PANORAMA DIGITALE DI CUCITURA FOTOGRAFICA

La cucitura di foto digitali per mosaici e panorami consente al fotografo di creare foto con una risoluzione più elevata e/o un angolo di campo più ampio rispetto a quanto normalmente consentito dalla fotocamera o dagli obiettivi digitali, creando stampe finali più dettagliate e prospettive panoramiche potenzialmente più drammatiche e onnicomprensive. Tuttavia, ottenere un risultato senza interruzioni è più complicato del semplice allineamento delle fotografie; implica anche la correzione della prospettiva e della distorsione dell'obiettivo, l'identificazione di corrispondenze pixel-perfette tra l'argomento e la corretta fusione di ogni foto alla loro giuntura. Questo tutorial mira a fornire uno sfondo su come funziona questo processo, oltre a discutere gli ostacoli comuni che si possono incontrare lungo il percorso, indipendentemente dal tipo di software panoramico.

PANORAMICA:VEDERE IL QUADRO IN GRANDE

La cucitura di una foto può richiedere una complessa sequenza di passaggi, che possono cambiare a seconda dell'argomento o del tipo di punto panoramico. Questa procedura può essere semplificata in diversi gruppi di passaggi strettamente correlati, che possono quindi essere affrontati ciascuno in fasi separate. Le sezioni successive di questo tutorial approfondiscono ogni fase con maggiori dettagli, inclusa la terminologia e gli approcci alternativi.

FASE 1 :configurare fisicamente la fotocamera, configurarla per acquisire tutte le foto in modo identico e quindi scattare la sequenza di foto. Il risultato finale è un insieme di immagini che abbraccia l'intero campo visivo, in cui tutte sono riprese praticamente dallo stesso punto di vista.

FASE 2 :la prima fase per iniziare a utilizzare il software di foto stitching; comporta la scelta dell'ordine e del posizionamento preciso che allinea reciprocamente tutte le foto. Ciò può verificarsi automaticamente o richiedere la selezione manuale di coppie di punti di controllo che idealmente dovrebbero sovrapporsi esattamente nell'immagine finale. Questa fase potrebbe anche richiedere l'inserimento delle impostazioni della fotocamera e dell'obiettivo in modo che il software panorama possa stimare l'angolo di campo di ciascuna foto.

FASE 3 :definire la prospettiva utilizzando riferimenti come l'orizzonte, le linee rette o un punto di fuga. Per le foto cucite che comprendono un ampio angolo di campo, potrebbe essere necessario considerare anche il tipo di proiezione panoramica. Il tipo di proiezione influenza se e come le linee rette diventano curve nell'immagine finale cucita.

FASE 4 :spostare, ruotare e distorcere ciascuna delle foto in modo tale da ridurre al minimo sia la distanza media tra tutti i set di punti di controllo, sia mantenere la prospettiva scelta (basata sul punto di fuga). Questa fase richiede l'esecuzione dell'interpolazione dell'immagine digitale su ciascuna foto ed è spesso la più intensiva dal punto di vista computazionale di tutte le fasi.

FASE 5 :riducendo o eliminando la visibilità di eventuali giunzioni tra le foto unendo gradualmente una foto all'altra. Questa fase è facoltativa e talvolta può essere combinata con la fase precedente di spostamento e distorsione di ogni immagine, oppure può anche comportare il posizionamento personalizzato della cucitura per evitare oggetti in movimento (come le persone).

FASE 6 :ritaglia il panorama in modo che aderisca a una determinata dimensione dell'immagine rettangolare (o meno). Ciò può comportare anche eventuali passaggi di ritocco o post-elaborazione necessari per il panorama, inclusi livelli, curve, perfezionamenti del colore e nitidezza.

Il panorama risultante è di 20 megapixel, anche se la fotocamera utilizzata per questo era inferiore a 4 megapixel. Ciò fornisce un livello di dettaglio molto maggiore, qualcosa normalmente ottenibile solo con apparecchiature molto più costose, utilizzando una fotocamera da viaggio compatta, portatile ed economica. Le fasi di cui sopra possono essere riassunte come:

Fase 1	Installazione dell'attrezzatura e acquisizione di fotografie
Fase 2	Selezione dell'allineamento fotografico desiderato e immissione delle specifiche della fotocamera e dell'obiettivo
Fase 3	Selezione della prospettiva e del tipo di proiezione
Fase 4	Il computer sposta, ruota e distorce le foto per conformarle ai requisiti delle fasi 2 e 3
Fase 5	Miscelazione manuale o automatica delle cuciture
Fase 6	Ritaglio, ritocco e post-elaborazione

Nota come le fasi 2-6 vengono tutte eseguite sul computer utilizzando un pacchetto software panoramico, dopo che le foto sono state scattate. Il resto di questo tutorial esamina in modo approfondito la fase 1, con i dettagli sulle fasi 2-6 presentati nella seconda parte del tutorial. Queste fasi dimostreranno che i panorami non sono sempre semplici e richiedono molte decisioni interpretative da prendere lungo il percorso.

BACKGROUND:ERRORE DI PARALLASSE E UTILIZZO DI UNA TESTA PANORAMICA

Le dimensioni e il costo delle apparecchiature panoramiche possono variare drasticamente, a seconda della destinazione d'uso. Essere in grado di identificare quando sono necessarie apparecchiature aggiuntive può far risparmiare tempo e denaro. Qui identifichiamo due tipici scenari di cucitura, in base all'attrezzatura richiesta:

Scenario n. 1
Fotografie a mano o montate su treppiede senza soggetto in primo piano ravvicinato.
TESTA PANORAMICA NON RICHIESTA

Scenario #2
Fotografie montate su treppiede con soggetti in primo piano in più fotogrammi.
RICHIEDE UNA TESTA PANORAMICA

I panorami richiedono che la fotocamera ruoti attorno al centro ottico dell'obiettivo, mantenendo così lo stesso punto di prospettiva per tutte le fotografie. Se la fotocamera non ruota attorno al proprio centro ottico, potrebbe non essere possibile allineare perfettamente le immagini; questi disallineamenti sono chiamati errore di parallasse . Una testa panoramica è un dispositivo speciale che assicura che la fotocamera e l'obiettivo ruotino attorno al loro centro ottico.

Nota:il centro ottico di un obiettivo viene spesso indicato come il suo punto nodale, sebbene questo termine non sia strettamente corretto. Un termine più preciso è la pupilla d'ingresso, ma anche questo si riferisce a una piccola area e non a un singolo punto. La posizione a cui ci riferiamo è quindi il punto al centro della pupilla d'ingresso, che può anche essere chiamato "punto di non parallasse" o "punto prospettico".

Lo scenario 2 è molto più sensibile all'errore di parallasse a causa dell'argomento in primo piano. Con lo scenario 1, piccoli movimenti che deviano dal centro ottico dell'obiettivo hanno un impatto trascurabile sull'immagine finale, consentendo di scattare queste foto a mano libera.

Per capire perché l'argomento in primo piano è così importante, questo può essere illustrato osservando cosa accade per due foto adiacenti e sovrapposte che compongono un panorama. I due pilastri rosa sottostanti rappresentano lo sfondo e i soggetti in primo piano. L'angolo della foto mostrato a sinistra (sotto) è la posizione iniziale prima della rotazione della fotocamera, mentre l'angolo mostrato a destra è dopo la rotazione della fotocamera.

Per una rotazione errata, il cambiamento di prospettiva che ne risulta è dovuto a un errore di parallasse, poiché la fotocamera non è stata ruotata attorno al suo centro ottico. Sposta il mouse sui tre pulsanti sottostanti per vedere l'effetto di ogni scenario:

Rotazione errata:	Scenario n. 1	Scenario n. 2
Rotazione corretta:	Scenario n. 2 con testa panoramica

Nota:la rotazione errata presuppone che la fotocamera sia ruotata attorno alla parte anteriore dell'obiettivo;
la rotazione corretta presuppone la rotazione attorno al centro ottico

SCENARIO N. 1 :Il problema con la seconda immagine (a destra) è che ogni foto nel panorama non vedrà più la stessa prospettiva dell'immagine. Sebbene da ciò possa verificarsi un certo grado di disallineamento, il problema è molto meno pronunciato come quando ci sono oggetti vicini in primo piano, come illustrato per lo scenario n. 2.

SCENARIO #2 :Qui vediamo che il grado di disallineamento è molto maggiore quando gli oggetti in primo piano sono presenti in più di una foto del panorama. Ciò rende assolutamente essenziale che la fotocamera sia ruotata esattamente attorno al suo centro ottico e di solito richiede l'uso di una speciale testa panoramica (come mostrato nello scenario finale).

SCENARIO #2, TESTA PANORAMICA :Qui vediamo che la prospettiva viene mantenuta perché l'obiettivo è ruotato correttamente attorno al suo centro ottico. Ciò è evidente perché nell'immagine a destra, i raggi di luce di entrambi i pilastri coincidono ancora e la colonna posteriore rimane dietro la colonna anteriore. Le foto panoramiche degli interni degli edifici richiedono quasi sempre una testa panoramica, mentre le viste sullo skyline di solito non lo fanno mai. I panorami a più file o sferici possono anche richiedere una testa panoramica montata su treppiede che mantenga l'obiettivo al centro di rotazione per le rotazioni su e giù.

Con cautela, l'errore di parallasse può essere reso non rilevabile nei panorami palmari che non hanno argomenti in primo piano. Il trucco consiste nel tenere la fotocamera direttamente sopra uno dei tuoi piedi, quindi ruotare il tuo corpo attorno alla pianta del piede mantenendo la fotocamera alla stessa altezza e distanza dal tuo corpo.

FASE 1:IMPOSTAZIONE FOTOCAMERA DIGITALE E ACQUISIZIONE PANORAMA

L'acquisizione di un panorama digitale comporta la rotazione sistematica della fotocamera in incrementi per comprendere il campo visivo desiderato. La dimensione di ogni incremento di rotazione e il numero di immagini in totale dipende dall'angolo di campo di ciascuna foto, che è determinato dalla lunghezza focale dell'obiettivo della fotocamera utilizzato e dalla quantità di sovrapposizione tra le foto. L'immagine sottostante è composta da due file di quattro fotografie; la fotocamera ha prima scansionato da sinistra a destra lungo la riga superiore, poi giù fino alla seconda riga e poi di nuovo lungo la metà inferiore dell'immagine da destra a sinistra.

Oltre a ridurre al minimo l'errore di parallasse, la chiave per creare un panorama senza interruzioni è assicurarsi che ciascuna delle foto panoramiche venga scattata utilizzando impostazioni identiche . Qualsiasi cambiamento di esposizione, messa a fuoco, illuminazione o bilanciamento del bianco tra gli scatti crea una sorprendente discrepanza. Se si utilizza una fotocamera SLR digitale, si consiglia vivamente di scattare tutte le foto in modalità di esposizione manuale utilizzando il formato file RAW. In questo modo il bilanciamento del bianco può essere personalizzato in modo identico per tutti gli scatti, anche dopo che le immagini sono state scattate.

Se si utilizza una fotocamera digitale compatta, molte di queste includono una modalità panoramica preimpostata, che mostra l'immagine precedente sullo schermo insieme alla composizione attuale. Questo può essere molto utile con i panorami palmari perché aiuta ad assicurarsi che ogni foto sia livellata e si sovrapponga sufficientemente alla foto precedente. Inoltre, le modalità panoramiche preimpostate utilizzano impostazioni di esposizione manuali, in cui bloccano il bilanciamento del bianco e l'esposizione in base alla prima fotografia (o almeno in base alla prima volta che si tiene premuto il pulsante di scatto a metà).

I panorami possono comprendere un angolo di visione molto ampio, fino a viste panoramiche a 360 gradi e possono quindi comprendere una gamma drastica di illuminazione in tutti gli angoli della foto. Ciò potrebbe comportare problemi nella scelta delle impostazioni di esposizione, poiché l'esposizione diretta al sole o al di fuori del sole potrebbe rendere il resto del panorama troppo scuro o chiaro.

Spesso l'esposizione più intermedia si ottiene puntando la fotocamera in una direzione perpendicolare alla propria ombra , utilizzando un'impostazione di esposizione automatica (come se si trattasse di una singola foto), quindi manualmente utilizzando tale impostazione per tutte le fotografie. A seconda dell'intento artistico, tuttavia, si potrebbe voler esporre in base alle regioni più luminose per preservare i dettagli delle alte luci. Per una fotocamera digitale compatta, l'esposizione può essere bloccata utilizzando la modalità panoramica preimpostata, tenendo premuto il pulsante di scatto a metà con un'angolazione intermedia, quindi scattando le foto in un ordine particolare (assicurandosi che il pulsante di scatto rimanga premuto a metà prima di scattare la prima foto).

Panorama a riga singola Panorama a più file o Mosaico cucito

Assicurati che ogni fotografia abbia una sovrapposizione di circa il 10-30% con tutte le altre foto adiacenti . La sovrapposizione percentuale non deve certo essere esatta; una sovrapposizione troppo alta potrebbe significare che devi scattare molte più foto per un determinato angolo di campo, ma una sovrapposizione troppo piccola potrebbe fornire una regione troppo corta su cui sfumare o reindirizzare il posizionamento delle cuciture.

Tieni presente che se il tuo panorama contiene regioni in movimento, come acqua o persone, è meglio provare a isolare il movimento con un'unica angolazione della telecamera . In questo modo non si verificano problemi in cui qualcuno appare due volte nel panorama o si verifica un disallineamento della foto perché un oggetto in movimento si trova sulla giuntura tra due immagini cucite. Nell'immagine a sinistra, le colorate guardie svizzere marciavano da una parte all'altra, ma il terzo inferiore dell'immagine era contenuto in un'unica foto.

Un'altra considerazione è se cucire un panorama a riga singola con orientamento orizzontale o verticale. L'utilizzo dell'orientamento verticale può raggiungere quasi 2,25 volte il numero di megapixel (per lo stesso soggetto) per fotocamere con sensore digitale con rapporto di aspetto 3:2 (per la stessa sovrapposizione del 20%). Lo svantaggio è che l'orientamento verticale richiede una lunghezza focale maggiore e quindi un'apertura più piccola per ottenere la stessa profondità di campo (poiché l'ingrandimento è aumentato).

Altre considerazioni quando si scattano foto includono la risoluzione totale e la profondità di campo. Si può aumentare drasticamente il numero di megapixel nella loro foto cucita comprendendoli progressivamente più immagini. Tuttavia, lo svantaggio di ciò è che per ottenere la stessa profondità di campo, è necessario utilizzare impostazioni di apertura dell'obiettivo progressivamente più piccole (numeri f/ più grandi) all'aumentare del numero di immagini unite (per lo stesso angolo di visuale). Ciò potrebbe rendere quasi impossibile ottenere determinate risoluzioni con alcuni soggetti, a causa del tempo di esposizione richiesto o perché l'apertura ridotta induce una sfocatura significativa della foto a causa della diffrazione.

Il seguente calcolatore mostra come cambiano il numero di megapixel e le impostazioni dell'obiettivo della fotocamera quando si tenta di creare un mosaico fotografico cucito da una scena che altrimenti sarebbe stata catturata in una singola fotografia . Questo potrebbe essere utilizzato anche per valutare rapidamente quale lunghezza focale è necessaria per comprendere una determinata scena.

Nota:il calcolatore presuppone che le fotografie siano state scattate tutte con lo stesso orientamento, indipendentemente dal fatto che siano tutte con orientamento orizzontale o verticale, e che le foto siano a basso ingrandimento.
I requisiti di profondità di campo vengono calcolati presupponendo che la singola foto e il mosaico verrà stampato nella stessa dimensione. In realtà, i mosaici sono spesso progettati per essere stampati ancora più grandi, nel qual caso il mosaico avrà bisogno di un f-stop ancora più alto di quello mostrato sopra.

Qui vediamo che anche i piccoli mosaici fotografici possono richiedere rapidamente aperture dell'obiettivo e tempi di esposizione poco pratici per mantenere la stessa profondità di campo. Si spera che questo renda chiaro che panorami digitali e mosaici fotografici cuciti sono più difficili da padroneggiare tecnicamente rispetto alle singole fotografie. Si noti inoltre che la sovrapposizione delle immagini può ridurre significativamente la risoluzione finale (rispetto alla somma dei megapixel in tutte le singole foto), il che implica che l'unione di foto non è sicuramente un modo efficiente per archiviare i dati dell'immagine su una scheda di memoria. Il calcolatore di seguito stima i megapixel totali di un mosaico fotografico cucito come percentuale di tutte le sue singole foto.

*nota:"efficienza foto" è definita come i megapixel raggiunti nella foto finale unita, divisi per i megapixel totali utilizzati per tutte le immagini in ingresso.

L'uso di un filtro polarizzatore dovrebbe essere evitato per i panorami estremamente grandangolari , poiché possono apparire forti cambiamenti nella luminosità del cielo. Ricordiamo che i filtri polarizzanti scuriscono maggiormente il cielo quando sono rivolti ad un angolo di 90 gradi rispetto alla direzione del sole, e meno quando sono rivolti direttamente o lontano dal percorso della luce solare. Ciò significa che qualsiasi panorama che si estende per 180 gradi del cielo può vedere le regioni in cui il polarizzatore si scurisce completamente e per niente. Nella foto di un arco a destra è possibile osservare una forte e innaturale pendenza del cielo. Inoltre, i filtri polarizzanti possono rendere i bordi di ogni fotografia molto più difficili da cucire senza mostrare le cuciture visibili.

Inoltre, fai attenzione a cercare panorami di scene con luce che cambia rapidamente , come quando le nuvole si muovono nel cielo e illuminano selettivamente un paesaggio. Tali scene possono ancora essere cucite, ma cerca di evitare che zone mobili di luce (o oscurità) giacciono sulle cuciture.

Infine, cerca di assicurarti che ciascuna delle tue fotografie ruoti nel cielo in una direzione sistematica, simile a una griglia. Con panorami ampi può diventare molto facile spostarsi verso l'alto o verso il basso, richiedendo che una parte inaccettabile del panorama finale venga ritagliata (come mostrato di seguito).

Il risultato di cui sopra può essere evitato posizionando con cura l'orizzonte in una posizione predefinita in ciascuna fotografia (ad esempio a metà della foto, o un terzo, ecc.).

Per ulteriori letture su questo argomento, continua a:
Parte 2:Utilizzo del software Photo Stitching