{"id":9898,"date":"2023-03-02T14:00:35","date_gmt":"2023-03-02T13:00:35","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=9898"},"modified":"2023-03-27T11:18:27","modified_gmt":"2023-03-27T09:18:27","slug":"einzeilige-kugelpanoramen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=9898","title":{"rendered":"Einzeilige Kugelpanoramen"},"content":{"rendered":"\n

Seit ich das erste interaktive Kugelpanorama im Internet gesehen hatte, war ich davon fasziniert.<\/p>\n\n\n\n

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Der Autor und seine charmante Assistentin auf dem Gipfel des Schwarzhorns (Fl\u00fcela) – gespeicherte 2D-Datei in der Rectangularprojektion<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Schon bald nach Kauf meiner Sony Alpha 9 Vollformatkamera hatte ich mir daher ein Fischaugen-Objektiv (Samyang 12mm F2.8 ED AS NCS<\/a>) gekauft, einen «Slant<\/a>«-Adapter gebastelt und damit bisher gute Ergebnisse erzielt. Wie z.B. das obige Kugelpanorama, welches man offline<\/em><\/strong> interaktiv mit dem kostenlosen FSPViewer (Download link<\/a>) betrachten kann. F\u00fcr eine interaktive online<\/em><\/strong> Version bitte hier klicken<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Die Technik der Erstellung von Kugelpanoramen ist im Internet und in Fachb\u00fcchern detailliert beschrieben. Ich pers\u00f6nlich finde das Buch «Panoramafotografie – Der Meisterkurs», ISBN 978-3-8272-4755-1<\/a> sehr empfehlenswert und werde dessen Inhalt hier nicht mehr als f\u00fcr das weitere Verst\u00e4ndnis n\u00f6tig duplizieren.<\/p>\n\n\n\n

Grunds\u00e4tzlich ben\u00f6tigt man f\u00fcr ein Kugelpanorama mehrere einander \u00fcberlappende Einzelfotos<\/em><\/strong>, so dass das Innere einer gedachten Kugel um den Blickpunkt des Betrachters damit l\u00fcckenlos «tapeziert» werden k\u00f6nnte. <\/p>\n\n\n\n

Die Einzelfotos m\u00fcssen f\u00fcr optimale Stitching<\/em><\/strong>-Ergebnisse die Bedingung erf\u00fcllen, dass sich der No-Parallax-Point<\/em><\/strong> <\/a>f\u00fcr alle Einzelfotos einer Serie mit hoher Pr\u00e4zision in der Gr\u00f6\u00dfenordnung [10-1<\/sup> mm] an der m\u00f6glichst gleichen Stelle im Raum befindet. Da eine derartige Pr\u00e4zision «frei Hand» nicht erreicht werden kann, kommt bei der Erstellung eines Kugelpanoramas regelm\u00e4\u00dfig ein Stativ mit einem Panoramaadapter<\/em><\/strong> zum Einsatz.<\/p>\n\n\n\n

Begriffskl\u00e4rung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Stitching:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Unter «Stitching» versteht man das rechnerische «Vern\u00e4hen» der Einzelbilder zu einem m\u00f6glichst fehlerfreien und «nahtlosen» Gesamtbild. Diese Aufgabe wird mittels darauf spezialisierter Software erledigt – ich verwende mit gro\u00dfer Zufriedenheit PTGui<\/a><\/strong> in der Vollversion, welches auch Unterst\u00fctzung f\u00fcrs Publizieren interaktiver Kugelpanoramen im Web<\/a>, sowie Spielereien wie «Little Planets» bietet: <\/p>\n\n\n\n

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Little Planet, mit PTGui aus dem obigen Kugelpanorama erstellt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Nur der Vollst\u00e4ndigkeit halber: es gibt auch andere und vermutlich vergleichbar leistungsf\u00e4hige Stitching-Software. <\/p>\n\n\n\n

Grunds\u00e4tzlich analysiert jede Stitching Software Paare einander teilweise \u00fcberlappender Einzelbilder und findet in der \u00dcberlappungszone korrespondierende Bilddetails, sogenannte «Kontrollpunkte». Anhand dieser Kontrollpunkte wird dann f\u00fcr jedes Einzelbild die n\u00f6tige Verzerrung (bzw. Entzerrung) berechnet, so dass sich fehlerfreie \u00dcberg\u00e4nge an den Nahtstellen benachbarter Einzelbilder ergeben. So jedenfalls die Theorie – in der Praxis gelingt dies nicht immer gleich gut.<\/p>\n\n\n\n

No-Parallax-Point:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Unter «Parallaxe» versteht man die scheinbare(!) Positions\u00e4nderung zweier Objekte relativ zueinander bei \u00c4nderung der Beobachterposition. Klingt kompliziert, ist es aber nicht. Ein anschauliches Beispiel: Der Leser m\u00f6ge sich den ausgestreckten Zeigefinger einer Hand senkrecht vor die eigene Nasenspitze halten und dann abwechselnd das rechte und dann das linke Auge schliessen: Der Zeigefinger scheint vor einem fernen Hintergrund hin und her zu springen. Und das, obwohl weder Zeigefinger noch Hintergrund beim Wechsel des geschlossenen Auges ihre Position ge\u00e4ndert haben. Hier noch eine Grafik zum Thema aus Wikipedia<\/a>:<\/p>\n\n\n\n

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Parallaxe, schematisch; Quelle<\/a>, Lizenz<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Wenn man die Kameraposition zwischen verschiedenen Aufnahmen einer Serie von Einzelbildern zu einem Kugelpanorama derart ver\u00e4ndern w\u00fcrde wie in der obigen Illustration abgebildet, dann k\u00f6nnte keine Stitching-Software der Welt die resultierenden Einzelbilder fehlerfrei und nahtlos miteinander verbinden.<\/p>\n\n\n\n

Nat\u00fcrlich wird niemand absichtlich<\/em> die Kameraposition w\u00e4hrend verschiedener Aufnahmen zu einem Kugelpanorama derart drastisch ver\u00e4ndern, also die Positionen «A» und «B» aus der obigen Illustration einnehmen. Unbeabsichtigt<\/em> passiert dies aber \u00f6fter als einem lieb ist …<\/p>\n\n\n\n

Klar d\u00fcrfte jedenfalls geworden sein, dass man auch bei einem Schwenk<\/strong> der Kamera w\u00e4hrend der Aufnahme einer Serie von Einzelbildern unbedingt vermeiden m\u00f6chte, dass der «kritische Punkt» des Kamera-Objektiv-Systems eine Ortsverlagerung erf\u00e4hrt. Diesen «kritische Punkt», um den zu schwenken keinerlei derartige Parallaxen hervorruft, nennt man den «No-Parallax-Point». Er wird in vielen Publikationen auch «Nodalpunkt» genannt.<\/p>\n\n\n\n

Panoramaadapter (oder auch: Nodalpunktadapter):<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ein Panoramaadapter stellt eine um eine oder zwei Achsen schwenkbare Verbindung zwischen Kamera-Objektiv und Stativ derart her, dass der No-Parallax-Point zu Beginn einer Serie einjustiert werden kann, und sich dann unabh\u00e4ngig von Schwenkwinkeln immer an der gleichen Position im Raum befindet. <\/p>\n\n\n\n

Slant-Adapter:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Beim Erstellen eines Kugelpanoramas befindet man sich h\u00e4ufig unter Zeitdruck. Sei es, da\u00df an einer Location eigentlich Fotografierverbot herrscht aber gerade niemand hinschaut, man mit Publikumsverkehr rechnen muss (Leute einem w\u00e4hrend der Arbeit durchs Bild latschen), eine besonders g\u00fcnstige und fl\u00fcchtige Beleuchtungssituation ausgenutzt werden soll, z.B. ein Wolkenloch, oder aus anderen Gr\u00fcnden. Das heisst, da\u00df man gerne schnell fertig werden m\u00f6chte. Dies gelingt am ehesten, je weniger Aufnahmen man schiessen muss und je weniger Einstellungen\/Ablesungen man zwischen zwei Aufnahmen vornehmen muss.<\/p>\n\n\n\n

Mit einem Vollformat-Fischauge und einem Bildwinkel von 180\u00b0 in der Diagonalen ben\u00f6tigt man theoretisch nur vier Einzelaufnahmen im Schwenkintervall von 90\u00b0, um den vollen Kugelbereich von 360\u00b0 horizontal und 180\u00b0 vertikal komplett abzudecken. Weil bei diesem Vorgehen nur der Azimut<\/a> ver\u00e4ndert wird, bei konstantem<\/strong> H\u00f6henwinkel (altitude bzw. eleavtion), spricht man hier von einem «Einzeiligen<\/strong>» Panorama.<\/p>\n\n\n\n

Dazu muss man allerdings die Kamera derart um ihre Optische Achse<\/a> kippen, dass die Sensordiagonale parallel zur Schwenkachse (also i.d.R. senkrecht) steht. Bei einer Vollformat-Sensorgr\u00f6\u00dfe von 36 mm x 24 mm ergibt sich ein Kippwinkel von Arctan( 36 \/ 24) = 56.31\u00b0<\/strong> gegen\u00fcber der Horizontalen. Dieser Kippwinkel (englisch: «slant») gibt diesem Adaptertyp seinen Namen.<\/p>\n\n\n\n

Man kippt in der Regel die Kamera zus\u00e4tzlich zum Slant-Winkel geringf\u00fcgig aus der Horizontalen nach oben, um eine zuverl\u00e4ssige \u00dcberlappung im Zenit<\/a> zu erhalten. Dadurch reisst man zwar im Fu\u00dfpunkt (Nadir<\/a>) ein kleines Loch auf, aber hier muss ohnehin eine 5. Frei-Hand-Aufnahme einmontiert werden um das ansonsten sichtbare Stativ aus dem endg\u00fcltigen Kugelpanorama zu entfernen.<\/p>\n\n\n\n

Und so sieht mein Hardware-Setup aus, wie oben beschrieben:<\/p>\n\n\n\n

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Kamera gekippt («slant»), f\u00fcr Ausnutzung des Bildwinkels von 180\u00b0 in der Diagonalen<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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wenige Grad aus der Horizontalen nach oben geschwenkt, f\u00fcr \u00dcberlappung im Zenit<\/figcaption><\/figure>\n
Body und Fischauge in «Slant»-Konfiguration<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Als drehbaren Stativkopf verwende ich einen Eigenbau noch aus meinen Zeiten im Freizeitwerkstatt-Verein Neuhausen, welcher dank einer eingebauten federbelasteten Kugel<\/a> alle 15\u00b0eine Rastposition aufweist. Ich kann damit, ohne eine Winkelskala ablesen zu m\u00fcssen, alleine durch Z\u00e4hlen von Klicks die gew\u00fcnschten Schwenkwinkel zwischen zwei Aufnahmen einstellen. Ein kleiner Nachteil ist, da\u00df ich in der Wahl der Schwenkwinkel auf Vielfache von 15\u00b0 beschr\u00e4nkt bin.<\/p>\n\n\n\n

Einjustieren des Slant-Adapters<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wenn man sich meine geklebte und mit mehreren geflickten Fehlbohrungen versehene Konstruktion anschaut, ahnt man, da\u00df ich beim Bau «experimentell» und «iterativ» vorgegangen bin. Aber doch nicht v\u00f6llig planlos oder unsystematisch:<\/p>\n\n\n\n

Ausgehend von der \u00dcberlegung, da\u00df sich der Nodalpunkt im Schnittpunkt der (senkrechten) Schwenkachse und der optischen Achse der Kamera befinden muss, habe ich zun\u00e4chst einmal f\u00fcr eine «Visualisierung» dieser ansonsten unsichtbaren Achsen gesorgt:<\/p>\n\n\n\n

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Justierung quer zur Optischen Achse f\u00fcr eindeutigen Schnittpunkt mit Schwenkachse<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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Justierung entlang der Optischen Achse f\u00fcr korrekte Distanz zur Schwenkachse<\/figcaption><\/figure>\n
Visualisierung von Schwenk- und Optischer Achse als Positionierungshilfe<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Die horizontale Verschiebbarkeit der Grundplatte meines Sperrholz-Adapters in der Arca-Swiss kompatiblen<\/a> Klemme meines Eigenbau-Stativkopfs erlaubt in einem ersten Schritt, die Optische Achse der Kamera derart quer zur Schwenkachse des Stativkopfs zu verschieben, da\u00df beide einen echten Schnittpunkt<\/strong> aufweisen, also nicht windschief<\/a> zueinander im Raum verlaufen. In der Visualisierung dadurch erkennbar, da\u00df die beiden kegeligen Metallspitzen sich knapp ber\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

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Arca-Swiss kompatible Klemme f\u00fcr horizontale Ausrichtung von Schwenk- und Optischer Achse<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Konstruktive Details der Justierhilfe:<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Schwenkachse habe ich als schlichten Dorn mit kegeliger Spitze ausgebildet, welchen ich mit dem stumpfen Ende in das zentrische Gewinde der Grundplatte der mit meinem Stativakopf verschraubten Klemme einschraube:<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Schwenkachse …<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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… montiert<\/figcaption><\/figure>\n
Auf die Schwenkachse entfallender Teil der Justierhilfe<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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F\u00fcr den auf die Optische Achse entfallenden Teil der Justierhilfe habe ich einen «dummen» (d.h.: ohne Elektronik) Objektivadapter M42 f\u00fcr Kameras auf Sony E-Mount<\/a> modifiziert: Den mit Madenschr\u00e4ubchen befestigten «M42»-Einsatz (der silbrige Ring im folgenden Bild) habe ich durch ein eigengefertigtes Drehteil ersetzt, in dem ein Dorn mit kegeliger Spitze axial verschiebbar eingepasst ist:<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Auf die Optische Achse entfallender Teil der Justierhilfe<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Eine weitere \u00dcberlegung war, da\u00df sich der No-Parallax-Point auf<\/strong> der Optischen Achse befinden muss.<\/p>\n\n\n\n

Bleibt die Frage, wie weit das Stativgewinde des Kamerageh\u00e4uses von der Schwenkachse entlang der Optischen Achse zur\u00fcckversetzt werden muss, so da\u00df der No-Parallax-Point tats\u00e4chlich im Schnittpunkt von Schwenkachse und Optischer Achse der Kamera liegt. Aus Experimenten mit einem (No-Slant) Vorl\u00e4ufer meines jetzigen Adapters hatte ich eine ziemlich genaue Vorstellung davon, wie weit vor dem Stativgewinde meines A9 Geh\u00e4uses in Kombination mit meinem Samyang Fischauge der No-Parallax-Point liegt. An dieser Stelle bin ich dann vom analytischen zum experimentellen Vorgehen \u00fcbergegangen … <\/p>\n\n\n\n

Und tats\u00e4chlich habe ich nur drei \ud83d\ude22 Versuche ben\u00f6tigt, bis ich die Bohrung f\u00fcr die Kamera-Befestigungsschraube so im Sperrholz platziert hatte, da\u00df mir der Optimierer von PTGUI Pro eine «sehr gute» Qualit\u00e4t meiner Kontrollpunkte bescheinigte.<\/p>\n\n\n\n

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Der Optimierer von PTGui Pro findet die Qualit\u00e4t der \u00dcberlappungen «sehr gut»<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Ich habe das f\u00fcr mich als «gut genug» interpretiert. Und da bekanntlich nichts so haltbar ist wie ein Provisorium, habe ich es lange Zeit dabei bewenden lassen. Bis ich neulich das Bed\u00fcrfnis versp\u00fcrte, die Bildqualit\u00e4t meiner Kugelpanoramen zu verbessern. Aber das ist eine andere Geschichte …<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Seit ich das erste interaktive Kugelpanorama im Internet gesehen hatte, war ich davon fasziniert. Schon bald nach Kauf meiner Sony Alpha 9 Vollformatkamera hatte ich mir daher ein Fischaugen-Objektiv (Samyang 12mm F2.8 ED AS NCS) gekauft, einen «Slant«-Adapter gebastelt und damit bisher gute Ergebnisse erzielt. Wie z.B. das obige Kugelpanorama, welches man offline interaktiv mit … “Einzeilige Kugelpanoramen” <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_stc_notifier_status":"","_stc_notifier_sent_time":"","_stc_notifier_request":false,"_stc_notifier_prevent":false,"_stc_subscriber_keywords":"","_stc_subscriber_search_areas":"","footnotes":""},"categories":[4],"tags":[220,213,212,215,214],"class_list":["post-9898","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-foto","tag-einzeilig","tag-fischauge","tag-kugelpanorama","tag-nodalpunkt","tag-slant"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9898","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=9898"}],"version-history":[{"count":149,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9898\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":10470,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9898\/revisions\/10470"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=9898"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=9898"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=9898"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}