Panoramatická fotografie
17.10.2007, Roman Pihan, článek
Panomara (neboli spojení více fotografii dohromady) nabízí řada fotoaparátů jako standardní službu. Řada z nich umožňuje i spojit fotografie přímo na kartě. A tak to vypadá, že panoramatická fotografie je snadná. Při pokusu o skutečné „profi“ panorama je však situace poněkud složitější.
Panoramatickou fotografii použijete všude tam, kde se záběr nevejde do jednoho snímku a to ani při použití nejširšího ohniska, které máte k dispozici. Nezbude vám potom nic jiného, než pořídit více snímků nejširším objektivem a ze snímků poskládat celek. Tato technika se dá použít i v situaci, kdy předpokládáte velkoformátový tisk a nestačí vám rozlišení fotoaparátu. Poskládáním více snímků se totiž dá „zvýšit“ počet MPix vašeho fotoaparátu.
Tento obrázek byl složen ze dvou snímků, každý pořízený objektivem 24 mm. Napojeny jsou přibližně ve středu. Všimněte si, že moře je 2x mírně prohnuté, což je důsledek soudkovitého zkreslení objektivu a spojení ze 2 snímků. Pro perfektní panorama by bylo třeba tuto vadu objektivu nejlépe ještě před napojením korigovat.
Na první pohled by se mohlo zdát, že nasnímat panorama není žádný problém. Stačí se patřičně točit kolem své osy a pořizovat snímky s mírným překryvem, o zbytek se potom postará software. Je a není to pravda. Moderní softwary si s lecčím poradí, ale obvykle za cenu nepříjemných deformacích, chybějících kusů obrazu, značného ořezu atp. Pojďme se tedy podívat na panomara za použití ručních nástrojů, které pomohou pochopit pravidla pro panorama a tím odpoví na otázku, jak snímky optimálně pořídit a jak následně pospojování snímků řídit. Spojení snímků se často také označuje jako „stitch“ z anglického stitch – sešít.
Díváte-li se všude kolem sebe (např. se otáčíte 360° okolo a to nahoru i dolu), můžete svět vnímat tak, že se vám projektuje na vnitřek koule. Pokud však cokoliv vyfotografujete, vždy si to prohlížíte v plochém stavu – monitor i papírová fotografie je plochá a koneckonců i digitální senzor a film je plochý. Musí tedy nastat projekce obrazu z typu „koule“ na typ „plocha“. Stejný problém řeší i mapy a to jak kulatou Zemi nakreslit na plochu.
Při úzkém úhlu záběru není deformace nijak výrazná a mřížka zůstává téměř pravoúhlá (vlevo). Při širokém úhlu záběru se ale mřížka silně deformuje (vpravo).
Pokud nevlastníte speciální objektivy ale pracujete s těmi „normálními“, máte tzv. rectilineární (přímočarou) projekci. Její základní výhodou je, že rovné čáry na kouli projektuje na rovné čáry na ploše, tj. na vaší fotografii. To je vnímání, které většina uživatelů přirozeně očekává, protože okem vnímané rovné čáry se opět zobrazí jako rovné.
Rectilineární (přímočará) projekce zachovává zobrazení přímek a je tedy pro diváka nejpřirozenější. Natahuje ale okraje obrazu.
Aby objektiv rectilineární projekci zařídil, musí okraje obrazu natáhnout. U dlouhých ohnisek majících malý úhel záběru to není velký problém, u širokoúhlých ohnisek je ale deformace obrazu již velmi výrazná. To je také důvod, proč rectilineární objektivy se nedělají nad úhel záběru cca 120°, což odpovídá ohnisku asi 12 mm pro film. Zkreslení obrazu by totiž bylo již velmi výrazné. Natažení obrazu v rozích také způsobuje „zřídnutí“ světla v rozích a tím širokoúhlé objektivy trpí viditelnou vinětací obrazu – nepříjemným ztmavením rohů. Jiný druh projekce nabízejí např. objektivy typu rybí oko.
Původní 3 fotografie pořízené 28 mm objektivem a s mírným překryvem.
Ukázka výsledku spojení při rectilineární projekci. Všimněte si extrémního zkreslení v krajích spojeného se ztrátou rozlišení a kresby.
A stejný obrázek po ořezu. Přímky jsou stále přímkami a tak vzhled je vcelku přirozený. Je to ale vykoupeno výrazným roztažením (změnou velikosti) předmětů blízko hran. Rectilineární projekce je tedy vhodná do panoramat s úhlem záběru do cca 120°.
Ukázka spojení fotografií při cylindrické projekci, která taktéž zachovává přímky a má výhodu v menší nutnosti ořezu a v lepším zachování relativních velikostí předmětů. Hodí se pro úhly záběru panoramat od cca 120° až do 360° a používá se jako standardní u profesionálních panoramatických fotoaparátů. Nehodí se však pro vertikální panoramata.
Všechny ukázky byly vygenerovány programem Adobe Photoshop, který ve svém pluginu pro spojování fotografií (Soubor/Automaticky/Sloučení fotografií…) uvedené projekce nabízí.
Pokud tedy chcete normálním objektivem pořídit snímky pro budoucí panorama, je třeba dodržet některé zásady, aby se snímky daly co nejsnáze spojit dohromady. Některé vycházejí z potřeby zajistit snímky stejné expozičně, jiné vycházejí právě z potřeby minimalizovat deformace obrazu:
1. Nastavte nejširší možné ohnisko (zoom) a při expozici ho již neměňte.
2. Expoziční hodnoty nastavte v manuálním režimu „M“. Ponecháte-li expozici u jednotlivých snímků na automatice, tak ta často při posunu záběru mírně změní hodnoty a obrázky potom nebudou expozičně stejné. Exponujte podle nejsvětlejšího obrázku ze série.
3. Nastavte ruční vyvážení bílé. Automatické vyvážení bílé (AWB) opět může snímek od snímku barevně „courat".
4. Zaostřete a vypněte automatické ostření. Opět hrozí, že ostření bude záběr od záběru jiné a tím se změní podání snímku.
5. Můžete-li, tak použijte objektiv s minimálním soudkovitým či poduškovitým zkreslením a s co nejmenší vinětací.
6. Vyvarujte se použití polarizačního filtru. Jeho účinek je při otáčení fotoaparátu nerovnoměrný a tak vám nebudou obrázky sedět zejména v odstínu a jasu nebe, vody atp.
7. Vhodný překryv snímků je cca 20 %. Najdete-li si výrazné body ve scéně, tak ty vám pomohou správně otáčet fotoaparátem a najít překryv.
8. Fotoaparát se musí otáčet po přísně vodorovné rovině, jinak panorama vytvoří "rohlík". K vytvoření vodorovné roviny je třeba použít stativ jehož středová tyč je přísně kolmá. To zajistíte různým povytahováním jeho nohou. Hlava stativu musí být také pečlivě vyrovnána do vodorovné polohy. Správné nastavení ověříte tak, že pokud pootočíte hlavou stativu, nesmí se od vodorovné roviny nijak odchýlit.
9. Posledním úkolem na cestě ke kvalitním podkladům pro panoramatickou fotografii je zajistit, aby se fotoaparát otáčel kolem uzlového bodu objektivu (tzv. nodal point či principal point). Zjednodušeně řečeno nodal point je místo, kde se kříží světelné paprsky a kde je umístěna clona. Pokud zajistíte otáčení kolem nodal pointu objektivu, obrázky budou dobře navazovat a nebude docházet ke zdvojování kresby.
Výsledek spojení ze 4 fotografií, každá pořízená objektivem 28 mm. Celkový úhel záběru je tedy přes 180° a to již i se započítáním překryvů. Ne zcela odstraněná vinětace dává tušit, kde došlo ke spojení.
Pro kvalitní panorama je třeba zajistit kolmost středové tyče stativu a vodorovnost roviny otáčení fotoaparátu v obou směrech. Pro splnění tohoto úkolu je nezbytná např. malá fotografická vodováha určená do sáněk blesku.
Tento obrázek byl složen ze dvou snímků, každý pořízený objektivem 24 mm. Napojeny jsou přibližně ve středu. Všimněte si, že moře je 2x mírně prohnuté, což je důsledek soudkovitého zkreslení objektivu a spojení ze 2 snímků. Pro perfektní panorama by bylo třeba tuto vadu objektivu nejlépe ještě před napojením korigovat.
Na první pohled by se mohlo zdát, že nasnímat panorama není žádný problém. Stačí se patřičně točit kolem své osy a pořizovat snímky s mírným překryvem, o zbytek se potom postará software. Je a není to pravda. Moderní softwary si s lecčím poradí, ale obvykle za cenu nepříjemných deformacích, chybějících kusů obrazu, značného ořezu atp. Pojďme se tedy podívat na panomara za použití ručních nástrojů, které pomohou pochopit pravidla pro panorama a tím odpoví na otázku, jak snímky optimálně pořídit a jak následně pospojování snímků řídit. Spojení snímků se často také označuje jako „stitch“ z anglického stitch – sešít.
Projekce obrazu
Díváte-li se všude kolem sebe (např. se otáčíte 360° okolo a to nahoru i dolu), můžete svět vnímat tak, že se vám projektuje na vnitřek koule. Pokud však cokoliv vyfotografujete, vždy si to prohlížíte v plochém stavu – monitor i papírová fotografie je plochá a koneckonců i digitální senzor a film je plochý. Musí tedy nastat projekce obrazu z typu „koule“ na typ „plocha“. Stejný problém řeší i mapy a to jak kulatou Zemi nakreslit na plochu.
Při úzkém úhlu záběru není deformace nijak výrazná a mřížka zůstává téměř pravoúhlá (vlevo). Při širokém úhlu záběru se ale mřížka silně deformuje (vpravo).
Rectilineární projekce
Pokud nevlastníte speciální objektivy ale pracujete s těmi „normálními“, máte tzv. rectilineární (přímočarou) projekci. Její základní výhodou je, že rovné čáry na kouli projektuje na rovné čáry na ploše, tj. na vaší fotografii. To je vnímání, které většina uživatelů přirozeně očekává, protože okem vnímané rovné čáry se opět zobrazí jako rovné.
Rectilineární (přímočará) projekce zachovává zobrazení přímek a je tedy pro diváka nejpřirozenější. Natahuje ale okraje obrazu.
Deformace obrazu pro široký úhel záběru
Aby objektiv rectilineární projekci zařídil, musí okraje obrazu natáhnout. U dlouhých ohnisek majících malý úhel záběru to není velký problém, u širokoúhlých ohnisek je ale deformace obrazu již velmi výrazná. To je také důvod, proč rectilineární objektivy se nedělají nad úhel záběru cca 120°, což odpovídá ohnisku asi 12 mm pro film. Zkreslení obrazu by totiž bylo již velmi výrazné. Natažení obrazu v rozích také způsobuje „zřídnutí“ světla v rozích a tím širokoúhlé objektivy trpí viditelnou vinětací obrazu – nepříjemným ztmavením rohů. Jiný druh projekce nabízejí např. objektivy typu rybí oko.
Původní 3 fotografie pořízené 28 mm objektivem a s mírným překryvem.
Ukázka výsledku spojení při rectilineární projekci. Všimněte si extrémního zkreslení v krajích spojeného se ztrátou rozlišení a kresby.
A stejný obrázek po ořezu. Přímky jsou stále přímkami a tak vzhled je vcelku přirozený. Je to ale vykoupeno výrazným roztažením (změnou velikosti) předmětů blízko hran. Rectilineární projekce je tedy vhodná do panoramat s úhlem záběru do cca 120°.
Ukázka spojení fotografií při cylindrické projekci, která taktéž zachovává přímky a má výhodu v menší nutnosti ořezu a v lepším zachování relativních velikostí předmětů. Hodí se pro úhly záběru panoramat od cca 120° až do 360° a používá se jako standardní u profesionálních panoramatických fotoaparátů. Nehodí se však pro vertikální panoramata.
Všechny ukázky byly vygenerovány programem Adobe Photoshop, který ve svém pluginu pro spojování fotografií (Soubor/Automaticky/Sloučení fotografií…) uvedené projekce nabízí.
Pravidla pro panorama
Pokud tedy chcete normálním objektivem pořídit snímky pro budoucí panorama, je třeba dodržet některé zásady, aby se snímky daly co nejsnáze spojit dohromady. Některé vycházejí z potřeby zajistit snímky stejné expozičně, jiné vycházejí právě z potřeby minimalizovat deformace obrazu:
1. Nastavte nejširší možné ohnisko (zoom) a při expozici ho již neměňte.
2. Expoziční hodnoty nastavte v manuálním režimu „M“. Ponecháte-li expozici u jednotlivých snímků na automatice, tak ta často při posunu záběru mírně změní hodnoty a obrázky potom nebudou expozičně stejné. Exponujte podle nejsvětlejšího obrázku ze série.
3. Nastavte ruční vyvážení bílé. Automatické vyvážení bílé (AWB) opět může snímek od snímku barevně „courat".
4. Zaostřete a vypněte automatické ostření. Opět hrozí, že ostření bude záběr od záběru jiné a tím se změní podání snímku.
5. Můžete-li, tak použijte objektiv s minimálním soudkovitým či poduškovitým zkreslením a s co nejmenší vinětací.
6. Vyvarujte se použití polarizačního filtru. Jeho účinek je při otáčení fotoaparátu nerovnoměrný a tak vám nebudou obrázky sedět zejména v odstínu a jasu nebe, vody atp.
7. Vhodný překryv snímků je cca 20 %. Najdete-li si výrazné body ve scéně, tak ty vám pomohou správně otáčet fotoaparátem a najít překryv.
8. Fotoaparát se musí otáčet po přísně vodorovné rovině, jinak panorama vytvoří "rohlík". K vytvoření vodorovné roviny je třeba použít stativ jehož středová tyč je přísně kolmá. To zajistíte různým povytahováním jeho nohou. Hlava stativu musí být také pečlivě vyrovnána do vodorovné polohy. Správné nastavení ověříte tak, že pokud pootočíte hlavou stativu, nesmí se od vodorovné roviny nijak odchýlit.
9. Posledním úkolem na cestě ke kvalitním podkladům pro panoramatickou fotografii je zajistit, aby se fotoaparát otáčel kolem uzlového bodu objektivu (tzv. nodal point či principal point). Zjednodušeně řečeno nodal point je místo, kde se kříží světelné paprsky a kde je umístěna clona. Pokud zajistíte otáčení kolem nodal pointu objektivu, obrázky budou dobře navazovat a nebude docházet ke zdvojování kresby.
Výsledek spojení ze 4 fotografií, každá pořízená objektivem 28 mm. Celkový úhel záběru je tedy přes 180° a to již i se započítáním překryvů. Ne zcela odstraněná vinětace dává tušit, kde došlo ke spojení.
Pro kvalitní panorama je třeba zajistit kolmost středové tyče stativu a vodorovnost roviny otáčení fotoaparátu v obou směrech. Pro splnění tohoto úkolu je nezbytná např. malá fotografická vodováha určená do sáněk blesku.
