Панорамна фотография със свободен софтуер и евтин хардуер: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Панорамните снимки се използват за създаване на изображения на сцени, които са твърде големи, за да се поберат в нормален обектив на камерата, или дори твърде големи, за да може човешкото око да ги види едновременно. Повечето известни панорами са пейзажни снимки на открито с геоложки характеристики или градски очертания, но те са полезни и за правене на големи снимки в сгради. Панорамите са почти толкова стари, колкото самата фотография. Професионалните фотографи и изобретатели създават екстремни широкоъгълни снимки, използвайки различни методи от деветнадесети век, но доскоро това изискваше скъпо специализирано оборудване и техники за обработка. През годините са създадени няколко вида панорамни камери, които излагат голям лист филм чрез преместване на обектив през него или експониране чрез фиксиран обектив с много широк зрителен ъгъл., които направиха възможна още една техника за панорамна фотография: зашиване на изображения. Зашитите панорами позволяват много по -голяма гъвкавост от по -старите панорамни камери и са в рамките на бюджета на всеки любител фотограф. Зашитата панорама започва като поредица от заснети през стандартен обектив, като камерата е на същото място, използвайки същата експозиция, но обърнати в различни посоки. След това компютърният софтуер анализира отделните изображения, за да определи на кой ъгъл съответства всяко от тях, и накрая комбинира всички изображения в една безпроблемна панорама.

Стъпка 1: Необходими инструменти

За този проект ще ви трябват няколко инструмента. За щастие всички те са безплатни или лесни за намиране. Първото очевидно нещо е цифров фотоапарат. Добрият огледално-рефлексен фотоапарат е най-добрият, разбира се, но могат да се използват някои евтини камери за насочване и снимане, с няколко съображения: Съвременните компактни фотоапарати ви позволяват лесно да правите добре експонирани снимки на всяка сцена, като управлявате сензора, затвора и настройките на обектива автоматично с помощта на вградено измерване на светлината. Това е чудесно през повечето време, когато правите отделни снимки, но ако направите две снимки на един и същ обект от различни ъгли, яркостта, фокусът и цветовете може да не са еднакви. Тъй като панорамите изискват множество изображения от различни ъгли, за да съвпадат перфектно, имате нужда от камера с режим на ръчна апертура/затвор/баланс на бялото. Някои фотоапарати (включително някои модели Canon и Olympus) дори имат специален панорамен режим, който заключва настройките на експонацията за поредица от снимки и има визуално ръководство за припокриване на снимките. особено за много широки сцени или на закрито. Триножник с панорамна глава ви позволява да завъртите камерата, без да променяте нейната позиция, което е изненадващо трудно да се направи с ръчна камера (поне ако не мислите за това) Стативи с топка, като много миниатюрни преносими модели, не работят също толкова добре, тъй като не можете плавно да завъртите камерата, без тя да се движи нагоре или надолу. Софтуерната част на този проект се обработва от няколко различни програми, всички от които са безплатен софтуер и са достъпни за повечето операционни системи. Hugin е програмата, която управлява целия процес на зашиване на изображения. По -голямата част от действителната работа се извършва от други програми, но hugin предоставя удобен начин да се обадите на всяка от тях и обикновено ви казва какво да направите по -нататък, ако се изгубите. (https://hugin.sourceforge.net) Hugin се основава на набор от приложения и библиотеки, наречени Panorama Tools, включително библиотеката libpano и важните програми PToptimizer и PTStitcher. Повечето от panotools вече са с отворен код (https://panotools.sourceforge.net/), с изключение на PTStitcher. Налични са обаче две програми за подмяна: PTmender, наличен от уебсайта на panotools, и nona, който е включен в hugin. Две други приложения не са част от panotools, но могат да се използват с hugin, за да изглеждат панорамите ви по -добре: Autopano (или autopano-sift) автоматизира първата стъпка от панорамите, като намира контролни точки, които свързват двойки изображения заедно. Можете да направите това на ръка, ако имате търпение (и вероятно ще искате да почистите след autopano, за да получите най-добър резултат) Има няколко различни реализации на autopano, като най-новото е autopano-SIFT-C (налично на уебсайта hugin) Enblend е друг незадължителен инструмент за подобряване на крайните резултати от не толкова перфектните панорами. Там, където две изображения се срещат в зашитото изображение, често ще има видими шевове или предмети, които са на малко различни места. Enblend може да замени тези шевове с плавни преходи. Последните версии на enblend също включват свързан (използващ някои от същата математика) инструмент, наречен enfuse, който използва смесване на експозицията, за да комбинира изображения на една и съща сцена при различни експозиции, за да създаде едно симулирано изображение с висок динамичен диапазон. (https://enblend.sourceforge.net/) Приложение за редактиране на растерни изображения с общо предназначение е полезно за последна обработка, изрязване или отпечатване на вашите панорами. GIMP е популярен безплатен инструмент, подходящ за това (https://www.gimp.org/)

Стъпка 2: Общ преглед

Тази инструкция ще обхваща следните стъпки за правене на панорами: 1. Заснемане на източници. Всички изображения трябва да бъдат заснети с камерата в една и съща позиция и със същите настройки на експозицията (освен ако не използвате смесване на експозицията). Определете контролните точки. Двойки контролни точки се използват, за да се установи как изображенията ще се поберат заедно. Всяка двойка контролни точки идентифицира или две точки в различни изображения, които се отнасят до една и съща точка в сцената, или две точки в едно и също изображение, което трябва да бъде хоризонтална или вертикална линия в крайното изображение. Контролните точки могат да се поставят ръчно или автоматично с помощта на autopano. Оптимизирайте панорамата. Програмата PToptimizer използва контролните точки, за да изчисли на коя позиция (изразена като ъгъл на наклон, преобръщане и завъртане) съответства всяко изображение, както и колко изкривяване е въведено от обектива на камерата. Визуализирайте, редактирайте контролните точки, оптимизирайте отново, ГОТО 10. Първият резултат няма да бъде перфектен. Може да се наложи да добавите, изтриете или преместите контролни точки, да добавите водачи, за да поддържате хоризонталните и вертикалните структури в правилната ориентация, да изберете коя проекция искате да използвате или да регулирате зрителното поле, така че да включва само частите от вашите изображения, които искам.5. Зашийте изображението. Тук се случва истинската работа. Програмата за зашиване заема предварително изчислените позиции на изображението и преобразува всеки пиксел от входните изображения от оригиналната им проекция до мястото, където трябва да бъде в крайната панорама. Изходът ще бъде или едно обединено изображение, или поредица от изображения, всяко от които съдържа пиксели от точно едно изходно изображение, което ще бъде смесено по -късно. Смесете зашити изображения, за да изглеждате по -красиви. Обикновено е необходима допълнителна обработка на зашития изход за почистване на шевовете, където изображенията не се срещат перфектно или други нередности. Enblend и enfuse са автоматизирани инструменти, които hugin използва за тази стъпка, или можете да го направите ръчно в редактор на изображения като GIMP.

Стъпка 3: Правене на снимки

Вземете своя цифров фотоапарат, уверете се, че имате карта с памет и нов комплект батерии, и намерете добра сцена, от която да направите панорама. Правенето на панорами не е трудно, но има няколко прости неща, които можете да направите, за да избегнете често срещани грешки. Уверете се, че използвате ръчния или панорамния режим на камерата. За да могат вашите изображения да бъдат зашити правилно, те трябва да бъдат експонирани по същия начин, така че всеки обект да се появява със същия цвят и яркост във всички изображения. Ако използвате ръчен режим, уверете се, че чувствителността (ISO), скоростта на затвора, блендата (F стоп), балансът на бялото и за предпочитане фокусът са еднакви за всяко изображение във вашата панорама. Ако вашият фотоапарат има панорамен режим, той трябва да се погрижи за това. Използването на светкавицата като цяло е лоша идея за панорами, тъй като ще бъде трудно да се осигури последователно и естествено изглеждащо осветление в целия набор от снимки. Ако нямате много налична светлина, тогава стативът и бавният затвор са най -добрият ви вариант. Повечето панорами ще имат много голям динамичен диапазон от тъмнина до ярка светлина. В типична сцена на открито може да имате обект на пряка слънчева светлина (или самото слънце) от едната страна на панорамата и тъмна сенчеста зона на 100 градуса. Сензорите на камерата обикновено имат доста тесен динамичен диапазон, така че ще трябва да сте сигурни, че избраната от вас експозиция няма да създаде напълно бели или напълно черни области. Най-доброто решение на този проблем е да използвате смесване на експозицията: вземете две (или повече) копия на цялата панорама при различни експозиции и ги комбинирайте по-късно в едно изображение, като използвате само добре експонираните части на всяко изходно изображение. камерата е конфигурирана правилно, започнете от единия край на вашата сцена и заснемете първото изображение. Завъртете камерата и продължете да правите снимки, докато не заснемете цялата сцена, която искате. Въртящата се част всъщност е малко по -сложна, отколкото си мислите в началото: ако преместите центъра на входната зеница на обектива между снимките, ще получите грешка в паралакса. Това означава, че обектите на преден план ще се изместят спрямо тези на заден план. Триножникът е най -добрият начин да се премахне това, но можете да се справите и без такъв, ако сте внимателни (не правете очевидното нещо и дръжте камерата на една ръка разстояние, докато завъртите цялото си тяло с поставени крака). Вижте диаграмата за пример на паралакс. Всяка двойка съседни изображения трябва да има известно припокриване, за да може да намери контролни точки. Припокриването между 30% и 50% обикновено е достатъчно, но ако част от сцената ви няма достатъчно разпознаваеми характеристики, може да се наложи да се припокриете повече. Опитайте се да поддържате камерата на нивото в цялата панорама, без да се движите нагоре или надолу. Ако имате висока структура, която няма да се побере в едно изображение, направете друг ред изображения с камерата сочеща нагоре (или надолу) спрямо първия ред. Разбира се, панорамите не винаги трябва да са просто широки (в хоризонтално измерение), те могат да бъдат високи и широки (с няколко вертикални стъпала) или просто високи.

Стъпка 4: Контролни точки

Разбиране на контролните точки: Контролните точки са това, което оптимизаторът използва, за да определи връзките между всички изображения във вашата панорама. Всъщност има два различни вида контролни точки. Нормалните контролни точки идентифицират две точки в две различни изображения, които се отнасят до един и същ обект и следователно трябва да се появят на едно и също място в крайната панорама. Хоризонталните и вертикалните водачи идентифицират две точки, които трябва да са в права линия, обикновено от едно и също изображение (панорамите понякога ще изглеждат вълнообразни без тях). Контролните точки са основните входове, които оптимизаторът използва за подравняване на изображенията в пълна панорама, а разликата между добра панорама и лоша зависи от качеството на контролните точки, които създавате (и колко време отделяте за тях). Преди да можете да добавите контролни точки, трябва да добавите всички изходни изображения към вашия проект. За да направите това, използвайте бутона „Зареждане на изображения“в раздела Асистент на hugin. Ако имате инсталиран autopano, hugin вероятно ще го стартира веднага и ще се опита да оптимизира панорамата веднага щом приключи и ще ви даде предварителен преглед на цялата панорама. Ако искате да добавите всичките си контролни точки на ръка, изключете тази опция в предпочитанията на hugin. Сега преминете към раздела контролни точки. Този екран показва две изображения едно до друго, така че можете да редактирате контролните точки, които им принадлежат. Използвайте менютата над изображенията (или номерирани раздели в по -старите версии на hugin), за да изберете първото и второто изображение (0 и 1). Намерете разпознаваем обект, който се появява и в двете изображения, за предпочитане нещо близо до фона. Кликнете върху част от него в лявото изображение. Прозорецът с изображение трябва да увеличава докрай, показвайки областта около мястото, където сте кликнали. След това щракнете върху същата част от същия обект в дясното изображение. Хъгин ще извърши „фина настройка“веднага щом щракнете върху второто изображение, търсейки точка, която да съответства най -добре на първото изображение. Можете да плъзнете някоя от контролните точки на нова позиция, ако не са на правилното място. Щракването върху бутона за фина настройка по всяко време ще щракне дясната точка към частта от изображението, която е най -подобна на лявата точка. След като и двете точки са на правилното място, щракнете с десния бутон, за да запазите контролната точка. За да подравните успешно вашата панорама, всяка припокриваща се двойка изображения трябва да има поне една контролна точка. Обикновено едно не е достатъчно (тъй като изображенията все още могат да се въртят около общата точка), затова се опитайте да добавите колкото можете. Ако изображенията имат обекти на преден и заден план, няма да можете да подравните и двете равнини, ако има грешка в паралакса. Фоновите точки обикновено работят по -добре, така че добавете контролни точки само на далечни обекти, ако виждате близки обекти на различни места в двете изображения. За да добавите хоризонтална или вертикална линия, изберете едно и също изображение в двата прозореца. Намерете обект, като стълб на лампа, отстрани на сграда или част от хоризонта, който искате да се появи като хоризонтална или вертикална линия в крайното изображение. Поставете точка в левия прозорец в единия край на линията, а точка в другия край в десния прозорец. Фината настройка има тенденция да се бърка с линиите, така че може да се наложи да преместите точките ръчно. Щракнете с десния бутон, за да добавите контролната точка. Менюто за режим под списъка с контролни точки трябва да показва, че това е вертикална или хоризонтална линия. Променете го на правилния режим, ако Хюгин познае погрешно посоката. След като имате достатъчно контролни точки, можете да оптимизирате панорамата, за да поставите всяко изображение в правилната позиция и да получите визуализация на крайния резултат.

Стъпка 5: Оптимизирайте

След като сте добавили контролни точки към всичките си изображения, следващата стъпка е да стартирате PToptimizer, за да съберете панорамата си. Той използва контролните точки, които сте създали в последната стъпка, за да реконструирате условията, при които е направена всяка снимка, включително ориентацията на камерата и изкривяването на обектива. С тази информация шивачът може да пренасочи изходните изображения в една панорама, като използва някоя от поддържаните проекции. Кликнете върху „Оптимизиране сега!“бутон, за да стартирате режима за оптимизация по подразбиране. Това ще се опита да намери най -добрата позиция (ъгъл на наклон, преобръщане и наклон) за всяко изображение, така че всички контролни точки да се подравнят. След оптимизиране на вашата панорама, отворете прозореца за визуализация, за да получите представа как ще изглежда резултатът. Потърсете места, където две изображения изглежда не съвпадат правилно и се върнете към редактора на контролната точка и добавете или променете някои точки върху засегнатите изображения. Оптимизирайте отново и актуализирайте визуализацията. Повторете, докато всичко изглежда толкова добре, колкото можете да получите. Ако едно или повече изображения изглеждат наклонени, опитайте се да намерите обекти, които можете да използвате като хоризонтални и вертикални водачи и добавете контролни точки върху тях. Оптимизирайте, актуализирайте визуализацията. Ако панорамата ви изглежда добре след оптимизация на позицията, превключете в режим „Позиции, изглед и цев“и оптимизирайте отново. PToptimizer ще се опита да коригира някои от изкривяванията, причинени от обектива на камерата. Сега е време да зашиете изхода на пълната разделителна способност на вашата панорама (и да намерите повече грешки, които визуализацията не показа, редактирайте повече контролни точки, оптимизирайте отново …)

Стъпка 6: Стич

Най -накрая сте готови да създадете окончателното си панорамно изображение. Превключете към раздела Stitcher; Ще обясня всички опции по -долу. Първите две опции са проекцията и зрителното поле. И двете могат да бъдат променени от прозореца за предварителен преглед, където можете да видите графично как влияят на панорамата. Hugin може да генерира изображения в редица различни проекции, а различните сцени изглеждат най -добре в различни проекции. Праволинейната проекция е същата проекция, която произвежда идеален нормален обектив на камерата (и същата, каквато виждате с очите си). Праволинейните проекции по дефиниция представляват прави линии в сцената като прави линии на изображението. Правоъгълните структури като сградите ще изглеждат по същия начин, както в реалния живот, но обектите, далеч от центъра на изображението, ще бъдат опънати до много по -големи от нормалното. Обикновено това ще унищожи изображението ви, ако е по -широко от 90 ° или 100 °, така че е най -подходящо за тесни или високи панорами. И двете изпъкналости избягват изкривяването на хоризонталните разстояния от центъра на изображението, но ще превърнат хоризонталните структури над или под вертикалния център в дъги и мехурчета. Полето за видимост контролира колко широк ъгъл ще бъде показан в изходното изображение. Бутонът „Изчислете зрителното поле“ще намери най -малкия изглед, който включва всяко изображение. Всичко по -голямо от това просто губи памет, дисково пространство и време за обработка, така че използвайте плъзгачите в прозореца за визуализация, за да изрежете панорамата си само в секцията, от която се нуждаете. Следва размерът на платното. Това е размерът на крайното изходно изображение, в пиксели. Стойностите, дадени от "Изчисляване на оптимален размер", представляват възможно най -големия размер, без да се разтягат изходните изображения над техните оригинални размери. Разбира се, можете да използвате по -голям размер, но просто ще създавате излишни пиксели. По -големите панорами отнемат повече време за генериране, използване на повече памет и създаване на по -големи файлове на вашия диск, така че започнете с малко, за да добиете представа с какъв размер може да се справи вашият хардуер (и търпение). Hugin може да извежда (всъщност инструктира други програми за извеждане) много различни видове изображения в различни формати от един панорамен проект. През повечето време просто искате „смесената панорама“, която призовава nona да пренастрои вашите изображения в новата проекция и използва enblend, за да изглади шевовете. Накрая можете да изберете формат и опции за компресиране на крайното изображение. всичко е готово, щракнете върху "Стич сега!" Хъгин ще поиска име на файл, на което да запише изхода, и ще започне да пресича изходните ви изображения в красива панорама. По време на процеса могат да се появят няколко прозореца, които говорят за лапласиеви пирамиди, слоеве на експозиция, маски за смесване и какво ли още не. Когато всичко приключи, трябва да имате хубав файл с голямо изображение в директорията, която сте посочили по -рано.