Как создать сферическую 3d эквидистантную панораму. Часть 2. Немного теории и съемка панорамы на цифровой фотоаппарат

     Нас часто спрашивают, как мы делаем панорамы проекта "Виртуальный Кореновск". Несмотря на большое количество имеющегося материала в сети интернет, новичку обычно сложно собрать паззл разрозненной информации в одну целостную картину. Поэтому мы решили на проекте написать несколько статей, которые помогут любому новичку спокойно собрать свою первую в жизни сферическую панораму. В этих статьях мы будем изъясняться как можно более доступным языком и без излишней терминологии. Терминология нужна сугубо высоким профессионалам, перед нами же стоит задача, чтобы любой середнячок с фотоаппаратом мог снять панораму. Поэтому ни излишней терминологии, ни сильного "вдавания в дебри" допускать не будем.

Как создать сферическую панораму

Часть 2. Немного теории и съемка панорамы на цифровой фотоаппарат

Напоминаю, что учимся мы снимать вот такую панораму (пример одной из панорам проекта "Виртуальный Кореновск")

 

 

     Это вторая статья на эту тему, и в ней мы с вами научимся снимать сферическую панораму. Итак, что нам нужно: в идеале- штатив с панорамной головкой, зеркальный полнокадровый фотоаппарат с супер-широкоугольным объективом или fisheye ( "рыбьим глазом"). Если этого у вас нет- не беда. Сферическую панораму можно снять и простой цифромыльницей без штатива с рук. В чём разница? А разница в том, что при сшивке панорамы с рук и с мыльницы вам вряд ли удасться добиться хорошей целостности  панорамы, отличной перспективы и минимума искажений. Панорама-то получится, но придётся немало поработать ручками в графических редакторах и смириться с неизбежными искажениями. Кроме того, не все программы для сшивки справятся со сшивкой панорамы с рук. Кроме PTGui с такими справятся только Kolor Autopano и PanoramaStudio Pro. 

 

      Немного теории: Сферическая панорама (из википедии) – один из видов панорамной фотографии. Предназначена в первую очередь для показа на компьютере (при помощи специального программного обеспечения).

       В основе сферической панорамы лежит собранное из множества отдельных кадров изображение в сферической или кубической проекции. Характерной чертой сферических панорам является максимально возможный угол охвата (360х180 градусов), позволяющий полностью отобразить окружающее пространство.

       Если изображение сферической или кубической проекции поместить на сферу или куб соответственно, то получим 3d-панораму.

 

         Рассматривается 3d-панорама изнутри сферы или куба. Вращая эту 3d-фигуру, получаем возможность изменения точки наблюдения, а меняя фокусное расстояние – управление масштабом.

       

       Исходя из этого- нам необходимо сделать несколько снимков вокруг себя так, чтобы потом программа-сшивальщик правильно эти кадры между собой сшила и в итоге у нас получилась 3D - панорама. 

        Тут практически все столкнутся с такой проблемой: вроде всё отснято правильно, а программа- сшивальщик не может сшить разрозненные кадры в единую панораму или сшивает их некорректно. Почему? Именно для исключения таких моментов существуют панорамные головки (ПГ), штативы, и понятия "нодальная точка" и "параллакс". 

       Если говорить языком определений, нодальная точка- это точка, находящаяся на оптической оси объектива, в которой пересекаются лучи света проходящие через объектив. Расположение нодальной точки индивидуально для фотоаппаратов разных фирм и объективов.  

 

 

        Параллакс- это изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положения наблюдателя. Как видите на рисунке ниже, при смещении фотоаппарата НЕ вокруг нодальной точки отображение на матрице фотоаппарата разноудалённых объектов на кадрах меняются. Это и вводит в заблуждение программы-сшивальщики и не даёт им правильно сшить панораму.

 

 

 

          Так как у нас статьи для новичков и не желающих сыпать терминологией, то запомните- в идеале при съёмке сферических панорам нужно вращать фотоаппарат вокруг нодальной точки, тогда параллакса наблюдаться не будет, и программа-сшивальщик очень точно сошьёт панораму и искажения будут минимальны (если вообще будут). При вращении камеры ВОКРУГ нодальной точки, как видите на рисунке ниже- отображение на матрице фотоаппарата разноудалённых объектов на кадрах уже НЕ меняются.

 

 

     

     Для того, чтобы свести эффект параллакса к минимуму и вращать камеру при съёмке вокруг нодальной точки, нужен штатив и панорамная головка. Штатив может быть любым, а вот панорамная головка сконструирована так, чтобы фотоаппарат при съёмке панорамы вращался вокруг нодальной точки. Панорамная головка выглядит так:

 

 

без фотоаппарата:

 

 

 

с фотоаппаратом:

 

 

          Конструкция всех нормальных панорамных головок даёт возможность сдвигом горизонтальной и вертикальной планки подобрать нодальную точку индивидуально для каждого фотоаппарата. На рисунке ниже под цифрой 1 показано правильное расположение фотоаппарата, уже с найденной нодальной точкой объектива, а справа, под цифрой 2- неправильное и влекущее за собой параллакс и проблемы при сшивке панорам:

 

 

 

Обратите внимание, что при покупке штатива в магазине вам могут предложить штатив с уже панорамной головкой, вот такого вида:

          Вам следует знать, что действительно такая головка является панорамной, но обеспечивает съёмку лишь плоских или круговых панорам и абсолютно не подходит на съёмки сферических панорам, т.к. не обеспечивает вращение фотоаппарата вокруг нодальной точки. Поэтому берите обычный штатив с обычной головкой, в которую устанавливается затем специальная панорамная головка для съёмки сферических панорам. Пожелания при выборе штатива следующие: штатив должен быть тяжёлым и устойчивым. Дополнительным бонусом будет возможность съёма головки штатива до оголения центрального винта, т.к. некоторые панорамные головки имеют возможность крепления напрямую на винт штатива (обычно он имеет размеры 3/8 дюйма), что обеспечит дополнительную устойчивость панорамной головки с фотоаппаратом и уменьшение общего люфта конструкции.

         

           Настройка панорамной головки и поиск нодальной точки хорошо показан в видео ниже, поэтому текстом разворачивать не будем, в видео всё наглядно описано и показано:

 

          Так, со штативом и панорамной головкой разобрались. Теперь немного о фотоаппаратах и объективах. Если у вас есть деньги, то лучше пользоваться полнокадровым фотоаппаратом из-за бОльшего захвата площади снимаемого кадра. Если денег на полнокадрового монстра у вас нет- вполне подойдёт любая зеркалка с кроп-фактором матрицы 1,5 либо обычная "цифромыльница". По объективам: большинство панорамных фотографов рекомендует снимать на объектив fisheye ("рыбий глаз") из-за того, что он охватывает бОльшую площадь кадра и требуется меньше кадров для съёмки полной панорамы ("рыбьим глазом" можно снять полную панораму всего за 4 кадра). Однако здесь есть свои минусы- чем больше площадь захвата кадра, тем бОльшая вероятность словить на линзу "зайца" (солнечного зайчика), который убьёт часть кадра и даст пересвет по многим остальным участкам. Опять же, разрешение конечной панорамы будет меньше, чем панорама, сшитая из бОльшего количества кадров. А большее разрешение панорамы лучше тем, что панораму потом можно будет приближать-удалять для просмотра отдельных её частей. Плюс к этому фишаи дают сильные искажения, в основном по краям, которые не совсем точно потом устраняются программами-сшивальщиками. Поэтому нам кажется лучшим вариантом либо широкоугольный, либо супер-широкоугольный объектив, который даст вам и бОльший захват кадра по сравнению с обычными объективами, и, с другой стороны- поможет вам избежать "зайцев" и уменьшения детализации конечной панорамы.

          Теперь по особенностям непосредственно самой съёмки панорам на фотоаппарат. Следует учесть три очень важных момента: 1) Фотосъёмка ВСЕХ кадров должна производиться при одном балансе белого, поэтому автоматический режим не подойдёт, выставьте в настройках фотоаппарата более подходящий для данного момента баланс белого 2)  Фотосъёмка ВСЕХ кадров должна производиться при диафрагме от 9 до 13 (обычно 10-11 ) 3)  Фотосъёмка ВСЕХ кадров должна производиться при общих настройках резкости. Поэтому, сфокусировавшись на  одном объекте, больше не перенаводите резкость, и просто "дожимайте" кнопку спуска при каждом новом кадре. Если у вас есть возможность отключения автонаведения резкости на самом объективе- после фокусировки на первом кадре отщёлкните кнопку объектива в положение "Ручная фокусировка", это не даст фотоаппарату изменить настройки резкости на следующих кадрах. Невыполнение одного из этих моментов повлечёт за собой практически неминуемые проблемы при последующей сшивке панорамы. Это очень важные три момента, которые обычно упускаются в статьях в интернете по съёмке панорам, а новички потом недоумевают- почему все наказы выполнили, а сшить панораму не могут...

 

         Ещё один спорный момент: в каком формате снимать. Профессионалы рекомендуют снимать в RAW формате. И вот почему (смотрим видео):

 

         Как видите- RAW формат кадра позволяет потом "выбрать" пересвет или недосвет кадра без общего ущерба для картинки до 2 единиц в любую сторону камеры RAW. Однако, при сшивке полученный из RAW jpg файлов у вас могут возникнуть проблемы из-за изменённой пиксельной структуры, общей освещённости кадра и т.д. Вы, конечно, можете сшивать сразу RAW файлы, однако, для новичков результат будет не слишком впечатляющим, кроме того, работа сшивальщика заметно усложнится и замедлится. Поэтому мы рекомендуем новичкам снимать сразу в jpg, если снимаемая сцена не представляет особой сложности (к примеру, на улице). Если же имеются сложности, к примеру, при съёмке в помещениях, когда свет из окна либо пересвечивает окно, либо недосвечивает стены- делайте несколько снимков одного и того же кадра с корректировкой освещённости в одну и другую стороны. Потом любым сшивальщиком из этих нескольких кадров вы свободно соберёте один, где будет и вид из окна, и нормальныя освещённость внутри помещения.

 

          Теперь перейдём, собственно, к самой съёмке панорам. Вам нужно будет сделать несколько рядов фотографий (зависит от фотоаппарата и объектива) с перекрытием каждого кадра на 20-25%.

          Примерно прикидывайте, что для обычного фотоаппарата число кадров будет составлять от 2 до 4 кадров на 90 градусов поворота и от 8 до 16 кадров на 180 градусов, т.е. на полный один ряд. Сколько рядов фото делать- опять же зависит от вашего фотоаппарата и объектива, обычно от 3 до 6 рядов. Плюс- после съёмки рядов снимается один кадр вида над головой и под ногами (зенит-надир). Вопрос- какой ряд сначала снимать? Мы рекомендуем делать сначала средний ряд, т.к. в основном именно в нём происходят различные изменения (двигаются люди, автомобили), а уже после- верхние и нижние ряды. Если вы снимаете со штатива и панорамной головки- особых замечаний нет (кроме описанных выше по резкости, баласу белого и диафрагме), при съёмке же панорамы с рук-  старайтесь вращаться вокруг вертикальной оси тела и меньше меняйте положения рук. Лучше прижмите локти к туловищу, выставьте фотоаппарат перед собой и вращайтесь по часовой или против часовой стрелки, стараясь не изменять наклон туловища и положения рук с фотоаппаратом. Фотоаппарат при съёмке с рук лучше далеко от туловища не выставлять. При повороте определите начальный ориентир, и поворачивайтесь ровно настолько, насколько захватывает один кадр ваш фотоаппарат и объектив- от 15 до 30 градусов (для широкоугольников и фишаев эти данные, соответственно, меняются в большую сторону).

          Собственно, сам процесс фотографирования панорамы мы покажем вам в различных видео ниже. Там всё показано и объяснено наглядно и доступно.

 

 

 

 

 

В следующей статье мы вам расскажем, как правильно сшить и отредактировать свою панораму, а также как её разместить в сети интернет.

Комментарии и свои вопросы можете писать под статьёй ниже. На вопросы по существу мы всегда ответим.

  

 

Как всегда хорошего настроения,

Trang