Die Entstehung eines Giga-Panorama…

Allgemeine Informationen zur Entstehung eines Giga-Panorama

    •    Was ist ein Giga-Panorama?

    •    Eingesetzte Ausrüstung für die Aufnahmen der Einzelbilder

    •    Grundlagen der Aufnahmen für ein Giga-Panorama

    •    Hilfsmittel für die Erstellung gut ausgerichteter Aufnahmen

    •    Zusammenführen der Einzelbilder zu einem Giga-Panorama (stitching)

    •    Herausforderungen und Fehler in einem Giga-Panorama

    •    Panorama Viewer: Das riesige Bild auf dem kleinen Bildschirm…


Was ist ein Giga-Panorama?

Vereinfacht gesagt: Ein Bild mit einer Auflösung von mehr als 1 Giga-Pixel.

Als „Pixel“ wird ein einzelner Punkt eines digitalen Bildes bezeichnet.


1 Giga-Pixel  sind:    1’000 Mega-Pixel  oder  1’000’000’000 Pixel


Zum Vergleich:

Ein Bild mit dem iPhone 4s aufgenommen hat 8 Mega-Pixel

Das Bild einer Nikon D7000 hat 16.2 Mega-Pixel

Das Bild einer Nikon D800 hat 36 Mega-Pixel


Hier der Grössenvergleich:











Die graue Fläche entspricht dem Panorama „Küsnacht (Ost)“ mit 43.35 Giga-Pixel

    •    blau: iPhone 4s / 8 Mega-Pixel

    •    grün: Nikon D7000 / 16.2 Mega-Pixel

    •    gelb: Nikon D800 / 36 Mega-Pixel



Ein anderer Grössenvergleich:

Um die optimale Qualität einer Vergrösserung zu erhalten, sollte dem Labor ein Bild mit einer Auflösung von 300 dpi geliefert werden.

Das Bild einer Nikon D7000 (16.2 Mega-Pixel / 4928 x 3264 px) kann bei optimaler Qualität in einer Grösse von 42 x 28 cm geliefert werden.

Das Panorama „Küsnacht (Ost)“ könnte bei gleicher, optimaler Qualität in einer Grösse von sagenhaften 19.7 x 5.2 Meter hergestellt werden!

























Das „fertige Bild“ würde eine Hausfassade bedecken - hätte aber die volle Auflösung und Qualität wie ein Bild in einem Fotoalbum…

Eingesetzte Ausrüstung für die Aufnahmen der Einzelbilder

Kamera und Objektiv (für Panorama-Aufnahmen)

    •    Nikon Spiegelreflexkamera (D800E; D850)

    •    Nikon AF-S 300mm f/2.8 VR

    •    Nikon AF-S 70-200mm f/2.8 VR

    •    Nikon AF-S 24-70/2.8E ED VR


Stativ

    •    Gitzo G1258LVL

    •    Novoflex BasicBall


Panorama-Kopf-Zubehör

    •    Manfrotto 338 Nivelliervorrichtung

    •    Manfrotto 300N Panorama-Drehteller


Panorama-Kopf

    •    Really Right Stuff: Ultimate-Pro Omni-Pivot Package  (manuell / Bild)

    •    GigaPan EPIC pro  (automatisch / Bild)


Computer

    •    MacBook pro  (2.9 GHz Intel Core i7; 16 GB RAM; 2 TB SSD)


Software

    •    PTGui pro  (Stitchig)

    •    Adobe Photoshop CC 2019  (Bildbearbeitung)

    •    krpano  (Viewer: HTLM5)

Grundlagen der Aufnahmen für ein Giga-Panorama

Im Gegensatz zu einem ganz normalen Bild besteht ein Panorama aus mehreren Aufnahmen, die dann zu einem grossen Bild zusammengefügt werden.


Das übliche Format eines Fotos ist 3:2.






Um ein Panorama erstellen zu können, werden mehrere Bilder aufgenommen. Die Kamera wird dabei nach jeder Aufnahme geschwenkt.






Soll ein einzeiliges Panorama erstellt werden, so kann die resultierende Auflösung erhöht werden, indem die Aufnahmen im Hochformat erfolgen.







Die Bilder werden überlappend aufgenommen.






Der orange Bereich ist jeweils nur einmal vorhanden. Der blaue, überlappende Bereich ist „doppelt“ vorhanden und ermöglicht ein lückenloses Zusammenfügen.


Ein Giga-Panorama besteht aus mehreren Zeilen mit vielen Bildern pro Zeile (Mosaik).













Dieses Beispiel besteht aus 3 Zeilen mit je 5 Bildern.



Hilfsmittel für die Erstellung gut ausgerichteter Aufnahmen

Hilfsmittel für die Erstellung gut ausgerichteter Aufnahmen

Bei den Panorama-Aufnahmen ist es sehr entscheidend, dass die einzelnen Aufnahmen gut ausgerichtet und gleichmässig überlappend sind. Die mehreren hundert Aufnahmen, die bei einem Giga-Panorama benötigt werden, sind „aus der Hand“ nicht mehr möglich.


Für meine Panoramen verwende ich zwei unterschiedliche Panoramaköpfe.


Bei „manuellen“ Aufnahmen verwende ich den Panorama-Kopf von Really Right Stuff zusammen mit dem Manfrotto Panorama-Drehteller. Mit dieser Kombination sind die Aufnahmen (auch bei mehrzeiligen Panoramen) gut ausgerichtet und regelmässig überlappend. Vor jedem Bild wird die Kamera von Hand geschwenkt und mit dem Kabelauslöser wird die Aufnahme ausgelöst. Vor der nächsten Zeile wird die Kamera nach unten geschwenkt und die nächste Zeile wird aufgenommen.












Für ein ganz grosses Panorama (und wenn das Material gut an den Aufnahmeort transportiert werden kann) verwende ich den automatischen Panoramakopf „EPIC pro“. Dieser Aufnahmeroboter erstellt die Bilder - nach erfolgter und sorgfältiger Programmierung - selbstständig. Die Auslösung der Aufnahme erfolgt durch EPIC pro (Kabelverbindung).













Zusammenführen der Einzelbilder zu einem Giga-Panorama

Das Zusammensetzen - genannt stitching - der Bilder (teilweise bis zu 700) erfolgt mit spezieller Software. Alle hier gezeigten Giga-Panorama wurden mit PTGui zusammengesetzt.


Die Finalisierung des zusammengesetzten Giga-Panoramas erfolgte in Photoshop.

Herausforderungen und Fehler in einem Giga-Panorama

Eine Aufnahmeserie für ein Giga-Pano mit 700 Bildern kann bis zu einer Stunde dauern. Im Normalfall werden die Aufnahmen zeilenweise von links oben nach rechts unten aufgenommen.













Hat das Panorama beispielsweise 70 Bilder pro Zeile, dann wird die darunterliegende Zeile rund 5 Minuten später aufgenommen.

Falls sich die Situation im Aufnahmebereich in dieser Zeit verändert, dann entstehen nicht korrigierbare Fehler. Am Beispiel eines parkenden Autos soll das gezeigt werden.













Das Auto steht so im Aufnahmebereich, dass es in den Aufnahmen der Zeile 1 (Bilder 1-5) und der Zeile 2 (Bilder 6-10) abgebildet wird.

Falls sich das Auto nach den Aufnahmen der Zeile 1 entfernt, so fehlt in den Aufnahmen der Zeile 2 das Auto.










Beim Zusammensetzen des Panoramas fehlt die Frontpartie des Autos. Dieser Teil des Autos ist auf keiner Aufnahme vorhanden - der Parkplatz ist im Bereich der Zeile 2 leer! 














Gewisse Bildteile sind im überlappenden Bereich der Einzelbilder mehrfach vorhanden.













Bei einem Mosaik ist der orange Bereich nur einmal vorhanden. Der blaue Bereich ist „doppelt“, der grüne sogar auf vier Aufnahmen vorhanden. Bei Situationen wie dem „Auto-Beispiel“ oben, kann teilweise - dank des überlappenden Bereiches - etwas „repariert“ werden.


Ein weiteres „Problem“ kann durch sich langsam bewegende Objekte entstehen.








Diese Person bewegt sich ungefähr gleich schnell durch den Aufnahmebereich wie die Kamera geschwenkt wird. Dadurch, dass die Person im Moment der Aufnahmen jeweils auch im Zentrum des Einzelbildes ist, wird diese Person im fertig zusammengesetzten Panorama mehrfach zu sehen sein…


Und wenn die Sonne wandert? Auch der Schatten verändert sich von einer Aufnahme-Zeile zur nächsten…


Diese Beispiele zeigen, dass „alles was sich bewegt“ zu Problemen und Fehlern führen kann. Aber das lässt sich bei einem Giga-Panorama nicht umgehen! 


Hier einige Beispiele die erkannt und in PTGui oder mit Photoshop korrigiert wurden:


Panorama Viewer: Das riesige Bild auf dem kleinen Bildschirm…

Das sehr grosse Bild könnte in vernünftiger Zeit nicht über das Internet auf den Computer geladen werden. Auch die Anzeige wäre auf den meisten Geräten gar nicht möglich.


Mit krpano wird das grosse Bild in verschiedenen Auflösungen (Layer) gespeichert und die einzelnen Layer werden in Kacheln (512 x 512 px) unterteilt. Heruntergeladen und angezeigt werden jeweils nur die benötigten Kacheln (angezeigter Ausschnitt) des aktuellen Layers (gewählte Zoomstufe).


Das Giga-Panorama Zürich (13.28 Gigapixel) besteht beispielsweise aus 8 Layern und total gut 68’000 Kacheln.

©2020 - Martin Kuhn, 8700 Küsnacht - Mail