Юный техник, 2014 № 02

УРОКИ МАСТЕРСТВА Фотосъемка панорам

Человеческий глаз имеет довольно широкий угол обзора — приблизительно 135° по вертикали и 200° по горизонтали, а типичная фотокамера — только 35° по вертикали и около 50° по горизонтали. Поэтому под термином «панорамная фотография» подразумевают снимки, либо сделанные с большим углом обзора (больше 180°), либо полученные путем «сшивки» отдельных кадров в единое целое. Правда, в последнее время многие смартфоны имеют функцию панорамной съемки. Но по качеству снимки смартфонов, конечно же, хуже, чем у современных фотокамер. Так что, если нужно высокое качество, приходится браться за фотоаппарат.

Выбрав точку съемки, фотоаппарат ставят на штатив с панорамной головкой — приспособлением, позволяющим поворачивать его в горизонтальной плоскости. Иногда делают и вертикальные панорамы. Тогда фотоаппарат после каждого кадра поворачивают на определенный угол в вертикальной плоскости. Сделав первый кадр, аппарат поворачивают с таким расчетом, например, вправо, чтобы правый край предыдущего кадра немного перекрывался левым краем последующего. Так будет потом легче состыковать и склеить отдельные снимки в единую ленту.

Пример горизонтальной панорамы.

Наилучшим освещением при съемке панорамы следует считать рассеянный свет, так как прямой солнечный свет освещает различные объекты в пределах одной и той же панорамы под разными углами по отношению к наблюдателю. Все кадры панорамы снимают с одинаковой экспозицией.

При панорамной съемке особое внимание следует уделять выбору точки съемки, так как прямые линии, расположенные перпендикулярно оптической оси объектива, на стыках снимков получаются изломанными. В панорамах архитектурных сооружений для уменьшения искажений перекрытие соседних кадров следует увеличить до 30–40 %. Необходимо следить и за тем, чтобы близко к границам кадра не было движущихся предметов или теней от них, так как при съемке панорамы они могут попасть в разные снимки и сделать невозможной их стыковку.

Съемку с небольшого удаления протяженных прямолинейных объектов, не умещающихся на одном снимке (архитектурные сооружения, выставочные залы, участки берега реки, стены карьеров), производят также с перекрытием на нескольких снимках. Однако в этом случае вместо поворота фотоаппарата вокруг одной точки осуществляют последовательную съемку с различных точек стояния, расположенных по линии, параллельной основной плоскости снимаемого объекта. При этом необходимо тщательно следить за правильным расположением оптической оси фотоаппарата как по отношению к плоскости объекта, так и по высоте.

Так, вкратце, обстоит дело в том случае, если съемка ведется на пленку. Однако эра пленочной аппаратуры, по существу, сошла на нет, осталась в прошлом. Ныне у большинства фотолюбителей и профессионалов в ходу цифровые, электронные фотоаппараты.

Чтобы отдельные снимки будущей панорамы можно было плавно сшить, они должны быть сняты, как уже говорилось, с перекрытием, а не встык. Для этого в современных цифровых камерах обычно имеется специальный режим панорамной съемки. В этом режиме в видоискателе или на ЖК-мониторе, как правило, показывается край предыдущего кадра, чтобы было проще выбрать угол поворота камеры. В одних фотоаппаратах эта область делается полупрозрачной для удобства совмещения кадров, а в других минимально допустимую зону перекрытия показывают цветные прямоугольники, появляющиеся в кадре.

Для обеспечения плавного тонального перехода в серии фотографий в режиме панорамной съемки предусматривается фиксация выдержки и диафрагмы (если такого режима в вашей камере нет, то необходимо снимать в ручном или полуавтоматическом режиме). При этом обязателен также ручной режим установки баланса белого, а также наличие ручной фокусировки. Более того, чтобы панорама была пригодна для печати в большом формате, необходимо соблюсти несколько простых правил.

Во-первых, во время съемки кадров для будущей панорамы опять-таки настоятельно рекомендуется использовать штатив с применением специальной панорамной головки, которая имеет градусную разметку по горизонтали и по вертикали. При этом во избежание проблем со склейкой панорамы необходимо выставлять штатив по уровню и периодически контролировать и корректировать положение камеры во время съемки.

Во-вторых, очень часто при нажатии кнопки спуска можно случайно сдвинуть камеру, поэтому рекомендуется использовать для этой цели тросик или пульт дистанционного управления.

В-третьих, для обеспечения наилучших результатов при съемке панорамы ось поворотной головки штатива должна проходить через так называемый оптический центр, или нодальную точку. Если оптический центр камеры останется неподвижным, то не возникнет параллакс (от греч. раrallaxis — отклонение), который может привести к раздвоению изображения на снимке или к разрывам в контурах объектов. Такие недостатки плохо убираются даже самой «умной» программой для изготовления панорам. Поэтому при съемке надо использовать специальный переходник, устанавливаемый на штатив (см. фото).

Специальный переходник для штатива, который помогает выставить ось вращения по нодальной точке и избежать параллакса при съемке панорам.

Что касается требований к объективам, то правило здесь такое. Чем более короткофокусный объектив вы возьмете, тем меньше хлопот будете иметь. Круговой объектив «рыбий глаз» имеет поле зрения, равное или даже превышающее 180°, и теоретически позволяет получать круговую или даже сферическую панораму всего из двух изображений. Правда, при этом неизбежны оптические искажения, присущие самому объективу, но это иногда делает снимки даже интереснее.

Если фотоаппарат снабжен трансфокатором (Zoom), то снимать лучше опять-таки на максимально коротком фокусе и иметь в виду, что изменять фокусное расстояние в процессе съемки одной панорамы нельзя.

В процессе сшивания фотоснимков с искажениями в простейших программах типа Ulead cool 360 может произойти нестыковка отдельных кадров. Исправить положение поможет предварительная геометрическая коррекция снимков вручную средствами графического редактора (например, с помощью стандартного фильтра Spherize в Adobe Photoshop).

Более сложной проблемой являются тональные неоднородности объектов в кадре. Например, в солнечную погоду, особенно при невысоком положении солнца, в кадр могут попасть как хорошо освещенные предметы,

так и объекты, находящиеся в глубокой тени. Подобная проблема возникает и при съемке в помещении, где через окна проникает дневной свет. Для решения этой проблемы применяется съемка в широком динамическом диапазоне (High Dynamic Range, HDR). Суть ее заключается в многократной съемке одного и того же кадра с различной экспозицией, чтобы при последующей компьютерной обработке можно было выравнивать тональность.

Еще одну проблему создают движущиеся объекты, которые могут выходить из одного кадра, входить в другой или вообще внезапно появляться или исчезать при съемке. Такие объекты обычно приходится удалять вручную.

Программы для различных видов трансформации изображения сегодня весьма распространены. Здесь подойдет любой более или менее продвинутый графический редактор с поддержкой слоев и градиентной прозрачности (Corel Photo Paint, Adobe Photoshop и др.).

Порядок действий во всех редакторах будет примерно одинаковым. Смысл операций заключается в том, чтобы, используя слои и градиентную прозрачность, к первому кадру внахлест прикрепить второй, ко второму — третий и так далее до самого последнего кадра.

Более того, в Adobe Photoshop CS есть даже специальный инструмент — Photomerge, при помощи которого можно сшивать панорамы, не выходя из редактора. При этом регулируются и зона перекрытия, и искажение перспективы. Набор кадров сохраняется по слоям, что позволяет точно отредактировать тональные переходы.

Помимо универсальных графических редакторов существуют и программы, специально предназначенные для сшивания кадров. Как правило, простейшие программы для склейки панорам входят в комплект поставки любого цифрового фотоаппарата, имеющего режим панорамной съемки. Однако для изготовления больших «мозаичных», круговых или тем более сферических панорам вам понадобятся более сложные программы и дополнительная обработка исходных снимков в графическом редакторе.

Поэтому практически все программы, предназначенные для склеивания панорам, в самом начале работы запрашивают значение фокусного расстояния объектива (или его угол зрения). Это необходимо для выбора радиуса окружности, по которой надо развернуть снимок на плоскости. То есть преобразовать его из нормальной, прямоугольной проекции в цилиндрическую или сферическую (в качестве аналогии можно привести технологию получения карты мира, когда глобус развертывают на плоский лист).

Пример вертикальной панорамы.

Одной из первых программ, предназначенных специально для составления панорам из отдельных кадров, является QuickTime VR Authoring Studio, вышедшая еще в 1997 году. Важно отметить, что компания Apple Computers предложила эту программу в пакете с уникальным форматом для представления виртуальных панорам QuickTimeVR (QTVR) и бесплатной программой для их просмотра.

Аббревиатура VR означает Virtual Reality — этот термин был введен специально для обозначения виртуальной панорамы. Причем начиная с пятой версии пакета QuickTime стало возможным воспроизводить не только круговые, но и сферические панорамы. На сайте geoimages.berkeley.edu/wwp.html можно посмотреть различные примеры панорам, сделанных в формате QuickTime VR.

Из простейших программ для автоматического сшивания панорам можно выделить Ulead Cool 360, которая отличается, пожалуй, самым простым и дружественным интерфейсом (см. www.ulead.com/cool360/runme/htm). Для работы с этой программой не требуется каких-либо инструкций — все действия она выполняет автоматически за три шага. Однако данная программа плохо исправляет геометрические искажения.