1. Огляд: бачення великого зображення
2. Основи: помилка параллакса і використання панорамної головки
3. Етап 1: настройка цифрової камери і зйомка панорами

Програми склеювання цифрових мозаїк і панорам дозволяють фотографам знімати зображення з вищою роздільною здатністю і / або кутом огляду, ніж це можливо для окремо взятої цифрової камери або об'єктива - створюючи більш детальні відбитки і потенційно більш драматичні, всеохоплюючі панорамні перспективи. Однак отримання безшовної панорами є набагато складнішим завданням, ніж просте вирівнювання знімків; воно також включає в себе виправлення перспективи і просторових спотворень, що вносяться об'єктивом, визначення найкращих збігів між знімками попиксельно, а також акуратне накладення кожного зі знімків в зоні шва. Дана стаття призначена для освітлення основ роботи цього процесу, а також обговорення поширених труднощів, які можна випробувати в процесі - незалежно від типу використовуваних програм.

Огляд: бачення великого зображення

Збірка панорами може зажадати комплексної послідовності кроків, яка може змінюватися в залежності від предмета зйомки або типу панорами. Цю процедуру можна розбити на кілька простіших етапів, кожен з яких потім можна розглядати як послідовність дій. Наступні розділи даної глави розглядають в подробицях кожен з етапів, в тому числі термінологію і альтернативні підходи.

Етап 1: установка камери, її налаштування для отримання однакової експозиції на всіх знімках, зйомка серії. Підсумковим результатом буде серія знімків, яка покриває все поле зору, де всі знімки зроблені практично з однієї точки перспективи.

Етап 2: перша стадія використання програм збірки панорам; включає в себе вибір порядку і точне позиціонування, яке вирівнює всі знімки. Це може відбуватися автоматично, а може зажадати ручного вибору пар контрольних точок, які повинні ідеально збігатися в підсумковому зображенні. Цей етап може також зажадати введення параметрів камери і об'єктива, щоб програма збірки панорам могла оцінити кут зору кожного знімка.

Етап 3: визначення перспективи з використанням таких орієнтирів як горизонт, прямі лінії або точка сходження. Для зібраних панорам, які охоплюють великий кут зору, може також бути необхідним визначити тип панорамної проекції . Тип проекції впливає на те, як і де прямі лінії можуть зігнутися в підсумковому зібраному зображенні.

Етап 4: зрушення, обертання і зміна перспективи одиночних знімків, в результаті яких середня дистанція між наборами контрольних точок мінімізується, а обрана перспектива (на основі точки сходження) при цьому зберігається. Цей етап вимагає застосувати інтерполяцію цифрового зображення до кожного зі знімків і часто є найбільш обчислювально интесивность з усіх кроків.

Етап 5: зниження або виключення видимості швів за допомогою градієнтного сполучення знімків. Цей крок не є обов'язковим і може часом об'єднуватися з попереднім процесом зсуву і зміни перспективи кожного з зображень або ж може включати в себе визначення швів вручну для виключення рухомих об'єктів (таких як люди).

Етап 6: обрізання панорами, в результаті якого вона приймає заданий прямокутний (або інший) вид. Цей крок може включати в себе будь-яку необхідну пост-обробку панорами, в тому числі рівні, криві, тон і різкість.

Підсумкова панорама містить 20 мегапікселів, хоча використана для її створення камера мала менше 4 мегапікселів. Тим самим забезпечується набагато вища детальність - досяжна часом інакше тільки на дуже дорогому обладнанні - з використанням компактної, ручний і недорогий дорожньої камери. Описані вище кроки можна підсумувати так:

Етап 1 Налаштування обладнання та зйомка серії Етап 2 Вирівнювання знімка і введення
характеристик камери і об'єктива Етап 3 Вибір перспективи і типу проекції Етап 4 Зрушення, поворот і зміна перспективи знімків
з метою відповідності вимогам етапів 2 та 3 Етап 5 Ручне або автоматичне накладення швів Етап 6 Обрізати, ретуш та пост-обробка

Зверніть увагу, що етапи 2-6 все здійснюються на комп'ютері з використанням програм збірки панорам, після того як знімки були зроблені. Залишок даної частини присвячений детальному розгляду першого етапу, а подробиці етапів 2-6 представлені в другій частині цієї глави. Ми побачимо, що панорами не завжди прямолінійні і можуть зажадати великої кількості принципових рішень в процесі створення.

Основи: помилка параллакса і використання панорамної головки

Розміри і вартість панорамного обладнання можуть значно варіюватися, залежно від призначення. Здатність визначити, коли вам потрібно додаткове обладнання, допоможе зберегти час і гроші. Ми розглядаємо два типових сценарію збірки на основі потрібного устаткування:

Сценарій № 1 Сценарій № 2 Зйомка з рук або зі штатива без значущих предметів на передньому плані Зйомка зі штатива зі значним переднім планом в декількох кадрах Панорамна головка не потрібно Панорамна головка необхідна

Панорами вимагають, щоб камера поверталася навколо оптичного центру свого об'єктива, тим самим підтримуючи точку перспективи для всіх фотографій. Якщо камера не повертається навколо оптичного центру, точне вирівнювання знімків може виявитися неможливим; неточності вирівнювання називаються помилкою паралакса. Панорамна головка - це пристрій, який гарантує поворот камери і об'єктива навколо оптичного центру.

Примітка: оптичний центр об'єктива часто називають його вузловий точкою, хоча цей термін не є абсолютно вірним. Більш точним терміном є вхідний отвір діафрагми, але навіть воно означає деяку площу, а не точку. Точка, про яку ми говоримо, знаходиться в центрі вхідного отвору діафрагми, і її можна також назвати «точкою без паралакса» або «точкою перспективи».

Другий сценарій набагато більш чутливий до помилки паралакса у зв'язку з наявністю значної переднього плану. У першому випадку невеликі відхилення від оптичного центру об'єктива нададуть незначний вплив на підсумкове зображення - дозволяючи знімати такі фото з рук.

Щоб зрозуміти, чому так важливий передній план, подивимося на ілюстрацію того, що відбувається з двома перекриваються кадрами, які входять в панораму. Два рожевих стовпчика нижче представляють предмети на тлі і на передньому плані. Кут зору на малюнку зліва відповідає вихідної позиції камери перед поворотом, тоді як кут зору на малюнку справа виходить в результаті повороту камери.

У разі неправильного обертання перспектива змінюється внаслідок помилки паралакса, оскільки камера була повернена навколо свого оптичного центру. Наведіть курсор на підписи внизу, щоб побачити ефект від кожного з сценаріїв:

Неправильне обертання: Сценарій № 1 Сценарій № 2 Правильне обертання: Сценарій № 2 з панорамним головкою

Примітка: правильне обертання має на увазі поворот навколо оптичного центру;
неправильне обертання має на увазі, що камера повертається навколо передньої лінзи об'єктива

Сценарій № 1: проблема другого знімка (праворуч) в тому, що перспектива знімків не збігається. Незважаючи на те, що цим може бути викликана деяка ступінь невирівняні, проблема проявляє себе набагато менше в порівнянні з випадком, коли в кадрі є об'єкти на передньому плані, як ілюструє сценарій № 2.

Сценарій № 2: як можна помітити, ступінь невирівняні набагато більше, коли об'єкти переднього плану представлені на панорамі більш, ніж на одному знімку. В результаті абсолютно необхідно, щоб камера оберталася точно навколо оптичного центру, що як правило вимагає застосування спеціальної панорамної головки (як показано в останньому сценарії).

Сценарій № 2 з панорамним головкою: в даному випадку можна бачити, що перспектива збережена, оскільки об'єктив повертається навколо свого оптичного центру. Це очевидно, оскільки на знімку праворуч промені світла від обох стовпчиків і раніше збігаються, і задній стовпчик як і раніше прихований переднім. Панорамні знімки інтер'єрів будівель майже завжди вимагають застосування панорамної головки, в той час як небесні горизонти практично ніколи. Багаторядні або сферичні панорами можуть також вимагати панорамної головки, змонтованої на штативі, яка зберігає центр обертання при підйомі і нахилі.

При належної акуратності для панорам, знятих з рук, якщо вони не мають об'єктів на передньому плані, помилка параллакса може залишитися непомітною. Трюк полягає в тому, щоб тримати камеру над однією з ніг і повертатися навколо її п'яти, залишаючи камеру на тій же висоті і відстані від тіла.

Етап 1: настройка цифрової камери і зйомка панорами

Зйомка цифровий панорами означає систематичні повороти камери з метою покрити бажане поле зору. Крок повороту і загальне число знімків залежить від кута огляду кожного кадру, який визначається фокусною відстанню об'єктива, що використовується і кількістю накладень знімків. Наступний знімок складається з двох рядів по чотири знімки; камера спершу пройшла верхній ряд зліва направо, потім змінила нахил для отримання другого ряду і повернулася справа наліво.

Крім мінімізації помилки паралакса, ключем до створення безшовної панорами є ідентичність параметрів настройки для кожного зі знімків в серії. Будь-які зміни в експозиції, фокусі, освітленні або балансі білого між знімками породжують очевидні розбіжності. Якщо ви використовуєте цифрову дзеркальну камеру, вкрай рекомендується знімати всі знімки в режимі ручного настроювання параметрів експозиції і в форматі RAW . Таким чином баланс білого можна буде налаштувати ідентично для всіх знімків, навіть після того як вони були зроблені.

При використанні компактної цифрової камери корисно включити режим панорамної зйомки, який є в багатьох з них і показує на екрані рамки попереднього кадру. Це може бути дуже корисно при зйомці з рук, оскільки вони допомагають упевнитися в тому, що всі знімки знаходяться на одному рівні і зняті з достатнім перекриттям. До того ж, режим панорамної зйомки використовує виставлені вручну параметри налаштування експозиції, які блокують баланс білого і експозицію на основі першого знімка (або принаймні на базі першого полупріжатія кнопки спуску).

Панорами можуть охоплювати досить широкий кут огляду, аж до кругового, і як наслідок можуть покривати найширший діапазон освітленості при різних кутах зйомки. Це може створити проблеми при виборі параметрів експозиції, оскільки зйомка прямо за сонцем або проти нього може зробити залишок панорами надмірно яскравим або темним.

Часто середню експозицію отримують, направивши камеру в напрямку, перпендикулярному своєї тіні, використовуючи автоматичну настройку експозиції (як для одиночного знімка), після чого використовують отримані настройки у ручному режимі для всіх знімків. Залежно від художнього задуму, проте, експозиція може визначатися найбільш яскравими зонами з метою збереження світлих деталей. Для компактних цифрових камер настройку експозиції можна заблокувати, використовуючи режим зйомки панорам, натиснувши кнопку спуску наполовину на проміжному вугіллі і згодом роблячи знімки в будь-якому вибраному порядку (не відпускаючи кнопку спуска, притиснуту наполовину, до першого знімка).

Переконайтеся, що кожен знімок перекриває всі сусідні приблизно на 10-30% .Площадь перекриття не має строгого визначення; занадто велике перекриття означає, що доведеться зробити набагато більше знімків, а надто мале може ускладнити накладення регіонів або зміна положення швів.

Зверніть увагу, якщо ваша панорама містить рухомі предмети, такі як вода або люди, найкраще спробувати ізолювати рух в одному кадрі. Тим самим ви уникнете проблем, пов'язаних з появою когось на панорамі двічі або помилок вирівнювання, пов'язаних з наявністю рухомих об'єктів в районі шва між двома кадрами. На знімку зліва швейцарський гвардієць марширував з боку в бік, але нижня третина знімка містилася в одному кадрі.

Ще одним міркуванням є вибір між однорядной панорамою в альбомної (ландшафтної) або портретної орієнтації. Використання портретної орієнтації дозволяє збільшити число мегапікселів приблизно в 2.25 рази (для того ж предмета зйомки) для камер, які використовують цифровий сенсор із співвідношенням сторін 3: 2 (при тому ж перекритті близько 20%). Недолік такого методу полягає в тому, що портретна орієнтація вимагає більшого фокусної відстані, а отже, меншою діафрагми для отримання аналогічної глибини різкості (оскільки збільшення сильнішає).

Інші міркування при зйомці серії включають в себе загальний дозвіл і глибину різкості . Можна неймовірно збільшити кількість мегапікселів у зібраному фото, складаючи його з більшого числа знімків. Однак недолік такого підходу полягає в тому, що для отримання тієї ж глибини різкості доведеться використовувати все більш закриті діафрагми (великі f-ступені) у міру збільшення числа зібраних знімків (для отримання того ж кута зору). Це може зробити досягнення певних дозволів практично неможливим, оскільки необхідний час експозиції може виявитися неможливо великим, або в зв'язку з сильним розмиванням знімків при закритій діафрагмі в результаті дифракції .

Наступний калькулятор показує, як число мегапікселів і параметри настройки об'єктива змінюються при складанні фотомозаїка зі сцени, яку можна було б охопити одним знімком. Його можна також використовувати для оперативної оцінки того, яке фокусна відстань потрібно для охоплення обраної сцени. Необхідні вхідні значення перераховані в темно-сірих осередках, а результати будуть показані в темно-синіх осередках.

Як можна побачити, навіть невеликі мозаїки швидко починають вимагати неможливих ступенів діафрагми і часу витримки для збереження глибини різкості. Сподіваюся, це пояснює, що цифрові фотопанорами і фотомозаїка складніше створити технічно, ніж поодинокі знімки. Зауважте також, що ступінь перекриття знімків може значно зменшити підсумкове дозвіл (в порівнянні з простою сумою мегапікселів всіх окремо взятих знімків), з чого випливає, що фотомозаїка абсолютно не є ефективним методом зберігання даних про зображення на карті пам'яті. Наступний калькулятор оцінює число мегапікселів зібраної фотомозаїка як відсоток від увійшли в неї знімків.

Для надширококутним панорам слід уникати використання поляризаційних фільтрів, оскільки можуть проявитися сильні зміни в освітленості неба. Згадаймо, що поляризаційні фільтри максимально затемнюють сонце під кутом 90 ° до напрямку сонячного світла і мінімально за сонцем або проти нього. Це означає, що будь-яка панорама, яка покриває 180 ° неба, покаже ділянки, де поляризатор спрацьовує максимально і мінімально. На фото арки праворуч можна спостерігати в небі сильний неприродний градієнт. До того ж, поляризаційні фільтри можуть значно ускладнити безшовну збірку.

Крім того, будьте обережні, намагаючись знімати панорами сцен, де світло змінюється швидко, як наприклад в разі рухомих хмар, що створюють виборчу підсвічування ландшафту. Такі сцени дозволяють зібрати панораму за умови, що рухаються смуги світла (або тіні) містяться в окремих кадрах і не потрапляють на шви.

Нарешті, спробуйте впевнитись, що ви робите серію знімків, повертаючи камеру строго горизонтально. Для великих панорам легко потрапити в ситуацію зміщення вгору або вниз, в результаті чого неприйнятне кількість підсумкової панорами доведеться обрізати (як показано нижче).

Такого результату можна уникнути, контролюючи горизонт при зйомці (наприклад, посередині кадру, в однієї третини і т.д.).