ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ СШИВКИ ФОТО
Программное обеспечение для сшивания цифровых фотографий является рабочей лошадкой процесса создания панорам и может варьироваться от обеспечения полностью автоматического сшивания одним щелчком мыши до более трудоемкого ручного процесса. Это вторая часть руководства, в которой предполагается, что все отдельные фотографии уже правильно сняты (шаг 1 ниже завершен); для этапа 1 и обзора всего процесса сшивки, пожалуйста, посетите часть 1 этого руководства по цифровым панорамам.
| Этап 1 | Настройка оборудования и получение фотографий |
| Этап 2 | Выбор нужного выравнивания фотографии и ввод характеристик камеры и объектива |
| Этап 3 | Выбор перспективы и типа проекции |
| Этап 4 | Компьютер сдвигает, поворачивает и искажает фотографии, чтобы соответствовать требованиям этапов 2 и 3 |
| Этап 5 | Ручное или автоматическое сглаживание швов |
| Этап 6 | Обрезка, ретушь и постобработка |
ВИДЫ ПРОГРАММ ДЛЯ ВЫШИВАНИЯ
Чтобы начать обработку нашей серии фотографий, нам нужно выбрать соответствующую программу. Самая большая разница между вариантами заключается в том, как они выбирают компромисс между автоматизацией и гибкостью. Вообще говоря, полностью настроенное программное обеспечение для сшивания всегда обеспечивает лучшее качество, чем автоматизированные пакеты, но это также может привести к чрезмерной технической сложности или затратам времени.
Это руководство направлено на то, чтобы улучшить понимание большинства концепций сшивания программного обеспечения, сохраняя обсуждение как можно более общим, однако фактические функции программного обеспечения могут относиться к программе под названием PTAssembler или PTGui (внешний интерфейс для PanoTools или PTMender). PTAssembler включает в себя полностью автоматизированную опцию сшивания одним щелчком мыши, а также предоставляет почти все возможные пользовательские параметры сшивания, доступные в других программах.
На момент написания этой статьи другие известные программы включали те, которые поставлялись в комплекте с камерой, такие как Canon PhotoStitch, или популярные коммерческие пакеты, такие как Autostitch, Hugin Panorama Photo Stitcher, Arc Soft Panorama Maker, Panorama Factory и PanaVue и другие.
ЭТАП 2:КОНТРОЛЬНЫЕ ТОЧКИ И ВЫРАВНИВАНИЕ ФОТО
Программное обеспечение для создания панорамы использует пары контрольных точек для указания областей двух фотографий с камеры, которые относятся к одной и той же точке в пространстве. Пары контрольных точек могут быть выбраны вручную путем визуального осмотра или могут быть сгенерированы автоматически с использованием сложных алгоритмов сопоставления (таких как Autopano для PTAssembler). Для большинства фотографий наилучшие результаты могут быть достигнуты только при ручном выборе контрольной точки (что часто является наиболее трудоемким этапом процесса сшивания в программном обеспечении).
В приведенном выше примере показан выбор четырех пар контрольных точек для двух фотографий в панораме. Наилучшими контрольными точками являются те, которые основаны на очень жестких объектах с острыми краями или мелкими деталями и равномерно распределены по каждой области перекрытия (с 3-5+ баллами за каждое перекрытие). Это означает, что размещать контрольные точки на ветвях деревьев, облаках или воде не рекомендуется, за исключением случаев, когда это абсолютно необходимо. По этой причине рекомендуется всегда захватывать землю (или другие твердые объекты) в области перекрытия между всеми парами фотографий, иначе выбор контрольной точки может оказаться сложным и неточным (например, для панорам, содержащих все небо или воду).
В приведенном ниже примере показана ситуация, когда единственная детализированная, жесткая часть каждого изображения находится в силуэте земли в самом низу, что затрудняет равномерное размещение контрольных точек в области перекрытия каждой фотографии. В таких ситуациях автоматический выбор контрольных точек может оказаться более точным.
PTAssembler имеет функцию, называемую «автоматическое микропозиционирование контрольных точек», которая работает, используя ваш выбор в качестве начального предположения, а затем просматривая все соседние пиксели в пределах заданного расстояния (например, 5 пикселей), чтобы увидеть, являются ли они лучшим совпадением. При объединении сложных облачных сцен, таких как показанная выше, это эффективно сочетает в себе преимущества ручного выбора контрольных точек с преимуществами автоматических алгоритмов.
Еще одно соображение заключается в том, насколько далеко от камеры физически расположена каждая контрольная точка. Для панорам, снятых без панорамной головки, ошибка параллакса может стать большой для объектов переднего плана, поэтому более точные результаты можно получить, опираясь только на удаленные объекты. Любая ошибка параллакса на ближнем переднем плане может быть не видна, если каждый из этих элементов переднего плана не содержится в перекрытии между фотографиями.
ЭТАП 3:ТОЧКА ИСЧЕЗАНИЯ ПЕРСПЕКТИВЫ
Большинство программ для сшивания фотографий позволяют указать, где находится опорная точка или точка схода перспективы, а также тип проекции изображения.
Тщательный выбор этой точки схода может помочь избежать сходящихся вертикальных линий (которые в противном случае шли бы параллельно) или изогнутого горизонта. Точка схода обычно находится там, где человек был бы лицом к лицу, если бы стоял в пределах панорамной сцены. Для архитектурных стежков, таких как приведенный ниже пример (обрезка под углом 120° из прямолинейной проекции), эта точка также хорошо видна, если следовать линиям вдаль, которые параллельны линии сайта.
Неправильное размещение точки схода приводит к тому, что линии, лежащие в плоскостях, перпендикулярных линии наблюдения зрителя, сходятся (даже если в противном случае они казались бы параллельными). Этот эффект также можно наблюдать, используя широкоугольный объектив на архитектурной фотографии и направляя камеру значительно выше или ниже горизонта, создавая впечатление наклоненных зданий.
наведите указатель мыши на изображение, чтобы увидеть изображение, если точка схода была слишком низкой
Точка схода также имеет решающее значение в очень широкоугольных панорамах с цилиндрической проекцией (таких как 360-градусное изображение, показанное ниже). При неправильном расположении он может демонстрировать различные искажения, что приводит к искривлению горизонта.
Если бы точка схода была расположена слишком высоко, кривизна горизонта была бы в противоположном направлении. Иногда бывает трудно определить фактический горизонт из-за наличия холмов, гор, деревьев или других препятствий. В таких сложных сценариях положение горизонта можно определить, поместив его на высоте, минимизирующей любую кривизну.
Программное обеспечение для сшивки панорам также часто дает возможность наклонить воображаемый горизонт. Это может быть очень полезно, когда фотография с точкой схода не была сделана идеально горизонтально. В этом сценарии, даже если точка схода расположена на правильной высоте, горизонт может отображаться как имеющий S-образную кривую, если воображаемый горизонт не совпадает с реальным горизонтом (на отдельной фотографии).
Если бы сама панорама была снята по уровню, то самым прямым горизонтом был бы тот, который дает совмещенное изображение с наименьшим вертикальным размером (этот метод иногда используется программами сшивания).
ЭТАП 4:ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ФОТО
После того, как контрольные точки, перспектива точки схода и проекция изображения выбраны, программное обеспечение для сшивания фотографий может начать искажать и выравнивать каждое изображение, чтобы создать окончательную сшитую фотографию. Часто это самый ресурсоемкий шаг в процессе. Он работает путем систематического поиска комбинаций рыскания, тангажа и крена, чтобы минимизировать совокупную ошибку между всеми парами контрольных точек. Этот процесс также может корректировать параметры искажения объектива, если они неизвестны.
Рыскание 
Питч Ролл Обратите внимание, что приведенные выше фотографии немного искажены; это сделано для того, чтобы подчеркнуть, что, когда программное обеспечение для сшивания позиционирует каждое изображение, оно корректирует перспективу, и что степень искажения перспективы зависит от положения этого изображения относительно точки схода.
Ключевым показателем качества, о котором следует помнить, является среднее расстояние между контрольными точками . Если это расстояние велико по сравнению с размером отпечатка, то швы могут быть видны независимо от того, насколько хорошо они растушевываются. Первое, что нужно проверить, это то, что какие-либо контрольные точки были размещены по ошибке и соответствуют ли они другим рекомендациям, перечисленным на этапе 2. Если среднее расстояние все еще слишком велико, это может быть вызвано неправильно снятыми изображениями, включая ошибку параллакса из-за движения камеры. или не использовать панорамную головку.
ЭТАП 5:ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ И СМЕШИВАНИЕ ШВОВ ВРУЧНУЮ
В идеале было бы желательно разместить швы фотографий вдоль неважных или естественных точек разрыва в сцене. Если программное обеспечение для сшивания поддерживает многослойный вывод, это можно сделать вручную, используя маску в фотошопе:
 | ||
| Без смешивания | Ручное смешивание | Маска из ручного смешивания |
Обратите внимание, как приведенный выше ручной бленд выравнивает небо и избегает видимых скачков вдоль геометрически выступающих архитектурных линий, включая полумесяц колонн, ряд статуй на переднем плане и белое здание вдалеке.
Не забудьте растушевать маску на больших расстояниях для получения гладких текстур, таких как область неба выше. Для мелких деталей смешивание на больших расстояниях может привести к размытию изображения, если между фотографиями есть какое-либо несоответствие. Поэтому лучше всего смешивать мелкие детали на коротких расстояниях, используя швы, которые избегают каких-либо легко заметных разрывов (посмотрите «маску ручного смешивания» выше, чтобы увидеть, как были смешаны небо и здания).
С другой стороны, растушевка швов вручную может занять очень много времени. К счастью, некоторые программы для сшивания имеют автоматизированную функцию, которая может выполнять это одновременно, как описано в следующем разделе.
ЭТАП 5:АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕ И СМЕШИВАНИЕ ШВОВ
Один из лучших способов смешивания швов на совмещенной фотографии — это использование техники, называемой «сплайнами с несколькими разрешениями», которая часто может исправить даже плохо снятые панорамы или мозаики. Он работает, разбивая каждое изображение на несколько компонентов, подобно тому, как фотография RGB может быть разделена на отдельные каналы красного, зеленого и синего цветов, за исключением того, что в этом случае каждый компонент представляет другой масштаб текстуры изображения. Элементы мелкого масштаба (например, листва или мелкая трава) имеют высокое пространственное разрешение, в то время как объекты более крупного масштаба (например, градиент ясного неба) имеют низкое пространственное разрешение.
Исходное черно-белое изображение→ 
Выберите обработанное изображение:| Крупномасштабные текстуры | Мелкие текстуры |
Сплайн с несколькими разрешениями эффективно смешивает каждый размер текстуры по отдельности, а затем рекомбинирует их для воссоздания фотографии нормального вида. Это означает, что компоненты с более низким разрешением смешиваются на большем расстоянии, тогда как компоненты с более высоким разрешением смешиваются на более коротких расстояниях. Это решает распространенную проблему видимых скачков на стыках, соответствующих гладким областям, или размытости вдоль стыков, соответствующих мелким деталям.
В приведенном ниже примере мы демонстрируем, казалось бы, невозможное сочетание яблока и апельсина — объектов, которые содержат разные крупномасштабные цвета и мелкую текстуру.
| Показать: | Яблоко | Оранжевый |
Отдельные изображения→| Показать: | Пернатый (Обычный) | Многоразрешение Сплайн |
Смешанное изображение Конечно, эта смесь «яблок и апельсинов», скорее всего, никогда не будет преднамеренно воспроизведена на склеенной фотографии, но она помогает продемонстрировать истинную силу техники.
наведите указатель мыши на изображение, чтобы увидеть окончательный результат смешивания
Приведенный выше пример демонстрирует его использование в панораме реального мира. Обратите внимание на сильно неравномерную яркость неба на стыках, что в первую очередь вызвано ярко выраженным виньетированием (засветка по краям кадра из-за оптики). Наведите указатель мыши на это изображение, чтобы увидеть, насколько хорошо работает сплайн с несколькими разрешениями.
Smartblend и Enblend — это два дополнительных инструмента, которые могут выполнять сплайн с несколькими разрешениями в PTAssembler и другом программном обеспечении для сшивания фотографий. Дополнительным преимуществом Smartblend является возможность интеллектуального размещения швов на основе содержимого изображения.
ЭТАП 6:ЗАВЕРШЕНИЕ
Здесь можно обрезать стежок неправильной формы, чтобы он соответствовал стандартному прямоугольному соотношению сторон или размеру кадра. Затем собранную панораму можно рассматривать как любую обычную фотографию с одним изображением с точки зрения постобработки, которая может включать уровни фотошопа или кривые фотошопа. Самое главное, к этому изображению потребуется нерезкая маска или другой метод повышения резкости, поскольку искажение перспективы (с использованием интерполяции изображения) и смешивание приведут к значительному смягчению.
Дополнительную информацию по этой теме см. в:
Часть 1:Объединение фотографий в цифровые панорамы
или учебное пособие по проекциям изображений
