Technische begrippen

Cilindrische Panorama's

Een cilindrisch panorama is een blik rondom die is samengesteld uit opeenvolgende losse foto’s die we daarna op de computer stitchen (aan elkaar rijgen). Deze foto’s zijn in een horizontaal vlak, parallel aan de grond, gemaakt. Het fototoestel wordt daarbij niet naar boven of naar beneden gericht. Bij het fotograferen komt, afhankelijk van het brandpunt (en dus de beeldhoek) van de lens, maar een gedeelte van de grond en de lucht van de omgeving of het onderwerp op de foto. Bij een cilindrisch panorama (bij zowel de web versie als ook de print versie) kun je daarom niet naar boven en naar beneden kijken. Mijn Cilindrische Panorama’s hebben gezichtsvelden v an van 120, 180 als ook 360. In onderstaande onderstaande Animatie 1 zie je hoe (een gedeelte) van een cilindrisch panorama wordt gefotografeerd. Klik op de animatie om te starten en te stoppen.
Animatie 1
Wat je in Animatie 1 niet ziet is dat er een overlap tussen twee opeenvolgende foto's wordt gemaakt. Iedere foto heeft een overlapping van 30% (aanbevolen waarde ligt tussen de 20% en 40%) met de vorige. Die overlap is nodig om het computerprogramma dat de afzonderlijke foto’s aaneenrijgt (stitching) deze overlap nodig heeft om berekeningen te maken. Hierin worden in de linker foto en de rechter foto overeenkomstige controlepunten (controlpoints) bepaald. De gemeenschappelijke controlepunten in de twee opnames worden bij het stitchen gebruikt om de foto’s naar elkaar toe te buigen. In het Diagram in Figuur 1 zie je de volgende onderdelen:
De foto’s 1 en 2, nadat foto 1 is gemaakt draait de camera rechtsom om foto 2 te maken.
B is de beeldhoek van de lens, deze is afhankelijk van brandpuntsafstand van de lens
A is de overlap van twee opeenvolgende foto’s. In onderstaande afbeelding zie je hoe die overlap er uitziet.
Stacks Image 25331
In onderstaande Figuur 2 zie je twee opeenvolgende foto's zoals die in de controlpoint editor van mijn stitching programa PTGui worden weergegeven. De gekleurde rechthoekjes zijn de controlpoints die PTGui heeft bepaald voor deze twee opnames. De kleur en het nummer geven het controlpoint aan dat in beide opnames voorkomt. De overlap is hier erg groot en ik heb dit panorama zonder statief gefotografeerd.
Stacks Image 25339
Figuur 2
Dat is (enigszins) goed te zien in onderstaande Animatie 2 waar je ziet dat objecten op de foto tov elkaar verschuiven. Je ziet dat het witte kruis dat bij het gele controlpoint in beide foto's op dezelfde plaats blijft terwijl andere objecten in de foto duidelijk tov elkaar verschuiven. Ook zie je dat de basislijn van foto 2 wat hoger ligt wat te wijten is aan het feit dat ik dit panorama uit de hand heb gefotografeerd. Maar voor de stitcher maakt dat niets uit. Hij berekent hoe hij bij het stitchen alle controlpoints van beide foto's , en alle tussenliggende pixels, naar elkaar moet buigen. Dat kan echter alleen als hij voldoende controlpoits heeft kunnen vinden. PTGui geeft een waarschuwing als dat niet is gelukt en geeft je de optie om zelf contolpoints toe te voegen. Dat vind ik persoonlijk echter een lastige klus en ik vermijd dat indien het enigszins mogelijk is.
Stacks Image 25344
Stacks Image 25411
Animatie 2
Tot slot wat afbeeldingen van de controlpoints in detail. Je ziet de afbeedling wel verschuiven of zelfs een voetganger bewegen maar de Controlpoints, de witte kruisjes, blijven op dezelfde plaats staan.
Stacks Image 25431
Stacks Image 25433
Stacks Image 25435
Stacks Image 25443
Stacks Image 25439
Stacks Image 25441

Technische begrippen

Sferische Panorama's

Sferische Panorama's

De begrippen overlap, Controlepunten (controlpoints) en stitchen die in het stuk over Cilindrische panorama's aan de orde kwamen zijn bij het maken van Sferische panorama's ook van toepassing. In een Sferisch Panorama wordt een tweedimensionale foto (equirectangular formaat) met een blikveld van 360º horizontaal en 180º verticaal en beeldverhoudingen van b x h = 2 : 1 geprojecteerd op een driedimensionale sferische (bolvormige) ruimte. Als je een sferische Panorama Foto maakt leg je vanuit het opnamestandpunt alles rondom jezelf methodisch en volgens een vast patroon. in elke denkbare richting vast op een aantal foto's. Het Panorama wordt daarna samengesteld, stitchen genoemd, uit die afzonderlijke foto's. Het opname standpunt wordt in een voltooid Panorama het centrum van de projectie. Mijn sferische Panorama's stel ik samen uit of vier drie rijen van 12 foto's. Het aantal foto's dat je nodig hebt is afhankelijk van de brandpunt afstand van de gebruikte fotolens, in mijn geval 15mm. Hoe kleiner de brandpuntafstand is hoe minder foto's je nodig hebt.
Stacks Image 25263
Hier is de bolvormige ruimte uit de vorige paragraaf weergegeven. Als ik de foto's voor het Panorama maak staat het centrum van mijn cameralens ongeveer 1,60 m hoog op het statief, voorgesteld door het rode kruis. De 36 foto's die ik maak bestrijken, met een overlapping van 30%, het oppervlak binnen de bol. Dat izie je duidelijker in het sferische Panorama dat je hier kunt openen. Het wordt in een nieuwe venster geopend. Het raster is zichtbaar in dit Panorama en onderin, op de Nadir, zie je het statief met het fototoestel en is ook het Anti Parallax Punt aangegeven.
In dit Sferische Panorama is de bolvorm als raster over het complete panorama heen gelegd. Bij de opnames wordt het statief ook mee gefotografeerd. Dat gedeelte van een equirectangular foto noemt men de Nadir. Deze Nadir wordt normaliter weg geretoucheerd maar voor de duidelijkheid heb ik het hier niet weggehaald.
In het volgende Sferische Panorama is de "Sphere" ook aangebracht maar zijn er slechts fragmenten van de equirectangular foto op de bol geprojecteerd. Hiermee hoop ik nóg wat meer duidelijkheid in de materie te brengen. je ziet hier ook heel goed dat de vervorming sterk afhankelijk is van de plaats in de "Sphere"
Een Equirectangular foto is de basisvorm voor het Sferische Panorama
Het equirectangular formaat wordt door veel Panorama Viewers gebruikt. Het bestaat uit een afbeelding waarvan de breedte en lengte zich verhouden als 2 : 1. Dat wil zeggen dat de breedte exact twee keer de hoogte moet zijn, gemeten in pixels. Een Sferisch Panorama wordt geconstrueerd door een Equirectangular foto te projecteren op een bolvormige ruimte, een Sphere. De afbeelding wordt geconstrueerd door fusie van meerdere afbeeldingen waarbij de camera rond een bepaald uniek middelpunt (het nodal point) roteert om het aantal benodigde opnames te maken. Een goede vertaling voor Nodal Point is Anti Paralax Punt.
Meer informatie over Parallax en het Anti Parallax Punt vind je op deze pagina. Voor mijn Panorama’s maak ik bijna altijd drie rijen van 12 foto’s. Het aantal foto's dat je nodig hebt is afhankelijk van het brandpunt, en daarom de beeldhoek, van de lens. Hoe kleiner de brandpuntafstand is hoe minder foto's je nodig hebt. Vaak maak ik ook 36 (3 rijen van 12) HDR opnames van drie beelden per opname waardoor ik op een totaal van 108 foto’s uitkom. Het Panorama wordt daarna samengesteld, stitchen genoemd, uit die afzonderlijke opnames (indien het geen HDR opnames zijn) of uit de samengestelde HDR opnames. Het opname standpunt wordt in een voltooid Panorama het centrum van de projectie.
Stereografische Little planets
Bij een Stereografisch Panorama wordt een Sferisch Panorama in een plat vlak geprojecteerd. Deze projectie is superieur tov de fisheye projectie omdat de buitenste regionen minder worden gecomprimeerd en daardoor hun natuurlijke proporties beter behouden. Je ziet ook duidelijk dat de proporties van beide vormen verschillen.

Fsheye Little planets
Dit is een aangepaste projectie van een volledig sferisch panorama naar een 360 graden fisheye afbeelding in een plat vlak. De nadir van het Sferisch Panorama vormt het middelpunt van de afbeelding en de bovengrens vormt de rand van de afbeelding. De randen van de FishEye projectie worden veel sterker vervormd dan bij de Stereografische projectie.

Equirectangular de basisvorm
Het equirectangular formaat wordt door veel Panorama Viewers gebruikt. Het bestaat uit een afbeelding waarvan de breedte en lengte zich verhouden als 2 : 1. Dat wil zeggen dat de breedte exact twee keer de hoogte moet zijn, gemeten in pixels. Een Sferisch Panorama wordt geconstrueerd door een Rectilinear foto te projecteren op een bolvormige ruimte, een Sphere. De afbeelding wordt geconstrueerd door fusie van meerdere afbeeldingen waarbij de camera rond een bepaald uniek middelpunt (het nodal point) roteert om het aantal benodigde opnames te maken. Voor mijn Panorama’s maak ik bijna altijd drie rijen van 12 foto’s. Dit is afhankelijk van het brandpunt, en daarom de beeldhoek, van de lens. Vaak maak ik ook 36 (3 rijen van 12) HDR opnames van drie beelden per opname waardoor ik op een totaal van 108 foto’s uitkom.

Zenith en Nadir

Het nadir (van het Arabisch "tegenovergesteld") is het punt (het voetpunt) dat loodrecht onder de waarnemer en het zenit is het punt (het toppunt) loodrecht boven iemands hoofd. Nadat de Equirectangular foto geprojecteerd is op de bolvormige ruimte (Sphere) is op de Nadir het statief zichtbaar.
Stacks Image 25309
Soms is (na de projectie op de bolvorm) in het sferisch panorama op de plaats van Zenith of Nadir, of bij beiden, een zwarte cirkel zichtbaar. In dat geval is niet de volle 180 graden verticaal gefotografeerd en is de verhouding b:h van de equirectengular foto niet als 2:1. Daarom ga ik altijd over de grenzen die met 1 en 2 zijn gemarkeerd heen bij het maken van de opnames. Hierdoor krijg je overlap. In onderstaande figuur 1 probeer ik uit te leggen wat ik bedoel. de beeldhoeken van de drie standen van het fototoestel zijn in kleur aangegeven. Je weet de beeldhoek van de lens ,in dit voorbeeld ben ik (om het makkelijk te maken) uitgegaan van 70 graden. Als je drie rotaties neemt kom je op een totale beeldhoek van 210 graden. Deze maximale- en de tussenstanden kun je op de graden cirkel van de Panorama kop instellen. De nummers 1 en 2 geven de overlap aan die ik bedoel. Als er bij punt 1 aan de bovenkant geen overlap is kan die die zwarte cirkel verschijnen op het Zenith. Als je bij punt 2 geen overlap hebt kan die cirkel op de Nadir verschijnen. De letters A geven de overlap aan tussen twee opeenvolgende foto's zoals aan het begin van deze pagina wordt beschreven. In figuur 2 is er helemaal geen overlap op +90º en op -90º. Het resultaat is die zwarte cirkel op Nadir en Zenith. Voorbeelden hiervan in onderstaande Figuur 3 voor de Nadir en in Figuur 4 voor het Zenith. Een aantal programma's waarmee je sferische panorama's kunt maken hebben de mogelijkheid de Nadir, waar het statief zichtbaar is, te corrigeren. Ik gebruik PanoV2r en daarmee kun je op vrij eenvoudige wijze de Nadir (en eventueel het Zenith) corrigeren. Je kunt de grootte van het oppervlak dat je wil aanpassen instellen en schakelt dan vanuit panoV2r over naar Photoshop. Als je tevreden bent met het resultaat sla je het bestand in Photoshop op en wordt dit automatisch ingepast in het Sferische panorama dat je in PanoV2r aan het bewerken bent. Een zwarte cirkel in nadir of Zenith door afwijkende verhoudingen van de equirectengular foto is echter niet weg te werken met de mogelijkheden binnen het programma. In ieder geval niet met panoV2r. Asl de verhouding b:h niet als 2:1 is zal het resultaat sowieso geen goed Sferisch Panorama zijn.
Stacks Image 25369
Figuur 1
Stacks Image 25371
Figuur 1
Stacks Image 25388
Figuur 3
Stacks Image 25390
Figuur 4
Lastste update: