miércoles, 11 de febrero de 2009

En busqueda de la panoramica perfecta

En busqueda de la panoramica perfecta

La creacion de fotografias panoramicas puede surgir a partir de varios puntos de vista, podemos buscar una foto que cubra un angulo de vision mayor a lo que nuestros lentes pueden capturar o bien podemos simplemente querer una fotografia de mayor resolucion a lo que nuestra camara puede obtener. Una panoramica bien realizada permite fotografias de resolucion arbitraria a un costo mucho menor de lo que saldria una camara equivalente para lograrlo en una sola toma.

Una foto de alta resolucion permite impresiones arbitrariamente grandes sin perdida de detalles, en muchos casos una panoramica puede incluso superar el umbral de resolucion del ojo humano. Es cierto que para una buena impresion hacen falta menos megapixeles de lo que uno piensa pero nunca esta de mas que sobre resolucion.

Una foto panoramica lo que hace es agrandar virtualmente el tamaño del sensor, una foto panoramica de 3 fotos en 100mm equivale a tomar una foto en 100mm con un sensor 3 veces mayor al que tenemos. No es equivalente a tomar la misma foto en una distancia focal menor ya que la perspectiva sigue siendo la que corresponde a un lente de 100mm.

Sobre el FOV, la cantidad de fotos y la resolucion

El primer paso en una fotografia panoramica es decidir la distancia focal a usar, la cantidad de fotos a sacar y la resolucion final que deseamos. Vamos a suponer que el angulo de vision que llamaremos fov por sus siglas en ingles (field of view) es fijo ya que depende de nuestra composicion y la composicion, asumimos, no puede modificarse. En base a un fov fijo existen dos escenarios:

1. Fijar la distancia focal y en base al angulo de vision determinar cuantas fotos sacar.
2. Fijar la cantidad de fotos a sacar y en base al angulo de vision determinar la distancia focal.

El primer escenario tiene sentido cuando tenemos un solo lente disponible, fijamos la distancia focal y determinamos cuantas fotos hay que sacar para el fov planteado.

El segundo escenario aplica cuando el objetivo es una fotografia de una cierta resolucion (megapixeles) y entonces para esa resolucion buscada y el fov que es fijo determinamos que lente deberiamos usar en base a la distancia focal que nos de el numero de fotografias buscadas.

Para determinar el numero de fotos, distancia focal y/o fov podemos usar una calculadora de panoramas, existen varias y recomiendo la de Frank van der Pohl.

Tambien podemos usar una tabla como la de abajo en la cual cada linea representa una distancia focal, el eje X representa el fov desde 30 hasta 360 grados y el eje Y nos da el numero de fotos a sacar. Esta tablita es util imprimirla ya que la podemos llevar con nosotros y nos ahorra el uso de la calculadora.























Tabla pensada para 20% de solapamiento y camara en posicion vertical (portrait)

Tenemos entonces hasta ahora:
  • El fov o angulo de vision de nuestro panorama
  • La distancia focal a usar
  • El numero de fotos a tomar
El paso siguiente es tomar las fotos, en general se busca entre un 20% y 30% de solapamiento, las cuentas en la tablita que presentamos estan basadas en un 20% de solapamiento, la calculadora permite variar el solapamiento.

Si la panoramica requiere de mas de una "fila" de fotos resultando en un "mosaico" no hay problema alguno, el FOV vertical puede calcularse igual que el horizontal.

Fusion de foco y exposicion

En muchas panoramicas cada una de las fotos que compone la panoramica no es una sola foto sino que son varias, hay en general dos escenarios en los cuales se presenta la necesidad de sacar mas de una foto de cada porcion de panoramica.

1. Fusion de exposiciones

Puede ocurrir que en una escena de alto contraste una sola foto no logre el rango dinamico necesario para la escena, el cielo podria quedar quemado o bien ciertas partes del primer plano muy oscuras. El uso de flash de relleno es altamente peligroso pues la luz no seria uniforme en cada porcion de la panoramica.

En estos casos lo que debemos hacer es obtener multiples exposiciones de cada foto de la panoramica, tantas como sean necesarias para lograr la exposicion deseada.

2. Fusion de foco

Puede ocurrir tambien que debido a la distancia focal usada una parte de la panoramica combine elementos en primer plano con elementos del fondo y la apertura seleccionada no permita que ambas cosas esten correctamente en foco, en estos casos hay que sacar dos o mas fotos en las cuales cada una tenga el foco correcto en los distintos planos que observamos en la panoramica.

Como conclusion podemos tener una panoramica de 4 fotos para la cual tengamos que sacar, por ejemplo, 12 fotos.

El Workflow, el workflow!

El Workflow de trabajo recomendable consiste en primero resolver cada fotograma de la panoramica (cada pila de fotos) y luego ensamblar todo.

Para hacer el stacking fusionando exposicion y foco se puede usar tufuse que es un software gratuito que permite fusionar tanto el foco como la exposicion. Otras opciones para fusion de foco son HeliconFocus y CombineZM, para fusionar exposiciones Enfuse. Tufuse es el unico software que hace ambas cosas.

Podemos tener por ejemplo:

Foco en el fondo
foto1.jpg (exposicion para el cielo)
foto2.jpg (exposicion para edificios)

Foco en el frente
foto1.jpg (exposicion normal)

Para mezclar todo usamos

tufuse.exe -p 2 -o fotograma1.tif foto1.jpg foto2.jpg foto3.jpg

El parametro -p 2 indica dos pasadas para crear la fusion una para exposicion y otra para foco. El resultado es un tif que sera parte de nuestra panoramica en el cual el foco y la exposicion son correctos tanto para el primer plano como para el fondo.

Este proceso lo repetimos para todas las "pilas" de nuestra panoramica, no es necesario que todas las pilas tengan la misma cantidad de fotos, en donde solo hay 1 plano no hace falta apilar el foco y donde no hay diferencias grandes de exposicion solo hace falta una exposicion, es decir que la cantidad de fotos para cada parte de la panoramica puede ser heterogenea.

Armado de la panoramica


No es el objetivo de este articulo discutir como armar la panoramica pero me gustaria apuntar a los tres programas mas recomendables para el armado de la panoramica que son PtGUI, Hugin y PtAssembler. Hugin es gratuito, PtGUI es comercial y es el de interfase mas amistosa, PtAssembler es el mas avanzado y no es apto para novatos por su interfase un tanto dura.

Si usamos PtAssembler podemos directamente hacer el stacking en PtAssembler ya que puede llamar a tufuse o CombineZM para realizar el stacking, al cargar las imagenes en la pantalla 1 de PtAssembler se puede seleccionar un grupo de imagenes y asignarles un ID de stack, de esta forma definimos los stacks a usar. Luego en el paso5 hay que asegurarse en "processing options" que el output sea tiff_m y que este habilitada la opcion de hacer stacking. Para mas informacion visitar la documentacion online de PtAssembler.

Resumen

El Workflow presentado entonces es el siguiente.

1. Determinar FOV, cantidad de fotos y distancia focal.
2. Para cada foto:
2.1 Determinar cantidad de fotos a tomar por foco (1 a N)
2.2 Determinar cantidad de exposiciones para cada foto (1 a N)
2.3 Sacar la foto
3. Mover el tripode
4. Volver a 2 hasta terminar la panoramica
5. Fusionar cada pila con tufuse
6. Ensamblar el resultado con Hugin, PtGUI o PTAssembler
7. Crop, ajustes finales en Gimp o Photoshop

Ejemplo Practico

Tenemos una escena tomada desde un balcon en donde la panoramica consta de 3 fotos, debido al contraste y la diferencia de foco entre la baranda y los edificios se tomaron 3 o 4 fotos por cada porcion del panorama de la siguiente forma:

Stack 1: Frame Izquierdo






Estas tres imagenes se combinan en una usando
tufuse -p 2 -o izquierdo.tif izq_1.jpg izq_2.jpg izq_3.jpg

Stack 2: Frame central





Estas cuatro imagenes se combinan en una usando
tufuse -p 2 -o central.tif c_1.jpg c_2.jpg c_3.jpg

Stack 3: Frame Derecho





Estas cuatro imagenes se combinan en una usando
tufuse -p 2 -o derecho.tif derecho_1.jpg derecho_2.jpg derecho_3.jpg

Una vez realizado el apilado simplemente cargamos izquierdo.tif, cen.tif y derecho.tif en PtGUI o Hugin y realizamos la panoramica. Como hemos perdido el Exif deberemos indicar distancia focal y factor de crop de la camara que se consiguen facilmente mirando el Exif de alguna de las fotos originales.

El resultado final es:









Como podemos ver tanto la baranda como los edificios estan en foco y usamos F2.8 como apertura para todas las tomas, ademas el cielo esta correctamente expuesto y no quemado al igual que los edificios.

Y por si alguien tiene curiosidad tanto el proceso de apilar primero, stitchear despues con PtGUI o Hugin como el proceso de Stitchear primero y apilar despues de PtAssembler producen resultados identicos.

1 comentario:

  1. Grande Luigis! Muy bueno, cuando fui a hacer mis primeras panos con trípode me surgieron tantas preguntas y delirios, y lalala.

    Muy buen laburo el tuyo preparandonos esta info!

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