Książki100 najważniejszych zdjęć świataPytania i odpowiedziCytaty dla fotografaNajczęściej wyszukiwane

Dołącz do nas

Google+

Daj się ocenić i oceniaj



  • Autor:
    Komentarzy: 1


  • Autor:
    Komentarzy: 27


  • Autor:
    Komentarzy: 3


  • Autor:
    Komentarzy: 5


  • Autor:
    Komentarzy: 8


  • Autor:
    Komentarzy: 3


  • Autor:
    Komentarzy: 14


  • Autor:
    Komentarzy: 13


  • Autor:
    Komentarzy: 18


  • Autor:
    Komentarzy: 3


  • Autor:
    Komentarzy: 9


  • Autor:
    Komentarzy: 67


  • Autor:
    Komentarzy: 8


  • Autor:
    Komentarzy: 23


  • Autor:
    Komentarzy: 17

Robienie panoramicznych zdjęć HDR

Robienie panoramicznych zdjęć HDR

Niniejszy poradnik został w całości poświęcony zagadnieniu tworzenia środowisk HDR. Stanowi on połączenie dziedzin fotografii HDR i fotografii panoramicznej. Jest to więc praktycznie najtrudniejsze zastosowanie aparatu, jakie możemy sobie wyobrazić.

Konwencje stosowane w panografii


Panografia, jak często określa się fotografię panoramiczną, bazuje na tradycji tak starej, że jej początki sięgają powstawania fotografii. Tak naprawdę jej historia jest nawet starsza i wiąże się z chińskimi, greckimi i weneckimi mistrzami zajmującymi się malowaniem obrazów o dużej skali. Ludzie kochają po prostu widoki panoramiczne i tworzony przez nie nastrój: zawsze tak było. W epoce cyfrowej obrazy panoramiczne zajmują zaszczytne miejsce w rzeczywistości wirtualnej. Badania w tej dziedzinie nigdy nie ustały, a wręcz ostatnio przyspieszyły dzięki technologii HDRI.

Zdjęcia panoramiczne nie tylko wyglądają fajnie, ale są też wielką pomocą podczas renderingu 3D. Lecz nawet w przypadku zwykłych zastosowań fotograficznych mamy tu do czynienia z problemami związanymi z naświetleniem. Próbujemy uchwycić całe otoczenie, dlatego będziemy mieli prawdopodobnie do czynienia z bardzo jasnymi i bardzo ciemnymi miejscami. Właśnie dlatego panografowie bardzo chętnie korzystają z dobrodziejstw technologii HDR.

Wiele części tego rozdziału jest dziełem Bernharda Vogla. Wspólnie zaprezentujemy wiele metod robienia zdjęć o różnym poziomie zaawansowania i wymaganiach odnośnie potrzebnego nakładu pracy i sprzętu. Osoby, które posiadają odpowiednio wysoki budżet, mogą robić tego rodzaju zdjęcia bardzo szybko i łatwo. Jeśli jednak włożymy w pracę odpowiednią ilość wysiłku, wyniki mogą być porównywalne, a nawet lepsze przy niższych nakładach finansowych.

panorama HDR

Robienie zdjęć panoramicznych różni się od praktyk stosowanych w zwykłej fotografii. Zanim jednak przejdziemy do rzeczy, musimy mieć pewność, że posługujemy się tymi samymi terminami i definicjami.

Pole widzenia

Kiedy zwykły fotograf mówi o odległości ogniskowej (ang. focal length), to zakłada, że osoba, z którą rozmawia, także używa w swojej wyobraźni takiego samego obszaru obrazu (typu kliszy, rozmiaru matrycy). W typowej rozmowie stwierdzenie typu "zrobiono za pomocą 17 mm" od razu powoduje skojarzenie z bardzo szerokokątnym obiektywem.

W przypadku aparatów cyfrowych nawet amatorzy zaczynają zdawać sobie sprawę, że odległość ogniskowa sama w sobie jest pojęciem bez definicji. Wiele osób obchodzi ten problem, mnożąc długość ogniskową przez tzw. mnożnik ogniskowej (ang. crop factor), który za podstawę uznaje kliszę 35 mm i standardowy obiektyw. W kolejnych działach dowiecie się, czemu nie jest to dobrym pomysłem.

Fotografowie zajmujący się zdjęciami panoramicznymi porzucili tę jednokierunkową drogę i pracują obecnie z pojęciem zwanym polem widzenia (ang. Field of View, FOV). Wyobraźcie sobie, że gdy patrzycie, znajdujecie się w jednym z rogów trójkąta: pole widzenia określi, jak dużo możecie zobaczyć bez poruszania głową. Mimo to jest to nadal dość dwuznaczna definicja, dlatego dodamy do niej kierunki. Mamy więc do czynienia z pionowym, poziomym, a nawet przekątnym polem widzenia.

Pełny obraz sferyczny posiada poziome pole widzenia 360° (ang. horizontal Field of View; hFOV) i pionowe pole widzenia 180° (ang. vertical Field of View; vFOV). Jest to maksymalne pole, jakie możemy wykorzystać w rzeczywistych sytuacjach, i pokrywa wszystko, co widzimy dookoła siebie.

Ale co oznacza użyte w poprzednim akapicie słowo sferyczny?

Projekcja obrazu

Podstawowym problemem związanym z widokiem panoramicznym jest fakt, że z definicji nie posiada on żadnych granic. Jest to coś w rodzaju kuli, która owija się wokół punktu widokowego. Obrazy 2D posiadają jednak granice i są zawsze płaskimi prostokątami. Musimy więc rozwinąć kulę otaczającą punkt widzenia, aby uzyskać prostokąt, tak jakbyśmy delikatnie obierali pomarańczkę. Taki proces nosi nazwę projekcji panoramicznej. Jest wiele sposobów na jego przeprowadzenie i każdy z nich jest swego rodzaju kompromisem. Musi tak być, ponieważ trzeba przedstawić przestrzeń 3D na obrazie 2D. Nazwy rodzajów projekcji są standardowymi pojęciami w słowniku panografów, ale istnieją w różnych dialektach, o których powinniście wiedzieć.

robienie panoramicznych zdjęć HDR panografia photoshop
Pole widzenia jest w dużym stopniu zależne od rozmiaru matrycy
 

Mapa sferyczna/szerokość-długość/odwzorowanie równoodległościowe: Jest to najpopularniejszy sposób rozwijania naszej wyimaginowanej kuli. Wszystkie trzy nazwy odnoszą się do tego samego procesu. Można go z łatwością rozpoznać po proporcji 2:1. Odnosi się on do transformacji, której przykładem jest przekształcenie kuli ziemskiej na mapę. Geograficzne współrzędne długości i szerokości są bezpośrednio przekształcane we współrzędne pikseli XY. Linia horyzontu takiego obrazu odpowiada równikowi. Znajduje się dokładnie pośrodku obrazu i nie posiada zniekształceń.

Z kolei bieguny odpowiadają punktom zenitu i nadiru. Są bardzo brutalnie zniekształcane ze względu na swoje położenie. Te specjalne punkty tworzą pierwszą i ostatnią linię pikseli. Warto o tym pamiętać podczas edycji takich obrazów. Modyfikacja górnej i dolnej granicy spowoduje wystąpienie dużych błędów, ponieważ każda z nich zbiega się w jednym punkcie.

Pionowe linie architektury będą proste. Narożniki budynków, pręty, lampy uliczne są dobrymi obiektami referencyjnymi. Ale poziome linie architektury będą podlegać wygięciu, tak jak podczas stosowania obiektywu zwanego rybim okiem. Dzieje się tak dlatego, że siatka projekcji coraz bardziej wygina się, im bliżej jej do punktów zenitu i nadiru. To, co na mapie wygląda jak równe prostokąty, na sferze projekcyjnej będzie raczej przypominać kawałek ukrojonego tortu.

Podczas obróbki panoramy równoodległościowej musimy zwracać szczególną uwagę na linię szwu. Lewa i prawa granica muszą do siebie dokładnie pasować. Można tego dokonać poprzez przesunięcie obrazu w poziomie, co odpowiada rotacji kuli ziemskiej wokół osi pionowej.

Mapa sferyczna jest owinięta wokół widoku jak mapa świata
Mapa sferyczna jest owinięta wokół widoku jak mapa świata
 

Mapa sześcienna/krzyż poziomy/krzyż pionowy: Zamiast kuli możemy też wykorzystać sześcian. Jeśli nasz punkt widokowy znajduje się dokładnie pośrodku, to nie ma praktycznie żadnej wizualnej różnicy pomiędzy zastosowaniem sfery a sześcianu. Liczy się tylko to, że dla każdego kąta widzenia mamy poprawną część obrazu.

Ten rodzaj projekcji sprawdza się bardzo dobrze w przypadku zastosowań w grafice 3D. Obliczenia nie będą zbyt skomplikowane, ponieważ wezmą pod uwagę sześć dostępnych poligonów, które są dobrze wyrównane względem osi X, Y i Z w przestrzeni wirtualnej. Z matematycznego punktu widzenia nie da się prościej opisać obiektu. Właśnie dlatego z map sześciennych korzystają QuickTime VR oraz większość gier komputerowych. Nowoczesne karty graficzne posiadają nawet specjalny tryb przyspieszenia sprzętowego wspomagający renderowanie widoków z map sześciennych.

Istnieje wiele typów tej projekcji. Może składać się z sześciu oddzielnych obrazów, wszystkich obrazów połączonych w jeden pasek lub obrazy mogą być połączone w postaci poziomego lub pionowego krzyża. Z punktu widzenia uzyskanego obrazu liczy się tylko to, czego oczekuje od nas oprogramowanie widza. Jeśli jednak planujemy wykonać plik pośredni dla celów edycji, to preferowanym formatem będzie krzyż poziomy. Jest on prawie taki sam, jak krzyż pionowy, ale różni się położeniem tylnej ściany, która nie jest odwrócona. Malowanie na takim odwróconym obrazie jest niewygodne.

Wielką zaletą projekcji tego typu jest brak dużych zniekształceń. Każda ściana sześcianu jest płaska i odpowiada prostemu spojrzeniu w danym kierunku. Jest wręcz identyczna ze zdjęciem zrobionym za pomocą dobrego obiektywu 13,3 mm, który oferuje 90-stopniowe poziome i pionowe pole widzenia. Proste linie architektury pozostają proste, a gęstość pikseli jest jednolita na całym sześcianie. Dzięki temu poszczególne ściany są świetnymi płótnami do edycji i retuszu. Trzeba jednak pamiętać, że na łączeniach występują znaczne skoki perspektywy. Ponadto wiele ścian jest ze sobą połączonych pomimo tego, że na obrazie są od siebie oddalone. Aby zachować ciągłość na łączeniach, musimy więc przeprowadzać czynności edycyjne w ramach każdego kwadratu. Trzeba też bardzo uważać podczas pracy z globalnymi filtrami obrazu, na przykład rozmyciem lub wyostrzaniem.

Wadą tego rozwiązania jest fakt, że krzyż zużywa tylko połowę przestrzeni dostępnej dla obrazu. Co prawda pozostały czarny obraz można na dysku skompresować do zaledwie kilku bajtów, ale mimo wszystko podwajana jest ilość pamięci potrzebnej podczas otwierania takiego obrazu. A to może mieć naprawdę duże znaczenie, ponieważ panoramy z definicji są dużymi zdjęciami. Z tego powodu opracowano odmiany składające się z oddzielnych plików o odpowiednich konwencjach nazewniczych lub złożone z obrazów ułożonych obok siebie w formie paska. W tym przypadku kolejność i kierunek ścian są różne w zależności od użytego programu, więc jest to raczej mapa sześcienna o specjalnym przeznaczeniu, która nie sprawdza się jako format wymiany danych.


robienie panoramicznych zdjęć HDR panografia photoshop
Mapa sześcienna składa się jak pudełko z tektury

robienie panoramicznych zdjęć HDR panografia photoshop
Mapa sześcienna składa się jak pudełko z tektury
 

Mapa kątowa/próbka światła: Ten rodzaj projekcji został zaprojektowany specjalnie z myślą o oświetlaniu obiektów 3D za pomocą obrazów HDR. Pierwsza wzmianka o nim pochodzi od Paula Debeveca, pioniera, któremu przypisuje się wynalezienie dziedziny oświetlania scen za pomocą obrazów. Warto zwrócić uwagę na fakt, że praktycznie każdy panoramiczny obraz HDR jest próbką światła, niezależnie od rodzaju projekcji. Jednak na przełomowym kursie Rendering with natural light (renderowanie za pomocą naturalnego światła), który Debevec przeprowadził w 1998 roku na konferencji SIGGRAPH, użyto właśnie tej projekcji i od tej pory nazywa się próbką światła.

Geometria obrazu przypomina konstrukcję obiektywu typu rybie oko, ale posiada 360-stopniowe pole widzenia i kątową dystrybucję. Wyobraźcie to sobie jako ultra-mega-ekstremalne rybie oko, którego fizycznie nie da się skonstruować. W środku mamy kierunek przedni, a dół, góra, lewo i prawo znajdują się na okręgu, który jest połową promienia całego obrazu. Coś takiego uzyskalibyśmy właśnie za pomocą 180-stopniowego rybiego oka. Od tego momentu mapa rozrasta się na zewnątrz w równych, kątowych odstępach, aż do momentu pokazania widoku tylnego, który jest rozsmarowany po całym zewnętrznym promieniu mapy. Te wielkie dysproporcje sprawiają, że obraz tego typu jest bardzo trudny do odczytu dla ludzkiego oka. Ponadto praktycznie każda prosta linia jest wygięta, więc nie ma mowy o jakimkolwiek retuszu.

Zaletą tego formatu jest ciągłość. Nie ujrzymy na nim żadnych linii łączących. Poza pojedynczym punktem znajdującym się za aparatem całe środowisko jest łączone w sposób bezszwowy. Dzięki temu zmniejsza się ryzyko wyświetlenia szwu podczas przesuwania wirtualnej kamery, a w takim przypadku musielibyśmy polegać na możliwościach oprogramowania renderującego w zakresie interpolacji tej linii łączącej. Ale jeśli spojrzymy w tył, zauważymy duży problem. Każdy, nieważne jak mały błąd w obrazie, zostanie wyświetlony jak brzydki, smużysty artefakt. Dzieje się tak dlatego, że wszystkie piksele znajdujące się w pobliżu zewnętrznej części okręgu są zniekształcane w bardzo podłużne kształty. Z tego powodu tył mapy kątowej wygląda zazwyczaj jak zawór balonu o typowych, naciągniętych wzorach.

Mapy kątowe są najpierw rozwijane w stożek, a następnie owijane wokół kuli
Mapy kątowe są najpierw rozwijane w stożek, a następnie owijane wokół kuli

robienie panoramicznych zdjęć HDR panografia photoshop
Tył poprawnej mapy kątowej, okrąg łączy się w punkcie. Nawet minimalne rozmycie zakłóca
geometrię obrazu i powoduje smużenie. Ekstremalne zniekształcenie geometryczne
bardzo utrudnia obróbkę i uniemożliwia stosowanie filtrów

 

Zabawne tryby projekcji: Oczywiście dostępnych jest wiele innych sposobów na obranie pomarańczy. Są to metody stereograficzne, hiperboliczne lub podobne. Niektóre z nich pozwalają uzyskać naprawdę ciekawe perspektywy i zniekształcenia. Nie przydają się zazwyczaj do niczego, ale wyglądają ładnie. A w sumie chodzi nam o otrzymywanie ładnych obrazów!

robienie panoramicznych zdjęć HDR panografia photoshop
 

Tabela porównawcza: No dobrze, podsumujmy informacje o przydatnych typach projekcji. Utworzyliśmy listę najważniejszych ich cech w postaci tabeli referencyjnej.

 
Mapa sferyczna Szerokość-długość Odwzorowanie równoodległościowe

Dostęp do pełnej treści serwisu www.SwiatObrazu.pl jest bezpłatny - wymagane jest jednak zalogowanie do serwisu. Logowanie wymagane jest również do dodawania komentarzy.

Rejestracja 

dla nowych użytkowników

 

Jeżeli jeszcze nie jesteś zarejestrowany, zapraszamy do wypełnienia krótkiego formularza rejestracyjnego.

 

 

Logowanie 

dla użytkowników SwiatObrazu.pl

 

E-mail: 

 

Hasło:  

 

Zapomniałeś loginu lub hasła?

Problemy z logowaniem

 

DLACZEGO WARTO SIĘ ZAREJESTROWAĆ DO SERWISU SWIATOBRAZU.PL?

Przy pierwszej rejestracji otrzymasz od nas powitalny prezent: Pełną wersję podręcznika "Świat barw w fotografii cyfrowej".

A poza tym otrzymujesz bezpłatny stały dostęp do:

  • wszystkich artykułów opublikowanych w serwisie swiatobrazu.pl;
  • mechanizmów galerii swiatobrazu.pl
  • forów dyskusyjnych;
  • prezentów dla zarejestrowanych Czytelników;
  • codziennego newslettera informacyjnego;
  • swojego profilu osobistego, w którym będziesz mógł zarządzać galeriami, komentarzami, zdjęciami w konkursach itp.

Czas rejestracji - ok. 1 min.

Uwaga

Podczas rejestracji nie zbieramy żadnych szczegółowych danych personalnych i teleadresowych. W każdej chwili możecie usunąć trwale i bezpowrotnie dane dotyczące Waszego konta i zrezygnować ze statusu zarejestrowanego Czytelnika i wszystkich usług bezpłatnych swiatobrazu.pl. Przed rejestracją prosimy o zapoznanie się z regulaminem