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Tutorialbeschreibung

Panoramafotografie Teil 07 - Stitchen: Oder was passiert eigentlich im PC?

Panoramafotografie Teil 07 - Stitchen: Oder was passiert eigentlich im PC?

Transformation, Positionierung, Rendering, Blending: Es geht an das “Stitchen”, also das Übereinanderschieben und Verbinden der einzelnen Aufnahmen mit einer Panorama-Software zu einem nahtlosen Panoramabild. In der Software wird dafür in vielen Arbeitsschritten – mehr oder weniger sichtbar – transformiert, positioniert, gerendert und geblendet.

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Panoramafotografie Teil 7 – Stitchen: Oder was passiert eigentlich in der Panorama-Software?

Die Aufnahmen für das Panorama sind reihum gemacht und mit dem Wissen aus dem vorherigen Teil der Serie wurden auch die optischen Fehler in den Bildern korrigiert: Verzeichnung, Vignettierung und chromatische Aberration. Wir haben also optimales Ausgangsmaterial, um endlich ein Panorama zu “stitchen”.

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Stitchen (engl. to stitch = nähen) ist aber mehr als nur das einfache Zusammennähen der Bilder, wie es der Begriff des Nähens zunächst erwarten lässt; beim einfachen Zusammennähen erhielten wir das altbekannte Schnibbel-und-Klebe-Panorama ...

Beim Stitchen eines Panoramas in einem Panoramaprogramm laufen grundsätzlich vier Prozesse ab:
• Die Einzelbilder werden in ihrer Perspektive aneinander angepasst (Transformation).
• Sie werden so zueinander verschoben, dass sie lückenlos aneinander passen (Positionierung).
• Sie werden berechnet (Rendering) und
• letztlich zu einem einzigen nahtlosen Panoramabild verbunden (Blending).


Transformation

In der Panorama-Software läuft jetzt einer der fundamentalsten Schritte ab: Die verschiedenen Bilder werden in ihrer Perspektive einander angeglichen. Das heißt, die flachen Einzelbilder werden so umgeformt bzw. verzerrt, als würde man die Bilder auf einen Zylinder oder eine Kugel legen und später wieder flach ausbreiten.

 
Das ist ein höchst komplexer Prozess der Projektion, mit dem sowohl der Blickwinkel gewählt als auch das grundsätzliche Erscheinungsbild eines Panoramas gesteuert wird.

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Die Wahl der Projektionsart wird normalerweise schon früh in der Panorama-Software vorgenommen. Das Thema Projektion ist aber nicht ganz ohne und erlaubt uns viel Gestaltungsspielraum: Es wird im nächsten Teil dieser Serie detailliert behandelt.


 

Positionierung

Beim Stitchen wählt man auf jeweils zwei sich überlappenden Segmenten identische Punkte aus und verbindet diese mit virtuellen Stecknadeln, den sogenannten Kontrollpunkten. Mehrere Paare von Kontrollpunkten verknüpfen dann die Bildpaare unverrückbar miteinander. Dieser Arbeitsschritt wird reihum ausgeführt, bis alle Segmente der Aufnahmeserie untereinander verbunden sind und, falls es sich um eine 360-Grad-Aufnahme handelt, der Aufnahmekreis geschlossen ist. Man hat jetzt Referenzen von einem Bild zum nächsten.

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Bei einem perfekt kalibrierten Objektiv würden zwei Punktepaare pro Bildpaar für ein gutes Ergebnis ausreichen. In der Praxis ist die Sache mit der perfekten Kalibrierung jedoch nicht so einfach, sodass für jeden weiteren Parameter, der optimiert werden muss, zumindest ein weiteres Punktepaar hinzukommt.

Per Hand ist das Setzen der Kontrollpunkte ein mühsamer Prozess; zum Glück jedoch sind die Algorithmen zum automatischen Auffinden identischer Details in den Bildpaaren in den letzten Jahren recht gut geworden.

Im folgenden Schritt vergleicht der “Optimizer” alle diese Punktepaare nach mathematischen und statistischen Regeln miteinander und errechnet auch die beste Position der einzelnen Bilder zueinander.

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Obwohl jetzt die Position aller Bilder untereinander genau definiert ist, bleibt diese Verbindung aber zunächst nur virtuell, da es bisher eine rein mathematische Beschreibung und noch kein Panoramabild ist. Dies erklärt auch, warum eine gespeicherte Projektdatei so klein ist: Es werden keine Bilddateien, sondern lediglich Angaben über die Kontrollpunkte und mathematische Anweisungen, wie die einzelnen Bilder zu positionieren und verzerren sind, gespeichert.

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Rendering

Dies ist der eigentliche Arbeitsschritt, bei dem aus den Einzelbildern ein Panoramabild wird. Die einzelnen Bilder werden entsprechend den vorher ermittelten Angaben zu Projektion und Position im Panorama neu berechnet, bzw. gerendert (engl. to render = darstellen; im Computervokabular auch: Ein Bild berechnen und ausgeben). Diese rein mathematische Transformation der Bilder ist im ganzen Prozess des Stitchens die am wenigsten problematische und hätten wir perfektes Ausgangsmaterial, wäre damit das Stitchen auch eigentlich schon abgeschlossen ... aber das Material ist nie perfekt und damit kommt dem Blending eine zentrale Aufgabe im Prozess des Stitchens zu.

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Blending

Das Blending, also die nahtlose Verbindung (engl. to blend = verbinden, ineinander übergehen) der transformierten und positionierten Einzelbilder zu einem einzigen Panorama ist die zentrale Herausforderung für die Panorama-Software. Waren bis vor Kurzem manuelle Nacharbeiten an den Nahtstellen fast unumgänglich, gibt es heute gute Algorithmen zum Blending, die entweder direkt in den Panorama-Software-Paketen integriert sind oder als externe Hilfsmittel wie „Enblend“ oder „Smartblend“ hinzugezogen werden. An dieser Stelle hat die Stitching-Software ihre Aufgabe erledigt: Das Panorama ist in der “Rohfassung” erstellt und wir haben jetzt eine einzige Bilddatei mit dem Panorama.

Nichts ist hier aber perfekt und so gibt es immer Situationen, in denen weitere Bearbeitungsschritte erforderlich sind. Für diese möglicherweise notwendigen Nacharbeiten muss dann in ein Bildbearbeitungsprogramm gewechselt werden.


Nacharbeiten

Jetzt kommen die Feinarbeiten mit einem Bildbearbeitungsprogramm an die Reihe. Häufig stimmt die Helligkeit im Bereich der Nähte nicht überein, im Himmel beispielsweise bedingt durch die Verwendung eines Polfilters oder durch die Vignettierung des Objektivs. Es gibt aber auch Fehler, die sich in Brüchen von Linien oder Kanten bemerkbar machen. Meist wurden sie durch eine nicht optimale Positionierung und optische Korrektur der Bilder verursacht oder durch sich bewegende Objekte, die während der Aufnahme ihre Position veränderten, wie z. B. laufende Personen oder vorbeiziehende Wolken. Sind diese Nacharbeiten abgeschlossen, haben wir unsere Masterdatei und das Panorama kann präsentiert werden.


Maßarbeit ist keine Hexerei!

Die dargestellten Schritte Transformation, Positionierung sowie das Rendering und Blending laufen grundsätzlich in jeder Panorama-Software ab – je nach Programm mehr oder weniger umfassend für den Benutzer sichtbar. Mal wird ein Schritt unsichtbar im Hintergrund ausgeführt, mal werden Schritte zusammengefasst oder ihre Reihenfolge verändert.

 
Dies ist zugleich der wesentliche Unterschied zwischen den vielen Panoramaprogrammen: die Benutzer-Oberfläche und -führung. Ein Programm versteckt viele Funktionen und Schritte vor dem Benutzer und verwöhnt den Anwender durch eine Vollautomatik. Bei einem anderen Programm steuert der Anwender alle Schritte zur Erstellung eines Panoramas!

Der beste Kompromiss ist wohl eine Reihe guter Automatikfunktion mit der Möglichkeit, an jedem Schritt der Panoramaproduktion steuernd einzugreifen.

Auch wenn die Algorithmen immer besser werden und häufig sehr gute Ergebnisse liefern, produzieren sie immer wieder Fehler oder versagen auch schon mal schlichtweg. Dann ist es notwendig, manuell einzugreifen und dem Programm zu helfen. Hat man grundsätzlich verstanden, was für Prozesse in einer Panorama-Software ablaufen, sind diese steuernden Eingriffe keine Hexerei und der eindrucksvollen Präsentation steht kaum noch etwas im Wege.

Sehr praktisch ist, dass unsere eine gestitchte und optimierte Master-Datei die Grundlage für verschiedene Varianten der Präsentation bildet: Einmal das digitale Panorama, auch QuickTime- oder VR-Panorama genannt, zur ausschließlichen Betrachtung am Bildschirm bzw. im Internet, in dem sich der Betrachter interaktiv per Tastatur und Maus bewegen kann. Weiterhin die für die Betrachtung am Bildschirm, z. B. beim Versand per E-Mail oder Einstellen auf die Homepage, gedachte verkleinerte Version des “flachen” (jetzt aber statischen) Panoramas. Schlussendlich als Königsdisziplin die aufwendigste, anspruchsvollste, kostspieligste und häufig auch schönste Art der Wiedergabe: die Präsentation als Papierbild.


Vorschau

Nachdem in diesem Teil der Serie abstrakt die grundsätzlichen Arbeitsschritte innerhalb eines jeden Panoramaprogramms erklärt wurden, werden in Kürze verschiedene reale Programme zur Panoramaproduktion im Tutorial zur Software vorgestellt. Im nächsten Teil der Serie geht es aber noch einmal, wie angedeutet, ausführlich um die Transformation und damit um das Thema Projektion – und wie sie das Erscheinungsbild eines Panoramas beeinflusst.


Kommentare
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Portrait von shk79
  • 02.08.2012 - 11:34

Inhaltlich etwas knapp aber trotzdem informativ.

Portrait von chris1986m
  • 01.10.2010 - 12:40

Gut erklärt, Klasse Tipps

Portrait von magicg
  • 23.02.2010 - 09:15

Prima erklärt, hilfreiche Tipps. Leider habe ich nur keinen MAC :O(.

Portrait von loe
loe
  • 22.02.2010 - 18:22

Danke! Diese Erklärungen sind für mich unheimlich wertvoll!

Portrait von mielkedet
  • 18.02.2010 - 20:41

Spart teures Geld für Fachliteratur

Portrait von HorstMueller
  • 01.10.2009 - 22:47

Gut erklärt. Schön geschrieben. Sehr verständlich.

Portrait von bruceclewett
  • 10.09.2009 - 12:46

endlich eine logische erklärung. vielen dank!

Portrait von KSFoto
  • 10.09.2009 - 07:11

lässt keine fragen offen

Portrait von asupp
  • 30.07.2009 - 09:01

Danke für die weiteren Details..!

Portrait von trolli4
  • 03.07.2009 - 09:40

Gefällt mir sehr gut. Gut beschrieben. Danke.

Portrait von tdevres
  • 26.06.2009 - 10:29

toll erklärt !! super sache

Portrait von roemerson
  • 25.06.2009 - 14:23

echt gut erklaert, danke!

Portrait von Yetibernd
  • 24.06.2009 - 19:39

weiter so, sehr gut erklärt.

Portrait von amphore
  • 24.06.2009 - 08:00

Sehr anschaulich beschrieben.

Alternative Portrait
-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)
  • 23.06.2009 - 20:52

Sehr informativ! Werd ich gleich mal ausprobieren

Portrait von sambutera
  • 23.06.2009 - 16:13

Tolle Serie und sehr hilfreich

Portrait von roman2
  • 23.06.2009 - 13:15

wie immer toll !!!!!!!!!!!!!!!

Portrait von moika111
  • 23.06.2009 - 07:41

Toller Artikel und für jeden der ein bischen Mehr wissen will.

Portrait von Rambow360
  • 22.06.2009 - 20:28

Alles sehr gut und einfach erklärt

Portrait von jbpsd
  • 22.06.2009 - 11:25

Alles einfach gut erklärt !!!!!!!!!!!!!!!!!

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