Fotografia panoràmica amb programari lliure i maquinari econòmic: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Les fotografies panoràmiques s’utilitzen per crear imatges d’escenes massa grans per adaptar-se a un objectiu normal de la càmera o fins i tot massa grans perquè l’ull humà les vegi alhora. La majoria de panoràmiques conegudes són fotografies de paisatges a l’aire lliure de característiques geològiques o línies horitzontals de la ciutat, però també són útils per fer fotografies grans a l’interior d’edificis. Els panorames són gairebé tan antics com la fotografia mateixa. Els fotògrafs i inventors professionals han estat creant fotografies de gran angular extremes amb diversos mètodes des del segle XIX, però fins fa poc requerien equips especialitzats i tècniques de processament costoses. Al llarg dels anys s’han construït diversos tipus de càmeres panoràmiques que exposen un gran full de pel·lícula movent una lent sobre ell o exposant a través d’un objectiu fix amb un angle de visió molt ampli. Les novetats més recents en fotografia inclouen càmeres digitals i processament d’imatges computaritzat, que han fet possible una altra tècnica de fotografia panoràmica: la costura d'imatges. Les panoràmiques cosides permeten molta més flexibilitat que les càmeres panoràmiques més antigues i estan dins del pressupost de qualsevol fotògraf aficionat. Un panorama cosit comença com una sèrie de fotografies a través d’un objectiu estàndard, amb la càmera a la mateixa ubicació, amb la mateixa exposició, però mirant en diferents direccions. A continuació, el programari analitza les imatges separades per determinar a quin angle correspon cadascuna i, finalment, combina totes les imatges en un únic panorama perfecte.

Pas 1: es necessiten eines

Necessitareu algunes eines per a aquest projecte. Afortunadament, tots són gratuïts o fàcils de trobar. El primer que és obvi és una càmera digital. Per descomptat, una bona rèflex és la millor, però es poden fer servir algunes càmeres barates per apuntar i disparar, amb algunes consideracions: les càmeres compactes modernes permeten fer fotografies ben exposades de qualsevol escena gestionant la configuració del sensor, de l’obturador i de l’objectiu. automàticament mitjançant la mesura de llum integrada. Això és fantàstic la majoria de vegades quan feu fotos individuals, però si feu dues fotografies del mateix objecte des d’angles diferents, la brillantor, el focus i els colors poden no ser els mateixos. Com que les panoràmiques requereixen diverses imatges des d’angles diferents per combinar perfectament, necessiteu una càmera amb un mode d’obertura manual / obturador / equilibri de blancs. Algunes càmeres (inclosos alguns models Canon i Olympus) tenen fins i tot un mode panoràmic dedicat que bloqueja la configuració d’exposició per a una sèrie de preses i tenen una guia visual per superposar les imatges. especialment per a escenes molt àmplies o en interiors. Un trípode de capçal panoràmic us permet girar la càmera sense canviar-ne la posició, cosa que és sorprenentment difícil de fer amb una càmera de mà (almenys si no hi esteu pensant), trípodes de capçalera, com molts models portàtils en miniatura, no funciona tan bé, ja que no podeu fer girar la càmera sense problemes sense que es mogui cap amunt o cap avall. La part del programari d’aquest projecte està gestionada per uns quants programes diferents, tots ells de programari lliure i disponibles per a la majoria de sistemes operatius. Hugin és el programa que gestiona tot el procés de costura d'imatges. La majoria de la feina realitzada la realitzen altres programes, però hugin proporciona una manera convenient de trucar a cadascun d’ells i normalment us indica què heu de fer després si us perdeu. (https://hugin.sourceforge.net) Hugin es basa en un conjunt d'aplicacions i biblioteques anomenades Panorama Tools, inclosa la biblioteca libpano, i els importants programes PToptimizer i PTStitcher. La majoria de panotools ara són de codi obert (https://panotools.sourceforge.net/), excepte PTStitcher. Tanmateix, hi ha dos programes de substitució disponibles: PTmender, disponible al lloc web de panotools i nona, que s’inclou amb hugin. Dues aplicacions més no formen part de panotools, però es poden utilitzar amb hugin per fer que les vostres panoràmiques tinguin un millor aspecte: Autopano (o autopano-sift) automatitza el primer pas de panoràmiques, trobant punts de control que uneixen parells d’imatges. Podeu fer-ho a mà si teniu paciència (i probablement voldreu netejar-lo després de l’autopano per obtenir el millor resultat). Hi ha algunes implementacions diferents d’autopano disponibles, la darrera és autopano-SIFT-C (disponible a el lloc web hugin) Enblend és una altra eina opcional per millorar els resultats finals de panoràmiques no tan perfectes. Quan es troben dues imatges a la imatge cosida, sovint hi haurà costures visibles o objectes que es trobin en llocs lleugerament diferents. Enblend pot substituir aquestes costures per transicions suaus. Les versions recents d’enblend també inclouen una eina relacionada (amb algunes de les mateixes matemàtiques) anomenada enfuse que utilitza la combinació d’exposicions per combinar imatges de la mateixa escena a diferents exposicions per crear una sola imatge simulada d’alt rang dinàmic. (https://enblend.sourceforge.net/) Una aplicació d'edició d'imatges ràster de propòsit general és útil per al processament final, retallada o impressió de panoràmiques. GIMP és una popular eina gratuïta adequada per a això (https://www.gimp.org/)

Pas 2: Visió general

Aquesta instrucció cobrirà els passos següents per fer panoràmiques: 1. Fent fotos d'origen. Totes les imatges s’han de fer amb la càmera a la mateixa posició i utilitzant els mateixos paràmetres d’exposició (tret que utilitzeu la combinació d’exposició).2. Identificar punts de control. Es fan servir parells de punts de control per esbrinar com s’ajustaran les imatges. Cada parell de punts de control identifica dos punts en imatges diferents que fan referència al mateix punt de l’escena o bé dos punts de la mateixa imatge que haurien de ser una línia horitzontal o vertical a la imatge final. Els punts de control es poden col·locar a mà o automàticament mitjançant autopano. Optimitzeu el panorama. El programa PToptimizer utilitza els punts de control per calcular a quina posició (expressada com a angle de pas, rotació i pendent) correspon cada imatge, així com a quanta distorsió va introduir l’objectiu de la càmera. Previsualitzeu, editeu punts de control, torneu a optimitzar, GOTO 10. El primer resultat no serà perfecte. És possible que hàgiu d'afegir, suprimir o moure punts de control, afegir guies per mantenir les estructures horitzontals i verticals en l'orientació correcta, seleccionar la projecció que voleu utilitzar o ajustar el camp de visió per incloure només les parts de les imatges que voler.5. Cosir la imatge. Aquí és on passa el treball real. El programa de costura pren les posicions de la imatge calculades prèviament i torna a mapear cada píxel de les imatges d’entrada des de la seva projecció original fins a on hauria d’estar al panorama final. La sortida serà una sola imatge combinada o una sèrie d’imatges, cadascuna de les quals conté píxels d’una imatge font exacta, que es combinaran més tard. Combineu les imatges cosides per quedar més boniques. Normalment, es necessita algun processament addicional a la sortida cosida per netejar costures on les imatges no es troben perfectament o altres irregularitats. Enblend i enfuse són eines automatitzades que fa servir hugin per a aquest pas o podeu fer-ho manualment en un editor d’imatges com GIMP.

Pas 3: fer fotografies

Agafeu la càmera digital, assegureu-vos de tenir una targeta de memòria i un conjunt de bateries noves i trobeu una bona escena per fer una panoràmica. Fer panoràmiques no és difícil, però hi ha algunes coses senzilles que podeu fer per evitar errors habituals. Assegureu-vos que utilitzeu el mode manual o panoràmic de la càmera. Per tal que les vostres imatges s’uneixin correctament, cal que s’exposin exactament de la mateixa manera, de manera que tots els objectes apareguin amb el mateix color i brillantor a totes les imatges. Si utilitzeu el mode manual, assegureu-vos que la sensibilitat (ISO), la velocitat de l'obturador, l'obertura (parada F), el balanç de blancs i, preferiblement, el focus, siguin els mateixos per a totes les imatges del panorama. Si la vostra càmera té un mode panoràmic, n’hauríeu de tenir cura. L’ús del flaix és generalment una mala idea per a panoràmiques, ja que serà difícil obtenir una il·luminació consistent i d’aspecte natural a tot el conjunt d’imatges. Si no teniu molta llum disponible, el trípode i l’obturador lent són la vostra millor opció. La majoria de panoràmiques tindran un rang dinàmic molt gran, des de la foscor fins a la llum intensa. En una escena típica a l'aire lliure, és possible que tingueu un objecte a la llum directa del sol (o al mateix sol) a un costat del panorama i a una zona fosca amb ombra a 100 ° de distància. Els sensors de la càmera solen tenir un rang dinàmic bastant reduït, de manera que us heu d’assegurar que l’exposició que trieu no crearà zones completament blanques o completament negres. La millor solució a aquest problema és utilitzar la combinació d’exposicions: feu dues (o més) còpies de tota la panoràmica a diferents exposicions i combineu-les posteriorment en una sola imatge, utilitzant només les parts ben exposades de cada imatge font. la càmera està configurada correctament, comenceu per un extrem de l'escena i feu la primera imatge. Gireu la càmera i continueu fent fotos fins que hagueu capturat tota l’escena que desitgeu. La part de rotació és en realitat una mica més complicada del que es podria pensar al principi: si moveu el centre de la pupil·la d’entrada de l’objectiu entre tirs, acabareu tenint un error de paral·laxi. Això significa que els objectes en primer pla canviaran en relació amb els del fons. Un trípode és la millor manera d’eliminar-ho, però es pot gestionar sense fer-ne cap si es té cura (no faci allò obvi i mantingui la càmera a la distància del braç mentre giri tot el cos amb els peus al seu lloc). Vegeu el diagrama per obtenir un exemple de paral·laxi: cada parell d’imatges adjacents ha de tenir una certa superposició per poder trobar punts de control. Normalment, és suficient una superposició entre un 30% i un 50%, però si una part de l’escena no té prou funcions reconeixibles, és possible que hàgiu de superposar-ne més. Proveu de mantenir la càmera a nivell de tota la panoràmica sense moure’s cap amunt ni cap avall. Si teniu una estructura alta que no encaixa en cap imatge, feu una altra fila d’imatges amb la càmera apuntant cap amunt (o cap avall) en relació amb la primera fila. Per descomptat, les panoràmiques no sempre han de ser només amples (en la dimensió horitzontal), sinó que poden ser altes i amples (amb diversos passos verticals) o simplement altes.

Pas 4: Punts de control

Comprensió dels punts de control: els punts de control són els que utilitza l’optimitzador per determinar les relacions entre totes les imatges del panorama. En realitat, hi ha dos tipus diferents de punts de control. Els punts de control normals identifiquen dos punts en dues imatges diferents que fan referència al mateix objecte i, per tant, han d’aparèixer al mateix lloc del panorama final. Les guies de línies horitzontals i verticals identifiquen dos punts que haurien d’estar en línia recta, normalment des de la mateixa imatge (les panoràmiques de vegades apareixen ondulades sense elles). Els punts de control són les entrades principals que utilitza l’optimitzador per alinear les imatges a una panoràmica completa i la diferència entre una panoràmica bona i una dolenta depèn de la qualitat dels punts de control que creeu (i del temps que hi dediqueu). Abans d'afegir punts de control, heu d'afegir totes les imatges d'origen al vostre projecte. Utilitzeu el botó "Carrega imatges" de la pestanya Assistent de hugin per fer-ho. Si teniu instal·lat l’autopano, probablement hugin l’executarà immediatament i intentarà optimitzar el panorama tan aviat com acabi i us proporcionarà una vista prèvia de tot el panorama. Si voleu afegir els vostres punts de control a mà, desactiveu aquesta opció a les preferències de hugin. Ara canvieu a la pestanya de punts de control. Aquesta pantalla mostra dues imatges una al costat de l’altra per poder editar els punts de control que els pertanyen. Utilitzeu els menús que apareixen a sobre de les imatges (o pestanyes numerades en versions anteriors de hugin) per seleccionar la primera i la segona imatges (0 i 1). Cerqueu un objecte reconeixible que aparegui a les dues imatges, preferiblement a prop del fons. Feu clic a una part de la imatge a l'esquerra. La finestra de la imatge hauria d’ampliar-se completament i mostrar la zona al voltant de la qual heu fet clic. A continuació, feu clic a la mateixa part del mateix objecte a la imatge de la dreta. Hugin realitzarà una "afinació fina" tan bon punt feu clic a la segona imatge, cercant un punt que coincideixi amb la primera imatge. Podeu arrossegar qualsevol dels punts de control a una nova posició si no es troba al lloc adequat. Si feu clic al botó de sintonització fina en qualsevol moment, es fixarà el punt correcte a la part de la imatge més semblant al punt esquerre. Un cop els dos punts estiguin al lloc correcte, feu clic amb el botó dret per desar el punt de control. Per alinear correctament la panoràmica, cada parell d’imatges que se superposin ha de tenir com a mínim un punt de control. Normalment no n’hi ha prou (ja que les imatges encara poden girar pel punt comú), així que intenteu afegir-ne tantes com pugueu trobar. Si les imatges tenen objectes en primer pla i en segon pla, no podreu alinear els dos plans si hi ha algun error de paral·laxi. Els punts de fons normalment funcionen millor, de manera que afegiu punts de control només en objectes llunyans si podeu veure objectes propers en diferents llocs de les dues imatges. Per afegir una guia de línia horitzontal o vertical, seleccioneu la mateixa imatge a les dues finestres. Cerqueu un objecte, com ara un fanal, el costat d'un edifici o una part de l'horitzó, que vulgueu que aparegui com a línia vertical o horitzontal a la imatge final. Col·loqueu un punt a la finestra esquerra a un extrem de la línia i un punt a l’altre extrem a la finestra dreta. La afinació tendeix a confondre’s amb les línies, de manera que és possible que hagueu de moure els punts manualment. Feu clic amb el botó dret per afegir el punt de control. El menú de mode situat a sota de la llista de punts de control ha d’indicar que es tracta d’una línia vertical o horitzontal. Canvieu-lo al mode correcte si Hugin endevina la direcció incorrecta. Després de tenir prou punts de control, podeu optimitzar la panoràmica per col·locar cada imatge a la posició correcta i obtenir una previsualització del resultat final.

Pas 5: Optimitzeu

Un cop hàgiu afegit punts de control a totes les vostres imatges, el següent pas és executar PToptimizer per reunir la vostra panoràmica. Utilitza els punts de control que heu creat en l'últim pas per reconstruir les condicions en què es va fer cada imatge, incloses l'orientació de la càmera i la distorsió de l'objectiu. Amb aquesta informació, el cosidor pot reassignar les imatges d'origen en una sola panoràmica mitjançant qualsevol de les projeccions compatibles. Canvieu a la pestanya Optimitzador de hugin. Feu clic a "Optimitza ara". per executar el mode d'optimització per defecte. S’intentarà trobar la millor posició (angles de pas, rotació i gual) per a cada imatge, de manera que tots els punts de control s’alineïn. Després d’optimitzar la panoràmica, obriu la finestra de previsualització per tenir una idea de com serà el resultat. Cerqueu llocs on dues imatges no coincideixin correctament i torneu a l'editor de punts de control i afegiu o canvieu alguns punts a les imatges afectades. Torneu a optimitzar i actualitzeu la previsualització. Repetiu-ho fins que tot sembli tan bo com el pugueu obtenir. Si una o més imatges apareixen inclinades, proveu de trobar objectes que pugueu utilitzar com a guies horitzontals i verticals i afegiu-hi punts de control. Optimitzeu, actualitzeu la previsualització. Si el vostre panorama té bon aspecte després de l'optimització de la posició, canvieu al mode "Posicions, visualització i barril" i torneu a optimitzar-lo. PToptimizer intentarà corregir algunes de les distorsions causades per l’objectiu de la càmera. Ara és hora de cosir la sortida de resolució completa del panorama (i trobar més errors que la visualització prèvia no va mostrar, editar més punts de control, optimitzar de nou …)

Pas 6: puntada

Finalment, esteu a punt per crear la vostra imatge panoràmica final. Canvieu a la pestanya Stitcher; A continuació explicaré totes les opcions: les dues primeres opcions són la projecció i el camp de visió. Ambdós també es poden canviar des de la finestra de previsualització, on podeu veure gràficament com afecten el panorama. Hugin pot generar imatges en diverses projeccions diferents i les diferents escenes tenen un aspecte millor en les diferents projeccions. La projecció rectilínia és la mateixa projecció que produeix una lent de càmera normal ideal (la mateixa que es veu amb els ulls). Les projeccions rectilínies, per definició, representen línies rectes a l’escena com a línies rectes a la imatge. Les estructures rectangulars, com els edificis, apareixeran de la mateixa manera que a la vida real, però els objectes allunyats del centre de la imatge s’estiraran fins a molt més grans del normal. Normalment, això destruirà la vostra imatge si és més gran que 90 o 100, de manera que és millor per a panoràmiques estretes o altes. Les panoràmiques més àmplies es veuen millor mitjançant una projecció cilíndrica o equirectangular (esfèrica). Ambdues projeccions eviten distorsionar les distàncies horitzontals del centre de la imatge, però convertiran les estructures horitzontals per sobre o per sota del centre vertical en arcs i bombolles. El camp de visió controla l'amplitud d'un angle a la imatge de sortida. El botó "Calcula el camp de visió" trobarà la visualització més petita que inclou totes les imatges. Qualsevol cosa més gran que això només malgasta memòria, espai al disc i temps de processament, així que utilitzeu els control lliscants de la finestra de previsualització per retallar la panoràmica només a la secció que necessiteu. El següent és la mida del llenç. Aquesta és la mida de la imatge de sortida final, en píxels. Els valors donats per "Calcula la mida òptima" representen la mida més gran possible sense estirar les imatges d'origen més enllà de les mides originals. Per descomptat, podeu utilitzar una mida més gran, però només crearà píxels redundants. Les panoràmiques més grans triguen més temps a generar, a utilitzar més memòria i a crear fitxers més grans al disc, així que comenceu petit per tenir una idea del tipus de mida que pot suportar el vostre maquinari (i paciència). a la sortida) molts tipus diferents d’imatges en diferents formats d’un sol projecte panoràmic. La majoria de les vegades simplement voleu que el "panorama combinat", que crida a nona a tornar a assignar les vostres imatges a la nova projecció, utilitzi la combinació per suavitzar les costures. Finalment, podeu triar el format i les opcions de compressió de la imatge final. tot està a punt, feu clic a "Puntada ara". Hugin sol·licitarà un nom de fitxer per escriure la sortida i començarà a reduir les imatges d'origen en un panorama preciós. Poden aparèixer diverses finestres durant el procés, que parlen de piràmides laplacianes, capes d’exposició, màscares de mescla i molt més. Quan tot estigui acabat, hauríeu de tenir un bon fitxer d'imatge gran al directori que heu especificat anteriorment.