Všetko, čo potrebujete vedieť o panorámach

DIEL PRVÝ

Keďže téma je to rozsiahla, článok, ktorý má mimochodom 8 703 slov, musel byť rozdelený do dvoch dielov. V tom dnešnom sa pozrieme na teóriu fotografovania a praktické rady do života, ktoré nám pomôžu vytvoriť lepšie panorámy už priamo v teréne. V tom druhom si zas rozoberieme samotné počítačové lepenie panorám s úctyhodným počtom ukážok.

1 Úvodný pokec

1.1 Dotyk histórie

Panorámy alebo tiež mozaikové fotenie, je myšlienka dosť stará. Prvé pokusy sa datujú už od roku 1843 (iba pár rokov po vynájdení fotografie samotnej), kedy si Rakúšan Joseph Puchberger patentoval unikátny panoramatický systém, prvý svojho druhu na svete. Princíp sa odvtedy veľmi nezmenil – musíme vytvoriť sériu susediacich záberov s rovnakou expozíciou, ktoré dohromady dávajú väčší uhol záberu, než dovoľuje použitý objektív. Samozrejme, najjednoduchší prístup je nafotografovať neprekrývajúce sa zábery a tie po vytlačení iba prezentovať jeden vedľa druhého. Množstvo ľudí sa však s týmto neuspokojí.

Postupne vznikli ďalšie mechanické zariadenia s krokovaním a inými uľahčeniami, ktoré sa používajú dodnes. Z histórie ešte za spomenutie možno stojí ruský fotoaparát Horizont z roku 1966 (neskoršie vylepšený a premenovaný na Horizon), ktorý otáčal objektív priamo počas expozície a pokryl tak širší pás filmu naraz.

http://www.eyescoffee.com.

Dnes, s nástupom výpočtovej techniky, je však život o mnoho jednoduchší, a tak má doslova už každý majiteľ digitálneho fotoaparátu možnosť rýchlo, a ešte k tomu aj úplne zadarmo, produkovať panorámy. Čo budeme potrebovať? Digitálny fotoaparát (v prípade fotografovania na film stačí zábery oskenovať, inak sú všetky pravidlá úplne rovnaké) a počítač. Mimochodom, sám som si niekoľkokrát fotky z filmu a dokonca aj z diapozitívov lepil (dá sa to :). Statív, drahá panoramatická hlava a ani rovnako drahý profesionálny software na lepenie nie sú nevyhnutné. Postupne si v tomto článku vysvetlíme, v akých podmienkach sú tieto extra pomôcky vhodné a kedy naopak skoro úplne zbytočné, ale tiež aj to, ako sa vyhnúť bežným problémom panoramatického fotografovania.

1.2 Prečo vlastne?

Ľudia majú rôzne pohnútky, prečo vlastne robia panorámy. Pár dobrákov vždy s obľubou napíše pod panorámy na FA, že si má autor radšej kúpiť Peleng a ušetrí si robotu. Vtip je v tom, že obyčajnou panorámou z ruky dokážeme vytvoriť fotografie lepšie, než o akých by kedy nejaký Peleng vôbec mohol snívať, a ešte k tomu nemusíme ani zbytočne vyhadzovať niekoľko tisíc za príšerné sklo s aberáciou (farebnými posunmi), vinetáciou (stmavenými okrajmi) a podobne. Čo je viac, na panoramatických projekciách si môžeme sami zvoliť, či chceme udržať línie rovnobežné, či simulovať efekt rybieho oka, alebo dokonca úplne zmeniť realitu. Či nám už ide o oveľa širší uhol záberu, kvalitu detailov na obrovských zväčšeninách, redukciu šumu pri vysokej hodnote ISO, prípadne HDR (High Dynamic Range) prekrývanie rôzne exponovaných fotiek, na to všetko sa dá využiť software na lepenie panorám. A to iba s technikou, ktorú máme, napríklad aj so setovým objektívom.

Preto si dovolím tvrdiť, že naozaj hocikto už aj s „krabičkou na mydlo” môže fotografovať panorámy a to celkom jednoducho. Ja som dokonca fotografoval s objektívom 50/1.8 (75mm pri Nikon digi crop faktore 1.5) práve preto, že som nemal peniaze na širší objektív a pritom som stále chcel fotografovať na široko. Napr: http://www.fotoaparat.cz.

Môj najobľúbenejší príklad využitia neprekonateľnosti panorám je digitalizácia slávneho obrazu Posledná večera od Leonarda da Vinci, ktorý bol fotografovaný 9 hodín Nikonom D2Xs s objektívom AF-S Nikkor 600/f4. Výsledný záber má rozlíšenie 172 181×93 61­1 pixelov a zaberá „púhych“ 96GB.
http://www.haltadefinizione.com.

Čo a ako fotografovať samozrejme záleží na autorovi a použitá technika je rôzna. Nedá sa zovšeobecňovať a jednoznačne tvrdiť, že čím širší objektív, tým lepšie. Všetko záleží na okolnostiach a požiadavkách na výsledok, presne ako v prípade Poslednej večere. Ak chceme vyfotografovať planétku alebo virtuálnu realitu, tak sa to dá dobre aj na 17mm objektív, čo si demonštrujeme v druhom dieli tohto článku, no tiež uvidíme, že práve v takejto situácii by sa lepšie hodilo spomínané rybie oko. Naopak, ak chceme jednoradovú panorámu s požitím prechodového filtra, ako často robí práve Lukáš, tak setový objektív bohate postačí.

Berlin Hauptbahnhof – 42 záberov z ruky. Nikon D200 + AF-S Nikkor 17–35/2.8 ED-IF

2 Problémy panorámovania a ako na ne

Skôr, než sa pustíme do samotného lepenia panorám, musíme si uvedomiť, že práve to, ako dobre scénu zachytíme, určuje kvalitu výslednej panorámy. Preto je veľmi dôležité vyhnúť sa všetkým nástrahám, ktoré na nás pri takomto fotografovaní čakajú a pokúsiť sa ich nežiadúce účinky eliminovať už pri ich vzniku. Obzvlášť je vhodné si niekoľko panorám odskúšať doma alebo niekde poblíž, a až keď sme úplne spokojní, vybrať sa do terénu. Tréning je v tomto prípade naozaj nenahraditeľný.

2.1 Paralaxa ako taká

Hneď prvý problém panoramatického fotografovania nastáva ešte skôr, než vôbec začneme. Najjednoduchšie je vysvetliť si takéto záležitosti na názornej ukážke, takže poďme hneď na to. Urobíme experiment na dokázanie paralaxy:

Vyskúšajte si to tu a teraz. Natiahnite jednu ruku pred seba smerom, kde sa nachádza nejaký vzdialenejší predmet, napríklad roh skrine alebo dvere, a zdvihnite ukazovák. Privrite jedno oko a otáčajte hlavou do oboch strán. Zaujímavé, však? Zdá sa, akoby sa prst výrazne pohol voči statickému pozadiu, hoci ste rukou takmer vôbec nepohli. To, čo ste práve pozorovali, je paralaxa -uhlový posun spôsobený perspektívnou projekciou vnímanej scény. Určite to poznáte z vlastnej skúsenosti – napríklad počas jazdy autom alebo vlakom pozorujeme rôznu relatívnu rýchlosť pohybu okolia.

Ak robíme panorámu tak, že otáčame fotoaparát okolo jeho vlastnej osi (miesto, kde sa najčastejšie uchytí statív), nastáva práve spomínaný jav paralaxy, ktorý je hlavne nepríjemný počas lepenia finálneho obrázku. Tým, že blízke objekty sú na fotografiách rôzne posunuté voči pozadiu, počítačový program, ktorý použijeme na spojenie panorámy, nie je schopný správne určiť zhodné pixely. Tým sa mozaika stáva nespojiteľnou a na výsledku vidno zlomy medzi jednotlivými zábermi. To je však problém iba pri naozaj extrémnych scénach, ako sú interiéry budov alebo plné panorámy (360 stupňové zábery, takzvané malé planétky). Ak fotografujeme kopce, ktoré sú veľmi vzdialené, tak uhlové skreslenie bude minimálne. Čo je však dôležitejšie, musíme správne využiť nedokonalosť nášho vnímania. Či už sú to tie pohoria, alebo oblaky, ľudské oko nemá šancu postrehnúť drobné nedostatky, ktoré mohli vzniknúť zlým prekrývaním fotografií. V takom prípade môžeme dokonca kľudne fotografovať aj z ruky a výsledok bude stále vynikajúci, pretože nikto nevie, ako má vlastne daný kopec vyzerať, či kde sa má čo spájať . Naopak, ak sa zameriame architektúru, alebo vlastne hocijaké línie, ktoré človek podvedome očakáva spojité, tak si naše oko okamžite všimne nezrovnalosti. Výrazne problematické sú rohy budov, okná, ale aj okraje chodníkov, ktoré pri zlom vyfotografovaní len veľmi ťažko presvedčiť, aby na seba nadväzovali. Úplne najhoršie sú zábradlia, za ktorými sa pozadie pri otáčaní pohne veľmi výrazne. Tie nejde zlepiť vôbec!

Takže, ak fotografujeme kopce, ako napríklad Igor alebo Lukáš (ako môžete vidieť na niektorých ukážkach v tomto ale aj druhom pokračovaní článku a samozrejme v ich galériách tu na FA), často sa zaobídeme aj bez statívu, samozrejme za predpokladu, že to dané svetelné podmienky dovoľujú. Pri nedostatku svetla asi nikto z nás rád nesiahne po vyššej hodnote ISO (kvôli šumu na fotografiách). Aj tu však panoramatické lepenie pomáha. Šum, ako vieme, je náhodný, preto ak prekrývame zábery dostatočne, samotné spojenie panorámy takéto zrnenie výrazne redukuje, keďže nerovnaké pixely sa do výsledku neprenesú a zabudovaný program na koncové vyhladenie prechodov túto výhodu ešte viac zdôrazní.

V prípade, že potrebujeme fotografovať s väčšou presnosťou, napríklad interiér katedrály, ako vidno na priložených ukážkach z Košického Dómu Sv. Alžbety (v tomto článku tiež označovaný ako košická katedrála), musíme sa pokúsiť kompenzovať paralaxu. Teória nie je vôbec zložitá. Na internete sa dajú nájsť často búrlivé vyjadrenia o tom, čo je to nodal point a čo zas no-parallax point, preto si teraz jednoducho vysvetlíme, o čo vlastne ide.

Ak chceme dosiahnuť, aby sa nám všetko na scéne otáčalo pod rovnakou uhlovou rýchlosťou, z princípu fungovania dierkovej komory (camera obscura) si dokážeme ľahko predstaviť, že sa musíme otáčať okolo ohniska sústavy, teda miesta, kde sa svetelné lúče pretínajú a vytárajú tak otočený virtuálny obraz na matnici. Nechcem tu teraz príliš zachádzať do detailov, ale to, čo sa označuje ako nodal point, je priesečnica paraxiálnej osi a šošovky, ktoré sú navzájom kolmé. Keďže reálna šošovka je vyrobená zo skla s určitou hrúbkou, zákonite musí mať takéto body dva. Avšak tie vôbec nesúvisia s naším fotografovaním. My predsa chceme dosiahnuť to, že pri otáčaní fotoaparátu všetky lúče zo scény prejdú objektívom stále rovnako. Problém je v tom, že fotografický objektív je zložený z niekoľkých kusov rôzne hrubých brúsených šošoviek, preto vytvára viacero ohnísk naraz! Pri zväčšení clonového čísla, a teda zmenšení samotného otvoru clony, niektoré z nich odizolujeme, a dosiahneme tak užší ostrejší zväzok lúčov. Takže teoreticky by sme sa mohli otáčať okolo clony. Má to však háčik, ktorým je virtuálny obraz vznikajúci pri premietaní cez optickú sústavu. Preto by sme mali fotografovať panorámu okolo virtuálneho obrazu clony, ktorý vidíme, keď sa pozeráme do objektívu. Tuším to znie príliš zložito už aj na mňa, takže znovu a jednoduchšie…

Aby sme zabránili nezrovnalostiam na jednotlivých záberoch panorámy, musíme fotoaparát otáčať okolo bodu, kde sa akoby nachádza clona objektívu, keď sa doň pozeráme spredu. Samozrejme, takéto určenie je veľmi nepresné, preto si hneď vysvetlíme, ako ten správny bod nájdeme experimentálne (rozuzlenie zápletky už o chvíľu).

Nodal Point / no parallax point vysvetlenie:

http://doug.kerr.home.att.net
http://www.janrik.net