel uit van panotools, maar kunnen met hugin worden gebruikt om uw panorama's er beter uit te laten zien: Autopano (of autopano-sift) automatiseert de eerste stap van panorama's en vindt controlepunten die paren afbeeldingen met elkaar verbinden. Je kunt dit met de hand doen als je het geduld hebt (en je zult waarschijnlijk willen opruimen na autopano om het beste resultaat te krijgen) Er zijn een paar verschillende implementaties van autopano beschikbaar, de nieuwste is autopano-SIFT-C (beschikbaar op de hugin-website) Enblend is een ander optioneel hulpmiddel voor het verbeteren van de eindresultaten van niet-zo-perfecte panorama's. Waar twee afbeeldingen elkaar ontmoeten in de gestikte afbeelding, zijn er vaak zichtbare naden of objecten die zich op enigszins verschillende plaatsen bevinden. Enblend kan deze naden vervangen door vloeiende overgangen. Recente versies van enblend bevatten ook een verwant (met behulp van een deel van dezelfde wiskundige) tool genaamd enfuse die belichtingsmenging gebruikt om afbeeldingen van dezelfde scène bij verschillende belichtingen te combineren om een enkel gesimuleerd beeld met een hoog dynamisch bereik te creëren. (https://enblend.sourceforge.net/)Een algemene toepassing voor het bewerken van rasterafbeeldingen is handig voor de uiteindelijke nabewerking, bijsnijden of afdrukken van uw panorama's. GIMP is een populaire gratis tool die hiervoor geschikt is (https://www.gimp.org/)

Stap 2: Overzicht

Deze instructable behandelt de volgende stappen voor het maken van panorama's: 1. Bronfoto's maken. Alle foto's moeten worden gemaakt met de camera in dezelfde positie en met dezelfde belichtingsinstellingen (tenzij u belichtingsmenging gebruikt).2. Identificeer controlepunten. Er worden paren controlepunten gebruikt om erachter te komen hoe de afbeeldingen in elkaar passen. Elk controlepuntpaar identificeert ofwel twee punten in verschillende afbeeldingen die verwijzen naar hetzelfde punt in de scène, of twee punten in dezelfde afbeelding die een horizontale of verticale lijn in de uiteindelijke afbeelding zouden moeten zijn. Controlepunten kunnen met de hand of automatisch met autopano.3 worden geplaatst. Optimaliseer het panorama. Het PToptimizer-programma gebruikt de controlepunten om te berekenen met welke positie (uitgedrukt als pitch-, roll- en yaw-hoeken) elk beeld overeenkomt, en hoeveel vervorming door de cameralens is geïntroduceerd.4. Bekijk een voorbeeld, bewerk controlepunten, optimaliseer opnieuw, GOTO 10. Het eerste resultaat zal niet perfect zijn. Mogelijk moet u controlepunten toevoegen, verwijderen of verplaatsen, hulplijnen toevoegen om horizontale en verticale structuren in de juiste richting te houden, selecteren welke projectie u wilt gebruiken of het gezichtsveld aanpassen om alleen de delen van uw afbeeldingen op te nemen die u wilt gebruiken. willen.5. Naai de afbeelding. Hier gebeurt het echte werk. Het stitcher-programma neemt de eerder berekende afbeeldingsposities en hermapt elke pixel van de invoerafbeeldingen van de oorspronkelijke projectie naar waar het zou moeten zijn in het uiteindelijke panorama. De uitvoer is ofwel een enkele samengevoegde afbeelding of een reeks afbeeldingen, elk met pixels van precies één bronafbeelding, om later te worden gemengd.6. Meng de gestikte afbeeldingen om er mooier uit te zien. Er is meestal wat extra bewerking nodig op de gestikte uitvoer om naden op te ruimen waar afbeeldingen niet perfect samenkomen of andere onregelmatigheden. Enblend en enfuse zijn geautomatiseerde tools die Hugin voor deze stap gebruikt, of je kunt het met de hand doen in een afbeeldingseditor zoals GIMP.

Stap 3: Foto's maken

Pak je digitale camera, zorg voor een geheugenkaart en een nieuwe set batterijen en zoek een goede scène om een panorama van te maken. Het maken van panorama's is niet moeilijk, maar er zijn een paar eenvoudige dingen die u kunt doen om veelvoorkomende fouten te voorkomen. Zorg ervoor dat u de handmatige of panoramamodus van uw camera gebruikt. Om ervoor te zorgen dat uw afbeeldingen goed aan elkaar worden genaaid, moeten ze op precies dezelfde manier worden belicht, zodat elk object in alle afbeeldingen met dezelfde kleur en helderheid wordt weergegeven. Als je de handmatige modus gebruikt, zorg er dan voor dat de gevoeligheid (ISO), sluitertijd, diafragma (F stop), witbalans en bij voorkeur scherpstelling hetzelfde zijn voor elke afbeelding in je panorama. Als uw camera een panoramamodus heeft, zou deze dit voor u moeten regelen. Het gebruik van de flitser is over het algemeen een slecht idee voor panorama's, omdat het moeilijk zal zijn om de verlichting consistent en natuurlijk ogend te krijgen over de hele reeks foto's. Als je niet veel licht ter beschikking hebt, dan zijn een statief en langzame sluitertijd de beste optie. De meeste panorama's hebben een zeer groot dynamisch bereik van donker tot fel licht. In een typische buitenscène heb je misschien een object in direct zonlicht (of de zon zelf) aan één kant van het panorama, en een donkere schaduwplek op 100° afstand. Camerasensoren hebben over het algemeen een vrij smal dynamisch bereik, dus je moet ervoor zorgen dat de belichting die je kiest geen volledig witte of volledig zwarte gebieden creëert. De beste oplossing voor dit probleem is het gebruik van belichtingsmenging: maak twee (of meer) kopieën van het hele panorama met verschillende belichtingen en combineer ze later tot één enkele afbeelding, waarbij u alleen de goed belichte delen van elke bronafbeelding gebruikt. camera correct is geconfigureerd, begint u aan het ene uiteinde van uw scène en maakt u de eerste afbeelding. Draai de camera en ga door met het maken van foto's totdat je alle gewenste scènes hebt vastgelegd. Het roteergedeelte is eigenlijk een beetje lastiger dan je in eerste instantie zou denken: als je het midden van de ingangspupil van je lens tussen opnamen door verplaatst, krijg je een parallaxfout. Dit betekent dat objecten op de voorgrond zullen verschuiven ten opzichte van die op de achtergrond. Een statief is de beste manier om dit te voorkomen, maar je kunt het zonder statief doen als je voorzichtig bent (doe niet het voor de hand liggende ding en houd de camera op armlengte terwijl je je hele lichaam draait met je voeten op hun plaats). Zie het diagram voor een voorbeeld van parallax. Elk paar aangrenzende afbeeldingen moet enige overlap hebben om controlepunten te kunnen vinden. Overlap tussen 30% en 50% is meestal voldoende, maar als een deel van je scène niet genoeg herkenbare kenmerken heeft, moet je misschien meer overlappen. Probeer de camera over het hele panorama horizontaal te houden zonder omhoog of omlaag te bewegen. Als je een hoge structuur hebt die niet in een enkele afbeelding past, maak dan nog een rij afbeeldingen met de camera omhoog (of omlaag) gericht ten opzichte van de eerste rij. Natuurlijk hoeven panorama's niet altijd alleen breed te zijn (in de horizontale dimensie), ze kunnen lang en breed zijn (met meerdere verticale stappen) of gewoon hoog.

Stap 4: Controlepunten

Controlepunten begrijpen: Controlepunten zijn wat het optimalisatieprogramma gebruikt om de relaties tussen alle afbeeldingen in uw panorama te bepalen. Er zijn eigenlijk twee verschillende soorten controlepunten. Normale controlepunten identificeren twee punten in twee verschillende afbeeldingen die naar hetzelfde object verwijzen en zouden daarom op dezelfde plaats in het uiteindelijke panorama moeten verschijnen. Horizontale en verticale lijnhulplijnen identificeren twee punten die in een rechte lijn zouden moeten liggen, meestal van dezelfde afbeelding (panorama's zullen soms golvend lijken zonder hen). Controlepunten zijn de belangrijkste inputs die het optimalisatieprogramma gebruikt om de afbeeldingen uit te lijnen tot een compleet panorama, en het verschil tussen een goed panorama en een slecht panorama hangt af van de kwaliteit van de controlepunten die u maakt (en hoeveel tijd u eraan besteedt). Voordat u controlepunten kunt toevoegen, moet u alle bronafbeeldingen aan uw project toevoegen. Gebruik hiervoor de knop "Afbeeldingen laden" op het tabblad Assistent van hugin. Als je autopano hebt geïnstalleerd, zal hugin het waarschijnlijk onmiddellijk uitvoeren en proberen het panorama te optimaliseren zodra het klaar is en je een voorbeeld van het hele panorama geven. Als je je controlepunten allemaal met de hand wilt toevoegen, schakel deze optie dan uit in de voorkeuren van hugin. Schakel nu over naar het tabblad controlepunten. Dit scherm toont twee afbeeldingen naast elkaar, zodat u de bijbehorende controlepunten kunt bewerken. Gebruik de menu's boven de afbeeldingen (of genummerde tabbladen in oudere versies van hugin) om de eerste en tweede afbeeldingen te selecteren (0 en 1). Zoek een herkenbaar object dat in beide afbeeldingen voorkomt, bij voorkeur iets in de buurt van de achtergrond. Klik op een deel ervan in de linker afbeelding. Het afbeeldingsvenster moet helemaal inzoomen om het gebied te tonen waar u hebt geklikt. Klik vervolgens op hetzelfde deel van hetzelfde object in de rechter afbeelding. Hugin voert een "fijnafstemming" uit zodra u op de tweede afbeelding klikt, op zoek naar een punt dat het beste overeenkomt met de eerste afbeelding. U kunt elk van de controlepunten naar een nieuwe positie slepen als ze niet op de juiste plaats staan. Als u op elk gewenst moment op de knop voor fijnafstemming klikt, wordt het rechterpunt uitgelijnd op het deel van de afbeelding dat het meest lijkt op het linkerpunt. Zodra beide punten op de juiste plaats staan, klikt u met de rechtermuisknop om het controlepunt op te slaan. Om uw panorama met succes uit te lijnen, moet elk overlappend paar afbeeldingen ten minste één controlepunt hebben. Meestal is één niet genoeg (aangezien de afbeeldingen nog steeds rond het gemeenschappelijke punt kunnen draaien), dus probeer er zoveel toe te voegen als je kunt vinden. Als de afbeeldingen objecten op de voorgrond en achtergrond hebben, kunt u beide vlakken niet uitlijnen als er een parallaxfout is. Achtergrondpunten werken meestal beter, dus voeg alleen controlepunten toe aan objecten ver weg als u nabije objecten op verschillende plaatsen in de twee afbeeldingen kunt zien. Om een horizontale of verticale lijnhulp toe te voegen, selecteert u dezelfde afbeelding in beide vensters. Zoek een object, zoals een lantaarnpaal, de zijkant van een gebouw of een deel van de horizon, dat u als een horizontale of verticale lijn in de uiteindelijke afbeelding wilt weergeven. Plaats een punt in het linkervenster aan het ene uiteinde van de lijn en een punt aan het andere uiteinde in het rechtervenster. Fijnafstelling wordt vaak verward met lijnen, dus het kan zijn dat u de punten handmatig moet verplaatsen. Klik met de rechtermuisknop om het controlepunt toe te voegen. Het modusmenu onder de lijst met controlepunten moet aangeven dat het een verticale of horizontale lijn is. Verander het in de juiste modus als hugin de verkeerde richting heeft geraden. Nadat je genoeg controlepunten hebt, kun je het panorama optimaliseren om elke afbeelding op de juiste positie te plaatsen en een voorbeeld van het eindresultaat te krijgen.

Stap 5: Optimaliseer

Nadat u controlepunten aan al uw afbeeldingen hebt toegevoegd, is de volgende stap het uitvoeren van PToptimizer om uw panorama samen te voegen. Het gebruikt de controlepunten die u in de laatste stap hebt gemaakt om de omstandigheden te reconstrueren waarin elke foto is gemaakt, inclusief de cameraoriëntatie en lensvervorming. Met deze informatie kan de stitcher de bronafbeeldingen opnieuw toewijzen aan een enkel panorama met behulp van een van de ondersteunde projecties. Schakel over naar het tabblad Optimizer van hugin. Klik op "Nu optimaliseren!" om de standaard optimalisatiemodus uit te voeren. Hiermee wordt geprobeerd de beste positie (pitch-, roll- en yaw-hoeken) voor elke afbeelding te vinden, zodat alle controlepunten op één lijn liggen. Nadat u uw panorama hebt geoptimaliseerd, opent u het voorbeeldvenster om een idee te krijgen van hoe het resultaat eruit zal zien. Zoek naar plaatsen waar twee afbeeldingen niet correct lijken te passen en ga terug naar de controlepunteditor en voeg enkele punten toe aan of wijzig de betreffende afbeeldingen. Optimaliseer opnieuw en werk het voorbeeld bij. Herhaal dit totdat alles er zo goed uitziet als je kunt krijgen. Als een of meer afbeeldingen gekanteld lijken, probeer dan objecten te vinden die je als horizontale en verticale hulplijnen kunt gebruiken en voeg er controlepunten aan toe. Optimaliseren, voorbeeld bijwerken. Als uw panorama er goed uitziet na positie-optimalisatie, schakelt u over naar de modus "Posities, bekijken en vat" en optimaliseert u opnieuw. PToptimizer zal proberen enkele van de vervormingen te corrigeren die worden veroorzaakt door de lens van uw camera. Nu is het tijd om de uitvoer met volledige resolutie van uw panorama te naaien (en meer fouten te vinden die het voorbeeld niet liet zien, meer controlepunten te bewerken, opnieuw te optimaliseren …)

Stap 6: Steek

U bent eindelijk klaar om uw uiteindelijke panoramische afbeelding te maken. Schakel over naar het tabblad Stitcher; Ik zal alle opties hieronder uitleggen. De eerste twee opties zijn de projectie en het gezichtsveld. Beide kunnen ook worden gewijzigd vanuit het voorbeeldvenster, waar u grafisch kunt zien hoe ze het panorama beïnvloeden. Hugin kan afbeeldingen genereren in een aantal verschillende projecties en verschillende scènes zien er het beste uit in verschillende projecties. De rechtlijnige projectie is dezelfde projectie die een ideale normale cameralens produceert (en hetzelfde als wat je met je ogen ziet). Rechtlijnige projecties vertegenwoordigen per definitie rechte lijnen in de scène als rechte lijnen op het beeld. Rechthoekige structuren, zoals gebouwen, zien er hetzelfde uit als in het echte leven, maar objecten die ver van het midden van het beeld liggen, zullen veel groter worden uitgerekt dan normaal. Dit vernietigt meestal uw afbeelding als deze breder is dan 90 of 100, dus het is het beste voor smalle of hoge panorama's. Bredere panorama's zien er het beste uit met een cilindrische of equirechthoekige (sferische) projectie. Beide projecties voorkomen het vervormen van horizontale afstanden vanaf het midden van het beeld, maar zullen horizontale structuren boven of onder het verticale midden veranderen in bogen en bellen. Het gezichtsveld bepaalt hoe groot een hoek wordt weergegeven in het uitvoerbeeld. De knop "Bereken gezichtsveld" vindt de kleinste weergave die elke afbeelding bevat. Alles wat groter is dan dit verspilt alleen maar geheugen, schijfruimte en verwerkingstijd, dus gebruik de schuifregelaars in het voorbeeldvenster om je panorama bij te snijden tot het gedeelte dat je nodig hebt. Het volgende is de canvasgrootte. Dit is de grootte van het uiteindelijke uitvoerbeeld, in pixels. De waarden die worden gegeven door "Bereken optimale grootte" vertegenwoordigen de grootst mogelijke grootte zonder de bronafbeeldingen buiten hun oorspronkelijke grootte uit te rekken. Je kunt natuurlijk een groter formaat gebruiken, maar dan creëer je alleen maar overbodige pixels. Grotere panorama's hebben meer tijd nodig om te genereren, gebruiken meer geheugen en maken grotere bestanden op uw schijf, dus begin klein om een idee te krijgen van wat voor soort grootte uw hardware (en geduld) aankan. Hugin kan uitvoeren (eigenlijk andere programma's instrueren om uit te voeren) veel verschillende soorten afbeeldingen in verschillende formaten uit een enkel panoramaproject. Meestal wilt u gewoon het "gemengde panorama", dat nona aanroept om uw afbeeldingen opnieuw toe te wijzen aan de nieuwe projectie, en enblend gebruikt om de naden glad te strijken. Ten slotte kunt u het formaat en de compressie-opties voor de uiteindelijke afbeelding kiezen. alles is klaar, klik op "Nu naaien!" Hugin vraagt om een bestandsnaam om de uitvoer naar te schrijven en begint uw bronafbeeldingen te verwerken tot een prachtig panorama. Tijdens het proces kunnen verschillende vensters verschijnen, die praten over laplaciaanse piramides, belichtingslagen, overvloeimaskers en wat dan ook. Als alles klaar is, zou je een mooi groot afbeeldingsbestand moeten hebben in de map die je eerder hebt opgegeven.