Panoramateknik. Et panoramabilleder er et billede sammensat af flere enkelt optagelser. Et eksempel:

Transkript

1 Panoramateknik Et panoramabilleder er et billede sammensat af flere enkelt optagelser. Et eksempel: Billedet her er en sammenføjning af 5 billeder taget i portræt orientering og beskåret til 16:9 formatet. Opløsningen er ca. 40 Megapixel. Her følger et par eksempler på andre beskæringer af det samme panoramabillede. Beskåret til formatet 4:1. Opløsningen er ca. 16 Megapixel

2 Panoramabilledet er her beskåret til formatet 3:2. Opløsningen er ca. 33 Megapixel For at billederne kan samenføjes (stitches) til et panorama skal optagelserne overlappe hinanden. En overlapning på 25 til 40 % er et godt udgangspunkt. Det ideelle ville være, at optagelserne var så perfekt optaget, at billederne uden videre kunne sammenføjes, men billederne lider altid af diverse aberrationer fra objektivet og unøjagtigheder opstået ved selve panoreringen. Det kræver software specielt udviklet til formålet, at korrigerer for den slags uønskede afvigelser fra det ideelle. Det er en kompliceret proces at få samlet billederne, så samlingerne ikke kan ses. Panorama Tools er en gruppe af selvstændige programmer, som ofte udgør basisfunktionerne i de mest benyttede panoramaprogrammer. Panorama Tools er også en del af de 2 løsninger med en grafisk brugerflade, som jeg vil anbefale. Det er muligt at arbejde med Panorama Tools programmerne enkeltvis, men fordi alle programmerne styres fra en kommandolinje, så er det ikke en ligetil opgave. Den grafiske brugerflade samler de enkelte programmer så de kan arbejde sammen. De kommandoer, som det enkelte program skal have for at kunne fungere, og det mere overordnet samspil mellem programmerne, har programmøren af den grafiske brugerflade taget hånd om.

3 Det giver samtidig stor fleksibilitet, fordi programopbygningen ofte tillader udskiftning og/ eller installering af flere programmer, som kan udføre en bestemt eller samme funktion på en bedre måde. Et godt eksempel er de programmer som kan sammenføje billederne. Jeg har f. eks 3 programmer installeret, som jeg kan skifte imellem. Det er Gui, Enblend og Smartblend. De har hver deres svagheder og fordele. De 2 panoramaprogrammer, som jeg vil anbefale og som jeg selv bruger, er Hugin (som er helt gratis) og PTGui Pro (ca 1000 kr). Begge panoramaprogrammerne er opbygget efter ovenstående opskrift og fungerer fundamentalt fuldstændig ens. I avanceret indstilling er der adgang for brugerne til at ændre de fleste parametre, herunder også muligheden for selv at indtaste særlige kommandoer til det enkelte delprogram. Hele processen kan faktisk styres meget nøjagtigt af den erfarne bruger. Er man usikker så vælger man standard indstillingerne og overlader resten til programmet. I indstillingen simpel benytter programmerne standard indstillinger og leverer som regel et brugbart resultat ud fra de fastlagte kriterier. PTGui Pro er helt klart bedst til selv at klare alle paragrafferne pr. automatik. Hugin, som er gratis, er baseret på entusiastiske programmørers indsats, og der er ikke altid taget højde for fejlbetjening i samme grad som i betalingsprogrammet PTGui Pro, og så er den grafiske brugerflade ikke så strømlinjet. Sætter man et kryds forkert eller ændre nogle parametre i uheldig retning, så går programmet ned med fuld musik. Når man har lært Hugin at kende og ved hvor skoen trykker, og kan foretage de nødvendige indstillinger, så er der ingen forskel i ydelse på de 2 programmer. Hugin s svaghed er, at den vil kunne alt på en gang. Det betyder, at der er mange indstillingsmuligheder, så mange at det kan være helt uoverskuelig for begynderen. Jeg vil ikke gennemgå programmerne slavisk fra A til Z, men når jeg forklarer det lidt mere teoretisk vedrørende panoramabilleder, så er det med udgangspunkt i den måde de her 2 programmer fungerer på. Den bedste måde at blive fortrolig med programmerne på, er ved at installere dem og læse betjeningsvejledningerne, ligesom der findes udmærkede Tutorials (praktiske eksempler), som man kan lege med. Men nu tilbage til de punkter som er vigtige og en forudsætning for et vellykket panoramabillede! De fleste fotografer benytter vidvinkel til optagelserne, og som bekendt så lider alle vidvinkler (uanset pris) af billedforvrængning i et eller andet omfang ( tøndeforvrængning, vignetting, kromatisk aberration og defringe).

4 Det siger næsten sig selv, at 2 overlappende billeder med kraftig tøndeforvræng og vignetting aldrig vil kunne sammenføjes så sømmet (Den linje som sammensmelter de 2 billeder)) ikke vil kunne ses. Billederne skal korrigeres fuldt ud for disse billedforvrængninger, hvis samlingen skal være usynlig. Tøndeforvrængning og vignetting med mere kan fjernes i et redigeringprogram, som for eksempel Lightroom eller Photoshop. Jo mere perfekt billederne er som udgangspunkt, jo nemmere har softwaren det. Men et er at korrigere for de aberrationer som objektivet er ansvarlig for, noget andet er de små afvigelser der opstår, fordi billederne typisk drejes lidt både horisontalt og vertikalt fra billede til billede. Uanset hvor nøjagtig man er med optagelserne, så skal overlapningerne altid tilpasses i panoramaprogrammet. Mange panoramaprogrammer er til orientering selv i stand til at måle de nævnte aberrationer meget præcist og korrigere for dem. Det vender vi tilbage til! Det her er nyeste model i panoramahoved Nodal Ninja NN3-MKII

5 Det her er mit panoramahoved, som er en lidt ældre udgave. Panoramahovedet har jeg udstyret med 2 kvikkoblinger. Det tager derfor kun få sekunder at koble kameraet på panoramahovedet og begge dele på kuglehovedet. Punktet hvor objektivet skal drejes for at undgå parallakse fejl, befinder sig næsten altid tæt på frontlinsen. Det er vist med den røde streg

6 Her er opstillingen vist forfra Den største forhindring for en perfekt sammenføjning af de enkelte optagelser er parallakse fejl, som opstår, hvis kameraet ikke drejes i det rigtige punkt ( kaldes Entrance Pupil ). Lidt forenklet kan vi sige, at parallakse forskydninger opstår, når optagelserne fra billede til billede ikke har samme synsvinkel. De enkelte objekter/ dele i billedet ændrer størrelse og form, når betragtningvinklen forskydes. Udseende og størrelse skifter alt efter betragtningsvinklen, og 100% konvergens ved sammenføjning er derfor en umulighed. Vi kender det fra os selv. Hvis vi betragter en genstand og flytter og drejer os lidt i forhold til den, så oplever vi nøjagtig det samme som kameraet. Vi ser måske flere ting og måske mere af genstanden, når vi flytter os. Det er netop problemet, at hvis en given genstand og omgivelserne ikke er gengivet ens på de overlappende billeder, så kan billederne ikke sammenføjes korrekt. Paralakse forskydninger kan minimeres ved at bruge et almindeligt stativ. Parallakse fejlene er mindre jo længere væk motivet er. Det bedste og eneste rigtige er i midlertid, at bruge et rigtigt panoramahoved monteret på et stativ. Er motivet tæt på, så er parallakse fejlene så store, at det er nødvendigt med et panoramahoved. Når optikken ved hjælp af et panoramahoved drejes det sted hvor Entrance Pupillen (indgangspupillen) befinder sig, ændrer betragtningsvinklen sig ikke og vi undgår parallakse fejl i overlapningerne mellem de enkelte billeder. Objektivets indgangspupil findes bedst på følgende måde: Hvis 2 genstande ( f. eks. en strikkepind placeret tæt på objektivet) og en mast eller lignende ude i terrænet lige akkurat dækker hinanden, så vil de 2 genstande, når der panoreres, blive forskudt horisontalt i

7 forhold til hinanden, hvis objektivet ikke bliver drejet i det rigtige punkt. Forskydningen i forhold til strikkepinden vil være enten til højre eller til venstre, alt efter om drejningspunket ligger lang fremme eller langt tilbage. Når der ingen forskydning er mellem de 2 genstande er det rigtige omdrejningspunkt fundet. For næsten alle objektivers vedkommende ligger punktets placering som regel tæt på den forreste linse i objektivet. Alle eksempler og billeder i denne her artikel er udført med panoramahovedet Nodal Ninja på et solidt fotostativ og der er benyttet et 15 megapixel D-SLR kamera og et zoom objektiv fra mm. Se mere på Det er i princippet ligegyldig, hvilken brændvidde der benyttes til optagelserne. Men vidvinkel objektiver har notorisk mere billedforvrængning end de længere brændvidder og det kræver en ekstra indsats i form af lidt ekstra redigeringsarbejde. Der skal dog ikke bruges så mange optagelser for at skabe et panorama med en vidvinkel. Hvad angår dybdeskarpheden så er den uforandret selvom der zoomes ind, hvis der vel og mærker vælges samme blænde tal og objektet gengives i samme størrelsesforhold. Det er i virkeligheden ikke brændvidden der bestemmer dybdeskarpheden, men skalaforholdet. I et kompakt kamera er skalaforholdet ekstra stort på grund af den fysisk set meget lille sensor. Allerede ved fuld blænde er der derfor en fin dybdeskarphed. Til gengæld gør diffraktionen sig gældende allerede ved et meget lavt blændetal. Hvis et objekt er gengivet i samme størrelsesforhold på et billede og optagelsen er udført ved samme blænde tal, så er dybdeskarpheden altid den samme. I praksis betyder det, at ønsker man høj opløsning med mange detaljer, så benytter man en længere brændvidde til optagelserne. Det kræver flere optagelser med en tele for at dække et bestemt motiv og slutbilledet bliver derfor også meget større målt i pixel. Med en vidvinkel kan samme motiv dækkes ind med færre optagelser. Billedet bliver samtidig mindre målt i pixel og det gælder naturligvis også opløsningen, som vil være tilsvarende mindre. Udført korrekt så vil de 2 resulterende panoramabilleder have samme perspektiv og dybdeskarphed og derfor opleves som værende ret ens på f. eks et display eller på print. Forskellen er alene billedopløsningen (detail gengivelsen)! Lad os se på hvad der skal til for at Stitche 2 billeder sammen! Det første panoramaprogrammet gør, er at sammenligne overlapningerne pixel for pixel. De steder hvor der er billedmæssig sammenfald afsættes der kontrolpunkter. Der skal minimum være 4 kontrolpunkter, men gerne mange flere. På grund af de uundgåelige små afvigelser og forskelle i billedernes overlapninger vil der naturligvis være forskydninger, når kontrolpunkternes placering sammenlignes i de 2 billeder.

8 Rent matematisk er det muligt ud fra selv meget små afvigelser at beregne hvor meget tøndeforvrængning og vignetting o.s.v. det enkelte billede har. Men ud over de ting som altid er fælles for begge billeder, så er det også muligt at udregne evt. forskelle i billedvinkel m. m. opstået i forbindelse med selve panoreringen af kameraet. Ud fra de her data og oplysninger generes der 2 nye billeder, som alt andet lige vil være nemmere at Stitche sammen. Selve sammenføjningen af de 2 billeder udføres af et program, som til en vis grad kan vurdere billedindholdet og ud fra detail opløsningen finde frem til den mest gunstige sammensmeltning ( Stitching linje ) af de 2 billede. En himmel med mange skyer ( som flytter sig lidt fra billede til billede) kræver en større overlapning end f. eks. de dele af billedet som er meget detaljeret. Når detaljerne er mange og små skal sømmet eller overgangen være mere skarp. De 2 panoramaprogrammer PTGui og Hugin arbejder altid internt med Tiff formater fordi den understøtter alfa kanaler og dermed transparens. Har billedet ingen Alfa kanal, så genererer programmerne en automatisk. Der er ikke noget i vejen for at Stitche JPG filer sammen og output filen kan også være i JPG formatet, men internt arbejdes der som nævnt altid med Tiff formatet. Her er det vist med billedeksempler: 3 billeder optaget i portræt. De skal sammenføjes til et større billede på en måde så personen kun optræder 1 gang og stitchningen skal helst være usynlig.

9 De 3 billeder er fremkaldt og optimeret i Lightroom. Billedforvrængning, vignetting og kromatisk aberration er korrigeret bedst muligt. Forsøger vi at sætte billederne sammen manuelt i et editeringsprogram får vi det her resultat. Overlapningerne afviger så meget at en brugbar sammenføjning ikke er muligt. Vi skal have fundet de forskelle, som bevirker at billederne ikke kan sammenføjes korrekt. Det bruger vi et panoramaprogram til. De 2 billeder i midten viser samme referencebillede. Det er vist på den her måde for at illustrere hvordan panoramaprogrammet sammenligner reference billedet med nabobillederne. Det drejer sig om at finde billedpunkter som er ens i de overlappende områder. Softwaren kan ud fra disse kontrolpunkter beregne tøndeforvrængning og små skævheder i billedvinklerne meget nøjagtig. Eksponeringsforskelle udmåles ligeledes ud fra kontrolpunkterne.

10 Det her er 3 nye og midlertidige billeder genereret ( warped ) ud fra de beregninger panoramaprogrammet lige har udført. Disse billeder slettes senere, når slutbilledet er blevet færdiggjort. De nye billeder er vredet og drejet og de steder hvor billedinformationerne af den grund forsvinder, er her vist med farven sort. De 3 billeder har jeg her samlet manuelt i et almindeligt editeringsprogram og det er faktisk lykkedes meget fint uden at være perfekt. Det kan gøres bedre!

11 Det her viser hvordan panoramasoftwaren foreslår at billederne sammenføjes, og det vil altid give et bedre resultat. Så det vælger vi! For at skjule sømmet ( sammenføjningen) fuldstændigt Stitches billederne sammen som vist her. En lige linje vil ofte kunne ses alt efter billedets detaljer.

12 Her ser vi det næsten færdige resultat. Horisonten er fortsat skæv og billedet skal beskæres og måske have lidt skarpning, fordi der er tale om et remappet billede. Det færdige resultat! Perfekt! Sammenføjningerne kan ikke ses!