Фотопанорама

Схема циклорамы (цилиндрической фотопанорамы)

Фотопанора́ма (или панора́мная фотогра́фия) — фотография, имеющая большой угол обзора, то есть демонстрирующая вид местности из одной точки (в которой находилась камера) во многих (иногда во всех возможных) направлениях.

История

Человек издавна стремился освоить приёмы передачи пространства, для демонстрации пространственной связи объектов внешнего мира, в наиболее общем виде. Для этого вначале использовали рисунок, затем - панораму. В живописи была разработана теория перспективы. Позже были созданы специальные приёмы воспроизведения окружающего пространства, например диорама.

С появлением фотографии высокое качество полученных изображений подтолкнуло фотографов к мысли - соединить несколько фотографий, для получения максимально широкого пространственного представления.

Формы представления фотопанорам

Плоскостная (она же планарная) панорама

Плоская развёртка панорамы.

При рассматривании фотопанорамы зритель движется перед плоскостью или сам движет её пред собою.

Пример

Пример плоскостной панорамы — внутренний двор Шёнбрунна. Изображение создано на основе двадцати одного последовательного кадра.

Цилиндрическая панорама (она же циклорама)

Панорама проецируется на боковую часть цилиндра. Если угол обзора по горизонтали равен 360°, то панорама охватывает цилиндр полностью.

При рассматривании такой фотопанорамы зритель находится на оси цилиндра и озирается вокруг (или вращает цилиндр вокруг себя).

Если угол обзора фотопанорамы по горизонтали равен 360°, то циклорама предпочтительнее плоскостной развёртки, так как не требует вертикального разрыва. Другим достоинством циклорамы является возможность правильно ориентировать её по сторонам света — с тем, чтобы зритель, глядя на север, видел то же, что и фотограф видел к северу от себя в момент съёмки.

Пример

• Tokyo Gigapixel Panorama(англ.) — фотопанорама города Токио, размером 6,2 гигапиксела (112794×55100 пикселов). По состоянию дел на 25 января 2009 года именно она являлась крупнейшей в мире фотопанорамой со сглаживанием разницы фокуса и экспозиции на стыках соседних кадров.

Сферическая панорама

Панорама проецируется на внутренность сферы. Если угол обзора по горизонтали равен 360°, а по вертикали равен 180°, то панорама заполняет внутреннюю поверхность сферы целиком.

При рассматривании такой фотопанорамы зритель находится в центре сферы и озирается вокруг (или вращает сферу вокруг себя — хотя, возможно, только по горизонтали).

Если угол обзора фотопанорамы по вертикали равен 180° (или не сильно меньше), тогда сферическая панорама гораздо предпочтительнее плоскостной развёртки или циклорамы, так как позволяет поместить необходимые элементы над наблюдателем или под ним (а на это ни плоскостная развёртка, ни циклорама, естественно, не способны).

Кубическая панорама

Панорама проецируется на внутренность куба. Если угол обзора по горизонтали равен 360°, а по вертикали равен 180°, то панорама заполняет внутреннюю поверхность куба целиком.

С точки зрения зрителя кубическая панорама обладает всеми достоинствами сферической панорамы и в идеале должна создавать у зрителя почти совершенное представление того, что он смотрит именно на поверхность сферы (не считая естественного различения между сферою и кубом, создаваемого бинокулярным зрением человека).

Преимуществом же кубической панорамы по сравнению со сферической является бóльшая простота изготовления, хранения, транспортировки, поскольку иметь дело приходится ужé не с поверхностью сложной формы (со сферою и её секторами), но только с шестью гранями куба — плоскими и квадратными.

Это достоинство кубической панорамы не исчезло даже после перехода от плёночной фотографии к цифровой, ведь компьютерные файлы изображений также содержат кодированное представление точек некоторой плоскости. Именно поэтому, например, в компьютерных играх DooM и Quake II используются именно кубические панорамы пространства.

Технические средства панорамного фотографирования

Внешний вид первых моделей фотоаппарата «Горизонт»,^[+?] производившегося Красногорским заводом^[+?] с 1967 года

Неподвижный фотоаппарат способен получить фотопанораму со значительным углом обзора (до 180° или даже несколько более того), если в качестве объектива используется широкоугольная линза типа «рыбий глаз» (такою линзою снабжается, например, дверной глазок, также обеспечивающий значительный угол обзора внутриквартирному зрителю).

Фотопанорамы с ещё большим углом обзора получают посредством сшивки (англ. stitching) нескольких кадров. Несколько кадров могут быть сделаны либо одновременно (путём использования нескольких фотокамер, ориентированных в разные стороны), либо одним и тем же фотоаппаратом последовательно. В последнем случае между изготовлением кадров фотоаппарат переменяет своё положение, озираясь вокруг. Существуют и такие модели фотоаппаратов, где в неподвижном фотоаппарате автоматически вращаться может объектив; таковы, например, фотоаппараты «Горизонт»,^[+?] производимые Красногорским заводом^[+?] с 1967 года.

Явление параллакса при перемещении фотоаппарата

Вращение фотоаппарата, фотографирующего панораму, должно совершаться вокруг узловой точки объектива, а не то перемещение в пространстве неизбежно приведёт к явлению параллакса и затруднит сшивку, так как на стыке сшиваемых фотоснимков изменится соотношение видимого расстояния между близкими и далёкими предметами (объектами).

Чтобы избежать параллакса, фотоаппарат располагается на таком штативе, который позволяет фотографу переменять направление фотоаппарата в пространстве, не двигая его. В некоторых случаях используется специальная роботизированная подвеска, автоматически вращающая фотоаппарат и делающая снимки — это значительно ускоряет процесс съёмки и исключает неизбежную неточность человека-фотографа (например, автомат обеспечивает строго горизонтальное положение средней линии кадра, создаёт необходимый и достаточный «нахлёст» снимков друг на друга на стыках, и так далее).

Если большинство фотографируемых объектов расположены достаточно далеко от фотографа, то он может совершенно пренебречь параллаксом и фотографировать просто с рук, не прибегая к использованию спецштативов и спецподвесок.

Влияние движущихся объектов

Последовательное изготовление снимков приводит также и к тому, что положение движущихся объектов (прохожих, ветвей растений, транспортных средств, животных, облаков и т. д.) изменяется между последовательными кадрами.

Впрочем, фотограф может в некоторых случаях избавиться от большинства связанных с этим явлением эффектов, перед изготовлением каждого следующего кадра подготовляя или терпеливо дожидаясь того, чтобы все такие объекты убрались из области междукадровых стыков, ведь только в ней разница мешала бы бесшовной сшивке панорамы.

Программное обеспечение для сшивки, просмотра, географической привязки фотопанорам

По мере развития цифровой фотографии появились высококачественные средства сшивки фотопанорам из десятков и сотен отдельных кадров, осуществляющие и выравнивание, и стыковку, и ликвидацию разницы освещённости на стыках, и необходимое геометрическое искажение при проецировании фотопанорамы на цилиндр или плоскость или сферу или куб.

Современные цифровые фотоаппараты нередко имеют специально программное обеспечение, для гладкой сшивки ряда кадров в единое изображение.

Под Linux такой программою является, например, Hugin^[+?] (это свободное программное обеспечение); под Windows — PTGui,^[→+?] AutoPano Pro^[→+?] и прочие коммерческие, собственнические средства.

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников «Традиции», на этом месте должен располагаться раздел, посвящённый Gigapan, Photosynth и другим средствам хостинга, просмотра, географической привязки фотопанорам. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

См. также

• Перспектива
• Рыбий глаз (сверх-широкоугольный объектив для получения изображений, имеет большой телесный угол)

Внешние ссылки

• www.photo-sturm.ru — серия статей по съёмке и «сшивке» панорам
• vt.fsm.dp.ua — Ресурс о виртуальных турах и панорамной съёмке. Есть форум.
• Статья о Panoman 3.0 (программе для создания фотопанорам при помощи мобильного телефона)
• Panodigg(англ.) — блог о фотопанорамах
• Галерея сферических панорам из разных точек мира
• Панорамы высокого разрешения с инструментом просмотра Zoomify

 Панорамные снимки ViewAt (файл меток KMZ для Google Earth)