Photo-Stiching a.k.a. Panoramatický svet

Táto stránka je doplnkom ku dvojici článkov o vytváraní panoramatických fotografií. Na stránke budú umiestnené on-line kalkulačky konkrétnych prepočtov, ktoré sú v spomenutých článkoch opísané. Spomenuté články si môžte aj z tejto linky vo formáte PDF.

Obsah:

  1. Určenie ohniskovej vzdialenosti širokouhlého formátu (35 mm equivalent focal length)
  2. Minimálny počet obrázkov
  3. Približné zorné pole
  4. Skutočné zorné pole podľa Exif
  5. Vzdialenosť k obiektu
  6. Aplikácie
  7. Ukážky

Technické poznámky

  • Stránka používa technológiu JavaScript v implementácii 1.1. Momentálne by ste s tým nemali mať problémy, ale čert vie. Pokiaľ Vám nefungujú kalkulačky, tak Vám pravdepodobne pomôže len zmena operačného systému, nakoľko všetky súčasné prehliadače i operačné systémy mladšie než 5 rokov ju podporujú.
  • PDF súbor je vo formáte 1.4 a pre jeho prezretie budete potrebovať minimálne Adobe Acrobat Reader ver. 5. Momentálna verzia je č. 6.

Linky:


Určenie "35 mm Camera Equivalent Focal Length"

Príručka k aparátu poväčšinou v sekcii Lens System uvádza hodnotu ohniskovej vzdialenosti v prepočte na širokouhlý formát. Sú to hodnoty rádu desiatok milimetrov - bežne od tých 30 mm do 50 mm. Môže sa však u poloprofesionálnych prístrojov stať, že budeme mať uvedené len rozmery senzora.

Predovšetkým, rozmery sú spravidla v pomere 3:2. Napr. 8.8 mm x 6.6 mm. Akýkoľvek iný pomer je inou charakteristikou, ktorá nám hovorí len o tvare bodu (štvorček alebo obdĺžnik). Až takéto hodnoty nájdeme, môžme ich vložiť do kalkulačky. Ďalej, väčší rozmer zodpovedá dĺžke políčka štandartného kinofilmu (36 mm), menší jeho šírke (24 mm). Z vypočítaných ohniskových vzdialeností je väčšia tou pravou.

35 mm Camera Equivalent
Senzor width:
Senzor height:
 
Frame width:
mm
Frame height:
mm
HFL:
mm
VFL:
mm
Equivalent Focal Length:

Zásady, že prepočítaná širokouhlá ohnisková vzdialenosť prináleží ku rozmerom kinofilmu - v tomto prípade [ 28 mm, 36 mm x 24 mm ] a ohnisková vzdialenosť z obiektívu prináleží ku rozmerom senzora - napr. [ 6.8 mm, 5.7 mm x 3.8 mm ] - sa budeme držať i naďalej.

Keďže všade vystupuje pomer rozmerov je jedno, aký pár použijeme. Dôležité je, aby sme ich vzájomne nepomiešali! Napr. ohniskovú vzdialenosť 6.8 mm a rozmer rámčeka 24 mm.

Ďalšou zásadou bude, že Width je horizontálnym rozmerom. Bez ohľadu na to, ako aparát držíme. Pokiaľ ho máme otočený na výšku (pre portrétovanie), tak Frame Width bude 24 mm.


Nevyhnutný počet obrázkov

Časť aplikácií pre photo-stiching vyžaduje niekoľko percentné prekrývanie susedných obrázkov. Ináč ich nie sú schopné spojiť automaticky - vyhovárajú sa na to, že to nie sú schopné urobiť kvalitne. To je síce pravda, ale nasekať by ich mohli.

Aby sme im teda vyhoveli, musíme vedieť aký najmenší počet záberov musíme nacvakať, pokiaľ sa majú prekrývať minimálne tak, ako to vyžaduje aplikácia. V tomto nám pomôže táto kalkulačka.

V normálnej polohe aparátu bude šírka rámčeka 36 mm, v polohe na stojato 24 mm. Ohnisková vzdialenosť bude 35 mm ekvivalentom! Teda prepočítaná. Inou možnosťou je vložiť skutočnú ohniskovú dĺžku obiektívu a rozmery CCD senzora. Každopádne, keďže nie celá plocha senzora sa nám musí osvetliť (pohneme rukou apod.) hodnotu rozmeru rámčeka radšej znížime.

Počet obrázkov pre ľubovoľnú panorámu
Focal length
Ohnisková vzdialenosť:
mm
Frame width
Šírka rámčeka:
mm
Angular size:
Uhlový záber:
deg
Required overlap
Požadované prekrytie:
%
Photos necessary
Nevyhnutný počet obrázkov:
Angular separation
Rotácia (záber každých...)
deg
Actual overlap
Dosiahnuté prekrytie
%

Field of View

Najjednoduchší spôsob výpočtu uhlového zorného poľa - čiže Field of View - uvádza na svojich stránkach Apple. Je to približný vzorec na základe ohniskovej vzdialenosti a hodnoty skreslenia (nazývajú ju "utilization"). Ako obyčajne, i do tejto kalkulačky vstupujú širokouhlý ekvivalent a rozmery kinofilmu (t.j. 36 mm x 24 mm), alebo skutočná ohnisková vzdialenosť (napr. 7.1 mm) a adekvátne rozmery senzora.

Uhlové zorné pole
Frame dimension:
Rozmer rámčeka:
[ jednotka ] (napr. mm)
Frame utilization:
Skreslenie:
%
Focal length:
Ohnisková vzdialenosť:
[ jednotka ] (napr. mm)
Estimated Field of View:
Približný zorný uhol:
deg

Skutočné "Field of View" podľa "Exif Information"

Exif je špeciálnym blokom údajov, ktoré síce neopisujú priamo vykreslenie obrázka, ale zhromažďujú údaje o svetelných podmienkach, auto-focuse, rozlíšení, rozmeroch, dátume a množstve ďalších informácií aktuálnych v momente stlačenia spúšte. Tu si ukážeme, ako z týchto údajov nastaviť parametre pre priblblú aplikáciu.

Najskôr, čím ich zistiť. Niektoré verzie populárneho prehliadača ACDSee mali problémy so zobrazením týchto informácií, hoci časť z nich (napr. dátum) v pohode prečítajú a aj ich dokážu využiť. To sa týka i všetkých retušovacích programov. Pokiaľ Vám štandartne dodávaný prehliadač nedokáže zobraziť blok Exif, tak asi najlepšou alternetívou bude freewarová aplikácia ExifInfo (plným názvom "Digital Camera Extended File Information Viewer") dostupnej na www.oneilsoftware.com.

Až ste programátormi, určite oceníte knižnicu dExif, ktorá je súčasťou Image Metadata Manipulation Library. Verzie pre Pascal i C++ vyvýja Gerry McGuire a je voľne k dispozícii.

Každopádne nejakým spôsobom sa dopracujeme k údajom, ktoré sú na obrázku vedľa. Pochádzajú z prehliadača IrfanView - osobne ho preferujem, pretože zďaleka už nie je len prehliadačom, ale poskytuje kompletný retuš a management. Zvýraznené hodnoty budeme používať.

Maličká poznámka ku resolution unit: namiesto opisu (tu je to "inch") môže byť uvedený len kód. V tom prípade 2 znamená inch, 3 označuje centimetre, 4 patrí mm a napokon 5 ku mikrometrom (mili-mili-meter, alebo mmm).

Celý problém sa v podstate limituje do určenia hustoty bodov v mieste zaostrenia. Na čo, budeme potrebovať celkový počet bodov na tomto polomere. A to práve prepočítava predstavená kalkulačka.

 

Skutočné zorné pole podľa bloku Exif
Focal length:
mm
Subject distance:
[ - ] (nastavená nižšie)
Subject distance unit:
 

XResolution:

[ - ] (nastavená nižšie)
YResolution:
[ - ] (nastavená nižšie)
Resolution unit:
 
Image width:
pxls
Image height:
pxls
 
Focal length's plane XRes:
pxls
Focal length's plane XSize:
pxls
Focal length's plane XPixel Density:
pxls / deg
Horizontal Field of View:
deg
Focal length's plane YRes:
pxls
Focal length's plane YSize:
pxls
Focal length's plane YPixel Density:
pxls /deg
Vertical Field of View:
deg

Všimnite si, že takto vypočítaný uhol je o desatinu užší než vychádza zo vzorca Apple.

Niektoré aparáty zapisujú položky FocalPlaneXResolution a FocalPlaneYResolution namiesto SubjectDistance. Takto to bolo pôvodne plánované avšak neskôr sa ISO priklonila k zapísaniu vzdialenosti obiektu zaostrenia. V podstate sa nejedná o žiadnu tragédiu, nakoľko rozlíšenie v rovine zaostrenia (t.j. plášti valca v ktorého osi stojíme) je obvodom kružnice a SubjectDistance (vzdialenosť subiektu) je jej polomerom. Pre tých, ktorý sú lenivý spomínať na učivo 5. ročníka základnej školy, je určená nasledujúca kalkulačka:

Konverzia FocalPlaneXResolution na vzdialenosť k obiektu
Focal length:
mm
XResolution:
[ - ] (nastavená nižšie)
XResolution unit:
 
Focal Plane XResolution:
pxls
Subject Distance:
m

Panoramatické fotografie, alebo len ich obyčajné naskladanie sú zaujímavým spestrením stránok. Ale pri ich tvorbe treba zopár vecí dodržať. Dúfam, že Vám tieto kalkulačky v nastavovaní parametrov pomôžu.

Aplikácie

Pokiaľ viem, tak jediným freewarovým balíkom pre tvorbu panoramatických fotografií i 3D obiektov je PanoWorx. Nie som si istý, do akej miery je tento produkt podporovaný, nakoľko najnovšia verzia pochádza z roku 1999. Ďalším produktom, ktorý deklaruje možnosti tvorby panorám je Stereo Photo Maker. Hoci sa jedná o vynikajúci program pre anaglyfy (priestorové obrázky ku ktorým potrebujete modro-červené okuliare), na tvorbu panorám sa nehodí.

Pre našinca najlacnejším riešením je Ulead Cool360. Tento plug-in je súčasťou temer všetkých ich produktov. Katalogizačný systém Ulead PhotoImpact ver. 8.5 stojí cca 1000,- Sk a nie sú to peniaze, ktoré by ste vyhodili. Firma FlamingPear produkuje Adobe Photoshop kompatibilný plug-in Flexify. Je možné dosiahnuť v ňom pekné výsledky, aj keď so skladaním je na tom poslabšie. Samotný Adobe oznámil, že Adobe Photoshop CS - súčasť balíka Adobe Creative Suite (to je to CS) - bude mať plnú podporu panorám a virtuálnej reality.

No a napokon profesionálna aplikácia Apple QuickTimeVR.


Ukážky

Klasická panoráma s 270 stupňovým záberom z trinástich fotografií ...

... a podobná ukážka, žiaľ s nevhodne umiestnenou pyramídou.

Taktiež jedenásť fotografií a 270 stupňov avšak s opačnou vypuklosťou a prestavenou vzdialenosťou zaostrenia.

Plná 360 stupňová panoráma z perspektívy nekonečna ...

... a jej prístupnejšia forma (Lambertova kartografická projekcia).


Marián Stach, 2004 - 04 -23.