Panoramafotografering med gratis software og billig hardware: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Panoramafotografier bruges til at lave billeder af scener, der er for store til at passe i en normal kameralinse eller endda for store til, at det menneskelige øje kan ses på én gang. De fleste kendte panoramaer er udendørs landskabsbilleder af geologiske træk eller skylines, men de er også nyttige til at tage store billeder inde i bygninger. Panoramaer er næsten lige så gamle som selve fotografiet. Professionelle fotografer og opfindere har siden det nittende århundrede skabt ekstreme vidvinkelfotos ved hjælp af forskellige metoder, men indtil for nylig krævede disse dyre specialudstyr og behandlingsteknikker. Flere typer af panoramakameraer er blevet bygget i årenes løb, der udsætter et stort filmark ved enten at flytte et objektiv hen over det eller eksponere gennem et fast objektiv med en meget bred synsvinkel. Flere nyere innovationer inden for fotografering omfatter digitale kameraer og computeriseret billedbehandling, som har muliggjort endnu en panoramafotograferingsteknik: billedsøm. Syede panoramaer giver meget mere fleksibilitet end ældre panoramakameraer og ligger godt inden for enhver amatørfotografs budget. Et syet panorama starter som en serie skud gennem et standardobjektiv, med kameraet på samme sted, ved hjælp af den samme eksponering, men vender i forskellige retninger. Computersoftware analyserer derefter de separate billeder for at bestemme, hvilken vinkel hver enkelt svarer til, og til sidst kombinerer alle billederne til et enkelt sømløst panorama.

Trin 1: Nødvendige værktøjer

Du skal bruge et par værktøjer til dette projekt. Heldigvis er de alle enten gratis eller lette at finde. Den første oplagte ting er et digitalkamera. En god spejlreflekskamera er naturligvis bedst, men nogle billige point-and-shoot-kameraer kan bruges med et par overvejelser: Moderne kompakte kameraer lader dig nemt tage godt eksponerede billeder af enhver scene ved at styre sensor-, lukker- og objektivindstillinger automatisk ved hjælp af indbygget lysmåling. Dette er fantastisk det meste af tiden, når du tager individuelle billeder, men hvis du tager to billeder af det samme objekt fra forskellige vinkler, er lysstyrke, fokus og farver muligvis ikke det samme. Da panoramaer kræver flere billeder fra forskellige vinkler for at passe perfekt sammen, har du brug for et kamera med en manuel blænde/lukker/hvidbalancetilstand. Nogle kameraer (herunder nogle Canon- og Olympus -modeller) har endda en dedikeret panoramatilstand, der låser eksponeringsindstillingerne for en række billeder og har en visuel guide til overlapning af billederne. Et stativ, selvom det ikke er strengt nødvendigt, gør det meget lettere at tage panoramaer, især til meget brede scener eller indendørs. Et pan-head stativ lader dig rotere kameraet uden at ændre dets position, hvilket er overraskende svært at gøre med et håndholdt kamera (i hvert fald hvis du ikke tænker over det) Kuglehovedstativer, ligesom mange miniaturebærbare modeller, fungerer ikke så godt, da du ikke kan dreje kameraet uden problemer, uden at det bevæger sig op eller ned. Softwaredelen af dette projekt håndteres af et par forskellige programmer, som alle er gratis software og tilgængelig for de fleste operativsystemer. Hugin er det program, der administrerer hele billedsømningen. Det meste af det egentlige arbejde udføres af andre programmer, men hugin giver en bekvem måde at ringe til hver af dem og fortæller dig normalt, hvad du skal gøre næste gang, hvis du går tabt. (https://hugin.sourceforge.net) Hugin er baseret på et sæt applikationer og biblioteker kaldet Panorama Tools, herunder libpano -biblioteket, og de vigtige programmer PToptimizer og PTStitcher. De fleste panotools er nu open source (https://panotools.sourceforge.net/), undtagen PTStitcher. Der er dog to udskiftningsprogrammer til rådighed: PTmender, tilgængelig fra panotools websted og nona, der er inkluderet i hugin. To flere applikationer er ikke en del af panotools, men kan bruges sammen med hugin for at få dine panoramaer til at se bedre ud: Autopano (eller autopano-sift) automatiserer det første trin i panoramaer og finder kontrolpunkter, der binder par billeder sammen. Du kan gøre dette i hånden, hvis du har tålmodigheden (og du vil sandsynligvis rydde op efter autopano for at få det bedste resultat) Der er et par forskellige implementeringer af autopano til rådighed, den seneste er autopano-SIFT-C (tilgængelig på hugin-webstedet) Enblend er et andet valgfrit værktøj til at forbedre de endelige resultater af ikke-så perfekte panoramaer. Hvor to billeder mødes i det syede billede, vil der ofte være synlige sømme eller objekter, der er lidt forskellige steder. Enblend kan erstatte disse sømme med glatte overgange. Nylige versioner af enblend indeholder også et relateret (ved hjælp af nogle af de samme matematiske) værktøjer kaldet enfuse, der bruger eksponeringsblanding til at kombinere billeder af den samme scene ved forskellige eksponeringer for at oprette et enkelt simuleret billede med højt dynamisk område. (https://enblend.sourceforge.net/) Et raster-billedredigeringsprogram til generelle formål er nyttigt til endelig efterbehandling, beskæring eller udskrivning af dine panoramaer. GIMP er et populært gratis værktøj egnet til dette (https://www.gimp.org/)

Trin 2: Oversigt

Denne instruktør vil dække følgende trin for at tage panoramaer: 1. At tage kildebilleder. Alle billeder skal tages med kameraet i samme position og med de samme eksponeringsindstillinger (medmindre du bruger eksponeringsblanding).2. Identificer kontrolpunkter. Par kontrolpunkter bruges til at finde ud af, hvordan billederne vil passe sammen. Hvert kontrolpunktspar identificerer enten to punkter i forskellige billeder, der refererer til det samme punkt i scenen, eller to punkter i det samme billede, der skal være en vandret eller lodret linje i det endelige billede. Kontrolpunkter kan placeres i hånden eller automatisk ved hjælp af autopano.3. Optimer panoramaet. PToptimizer -programmet bruger kontrolpunkterne til at beregne, hvilken position (udtrykt som pitch-, roll- og yaw -vinkler) hvert billede svarer til, samt hvor meget forvrængning der blev indført af kameralinsen. Forhåndsvis, rediger kontrolpunkter, optimer igen, GOTO 10. Det første resultat vil ikke være perfekt. Du skal muligvis tilføje, slette eller flytte kontrolpunkter, tilføje guider for at holde vandrette og lodrette strukturer i den rigtige retning, vælge hvilken projektion du vil bruge eller justere synsfeltet til kun at omfatte de dele af dine billeder, som du ønsker.5. Sy billedet. Det er her, det virkelige arbejde sker. Syningsprogrammet tager de tidligere beregnede billedpositioner og omdanner hver pixel af inputbillederne fra dets originale projektion til det sted, hvor det skulle være i det endelige panorama. Outputtet vil enten være et enkelt flettet billede eller en billedserie, der hver indeholder pixels fra nøjagtigt et kildebillede, der skal blandes senere. Bland de syede billeder for at se mere smukke ud. Normalt er der brug for noget ekstra behandling på det syede output for at rydde op i sømme, hvor billeder ikke perfekt møder eller andre uregelmæssigheder. Enblend og enfuse er automatiserede værktøjer, som hugin bruger til dette trin, eller du kan gøre det manuelt i et billedredigeringsprogram som GIMP.

Trin 3: Tag billeder

Tag dit digitale kamera, sørg for at have et hukommelseskort og et nyt sæt batterier, og find en god scene at lave et panorama af. Det er ikke svært at tage panoramaer, men der er et par enkle ting, du kan gøre for at undgå almindelige fejl. Sørg for, at du bruger kameraets manuelle eller panoramatilstand. For at dine billeder kan sys korrekt sammen, skal de eksponeres nøjagtigt på samme måde, så hvert objekt vises med samme farve og lysstyrke på alle billeder. Hvis du bruger manuel tilstand, skal du kontrollere, at følsomheden (ISO), lukkerhastigheden, blænde (F -stop), hvidbalance og helst fokus er den samme for hvert billede i dit panorama. Hvis dit kamera har en panoramatilstand, bør det tage sig af dette for dig. Brug af blitzen er generelt en dårlig idé til panoramaer, da det vil være svært at få belysningen konsekvent og naturligt ud i hele billedsættet. Hvis du ikke har meget tilgængeligt lys, er et stativ og langsom lukker din bedste mulighed. De fleste panoramaer har et meget stort dynamisk område fra mørke til stærkt lys. I en typisk udendørs scene kan du have et objekt i direkte sollys (eller solen selv) på den ene side af panoramaet og et mørkt skyggeområde 100 væk. Kamerasensorer har generelt et ret snævert dynamisk område, så du skal sørge for, at den eksponering, du vælger, ikke skaber helt hvide eller helt sorte områder. Den bedste løsning på dette problem er at bruge eksponeringsblanding: Tag to (eller flere) kopier af hele panoramaet ved forskellige eksponeringer og kombiner dem senere til et enkelt billede ved kun at bruge de godt eksponerede dele af hvert kildebillede. kameraet er konfigureret korrekt, start i den ene ende af din scene og tag det første billede. Drej kameraet, og fortsæt med at tage billeder, indtil du har fanget hele den scene, du ønsker. Den roterende del er faktisk lidt vanskeligere, end du måske tror i starten: Hvis du flytter midten af din objektivs indgangspupil mellem skud, ender du med en parallaksfejl. Det betyder, at objekter i forgrunden vil skifte i forhold til dem i baggrunden. Et stativ er den bedste måde at fjerne dette på, men du kan klare dig uden et, hvis du er forsigtig (gør ikke det indlysende og hold kameraet på armlængdes afstand, mens du vender hele din krop med fødderne på plads). Se diagrammet for et eksempel på parallaks. Hvert par tilstødende billeder skal have en vis overlapning for at kunne finde kontrolpunkter. Normalt er overlapning mellem 30% og 50% tilstrækkeligt, men hvis en del af din scene ikke har nok genkendelige funktioner, skal du muligvis overlappe mere. Prøv at holde kameraet plant på tværs af hele panoramaet uden at flytte op eller ned. Hvis du har en høj struktur, der ikke passer ind i et enkelt billede, skal du tage en anden billedserie med kameraet pegende opad (eller nedad) i forhold til den første række. Selvfølgelig behøver panoramaer ikke altid at være lige brede (i den vandrette dimension), de kan være høje og brede (med flere lodrette trin) eller bare høje.

Trin 4: Kontrolpunkter

Forstå kontrolpunkter: Kontrolpunkter er, hvad optimeren bruger til at bestemme forholdet mellem alle billederne i dit panorama. Der er faktisk to forskellige slags kontrolpunkter. Normale kontrolpunkter identificerer to punkter i to forskellige billeder, der refererer til det samme objekt, og bør derfor vises samme sted i det endelige panorama. Vandrette og lodrette linjestyrere identificerer to punkter, der skal være i en lige linje, normalt fra det samme billede (panoramaer vil undertiden virke bølget uden dem). Kontrolpunkter er de vigtigste input, som optimeren bruger til at justere billederne til et komplet panorama, og forskellen mellem et godt panorama og et dårligt afhænger af kvaliteten af kontrolpunkter, du opretter (og hvor meget tid du bruger på dem). Inden du kan tilføje kontrolpunkter, skal du tilføje alle kildebilleder til dit projekt. Brug knappen "Indlæs billeder" på hugins fane Assistant for at gøre dette. Hvis du har autopano installeret, vil hugin sandsynligvis køre det med det samme og forsøge at optimere panoramaet, så snart det er færdigt og give dig et eksempel på hele panoramaet. Hvis du vil tilføje dine kontrolpunkter alle i hånden, skal du deaktivere denne indstilling i hugins præferencer. Skift nu til fanen kontrolpunkter. Denne skærm viser to billeder side om side, så du kan redigere de kontrolpunkter, der tilhører dem. Brug menuerne over billederne (eller nummererede faner i ældre versioner af hugin) til at vælge det første og andet billede (0 og 1). Find et genkendeligt objekt, der vises i begge billeder, gerne noget nær baggrunden. Klik på en del af det i billedet til venstre. Billedvinduet skal zoome ind hele vejen og vise området omkring det sted, hvor du klikker. Klik derefter på den samme del af det samme objekt i det rigtige billede. Hugin udfører en "finjustering", så snart du klikker på det andet billede, og søger efter et punkt, der matcher det første billede bedst. Du kan trække et af kontrolpunkterne til en ny position, hvis de ikke er på det rigtige sted. Hvis du klikker på finjusteringsknappen til enhver tid, klikkes det rigtige punkt på den del af billedet, der mest ligner det venstre punkt. Når begge punkter er på det rigtige sted, skal du højreklikke for at gemme kontrolpunktet. For at kunne justere dit panorama skal hvert overlappende par billeder have mindst ét kontrolpunkt. Normalt er en ikke nok (da billederne stadig kan rotere om det fælles punkt), så prøv at tilføje så mange som du kan finde. Hvis billederne har objekter i forgrunden og i baggrunden, kan du ikke justere begge planer, hvis der er en parallaksfejl. Baggrundspunkter fungerer normalt bedre, så tilføj kun kontrolpunkter på objekter, der ligger langt væk, hvis du kan se objekter i nærheden forskellige steder på de to billeder. Hvis du vil tilføje en vandret eller lodret linjestyring, skal du vælge det samme billede i begge vinduer. Find et objekt, f.eks. En lygtepæl, siden af en bygning eller en del af horisonten, som du vil have vist som en vandret eller lodret linje i det endelige billede. Placer et punkt i det venstre vindue i den ene ende af linjen, og et punkt i den anden ende i det højre vindue. Finjustering har en tendens til at blive forvirret med linjer, så du skal muligvis flytte punkterne rundt manuelt. Højreklik for at tilføje kontrolpunktet. Tilstandsmenuen under kontrolpunktlisten skal angive, at det er en lodret eller vandret linje. Skift det til den korrekte tilstand, hvis hugin gættede retningen forkert. Efter at du har nok kontrolpunkter, kan du optimere panoramaet til at placere hvert billede i den rigtige position og få en forhåndsvisning af det endelige resultat.

Trin 5: Optimer

Når du har tilføjet kontrolpunkter til alle dine billeder, er det næste trin at køre PToptimizer for at sammensætte dit panorama. Det bruger de kontrolpunkter, du oprettede i det sidste trin til at rekonstruere de forhold, hvert billede blev taget på, herunder kameraets retning og objektivforvrængning. Med disse oplysninger kan sømmen omlægge kildebillederne til et enkelt panorama ved hjælp af en hvilken som helst af de understøttede fremskrivninger. Skift til fanen Optimizer i hugin. Klik på "Optimer nu!" knappen for at køre standardoptimeringstilstanden. Dette vil forsøge at finde den bedste position (tonehøjde, rulle- og gavningsvinkler) for hvert billede, så alle kontrolpunkter ligger på linje. Efter at have optimeret dit panorama, åbner du forhåndsvisningsvinduet for at få en idé om, hvordan resultatet vil se ud. Søg efter steder, hvor to billeder ikke ser ud til at matche korrekt, og gå tilbage til kontrolpunktets editor og tilføj eller rediger nogle punkter på de berørte billeder. Optimer igen, og opdater forhåndsvisningen. Gentag, indtil alt ser så godt ud, som du kan få det. Hvis et eller flere billeder ser skråt ud, skal du prøve at finde objekter, du kan bruge som vandrette og lodrette guider, og tilføje kontrolpunkter på dem. Optimer, opdater preview. Hvis dit panorama ser godt ud efter positionsoptimering, skal du skifte til tilstanden "Positioner, visning og tønde" og optimere igen. PToptimizer forsøger at rette op på nogle af de forvrængninger, der er forårsaget af dit kameras linse. Nu er det tid til at sy hele panoramas output i fuld opløsning (og finde flere fejl, som forhåndsvisningen ikke viste, redigere flere kontrolpunkter, optimere igen …)

Trin 6: Sy

Du er endelig klar til at oprette dit sidste panoramabillede. Skift til fanen Stitcher; Jeg vil forklare alle mulighederne herunder. De to første muligheder er projektion og synsfelt. Begge disse kan også ændres fra preview -vinduet, hvor du grafisk kan se, hvordan de påvirker panoramaet. Hugin kan generere billeder i en række forskellige projektioner, og forskellige scener ser bedst ud i forskellige projektioner. Den retlinede projektion er den samme projektion, som en ideel normal kameralinse producerer (og det samme som du ser med dine øjne). Retlinede fremskrivninger repræsenterer pr. Definition lige linjer i scenen som lige linjer på billedet. Rektangulære strukturer som bygninger vil fremstå på samme måde som de gør i virkeligheden, men objekter langt væk fra midten af billedet vil blive strakt til meget større end normalt. Dette vil normalt ødelægge dit billede, hvis det er bredere end 90 eller 100, så det er bedst til smalle eller høje panoramaer. Bredere panoramaer ser bedst ud enten ved hjælp af en cylindrisk eller ækvivalentvinklet (sfærisk) projektion. Begge disse fremskrivninger undgår at forvrænge vandrette afstande væk fra midten af billedet, men vil gøre vandrette strukturer over eller under det lodrette centrum til buer og bobler. Synsfeltet styrer, hvor bred en vinkel der skal vises i outputbilledet. Knappen "Beregn synsfelt" finder den mindste visning, der indeholder hvert billede. Alt større end dette spilder bare hukommelse, diskplads og behandlingstid, så brug skyderne i preview -vinduet til at beskære dit panorama til bare den sektion, du har brug for. Næste er lærredets størrelse. Dette er størrelsen på det endelige outputbillede i pixels. Værdierne givet af "Beregn optimal størrelse" repræsenterer den størst mulige størrelse uden at strække kildebillederne ud over deres originale størrelser. Du kan selvfølgelig bruge en større størrelse, men du opretter bare redundante pixels. Større panoramaer tager mere tid at generere, bruge mere hukommelse og oprette større filer på din disk, så start i det små for at få en idé om, hvilken størrelse din hardware (og tålmodighed) kan håndtere. Hugin kan output (faktisk instruere andre programmer til output) mange forskellige typer billeder i forskellige formater fra et enkelt panoramaprojekt. Det meste af tiden vil du simpelthen have det "blandede panorama", der kalder nona til at omforme dine billeder til det nye projektion og bruger enblend til at udjævne sømmen. Endelig kan du vælge format og komprimeringsmuligheder for det endelige billede. alt er klar, klik på "Sy nu!" Hugin vil bede om et filnavn for at skrive output til, og begynde at knuse dine kildebilleder til et smukt panorama. Flere vinduer kan dukke op under processen og tale om laplaciske pyramider, eksponeringslag, blendmasker og hvad ikke mere. Når alt er færdigt, skal du have en dejlig stor billedfil i det bibliotek, du har angivet tidligere.