zylindrische Panoramen - Verkrümmung und Perspektive - Multi Viewpoint Panoramen  - Inhaltsverzeichnis

1.4 Zylindrische und Multi-Viewpoint-Panoramen

Bei zylindrischen Panoramen rotiert der Fotograf vollständig um die eigene Achse. Bei Multi-Viewpoint Panoramen wechselt er parallel verschiebend den Standort. Beide Varianten setzen schon etwas mehr Know How als die bisherigen Panoramavarianten voraus.

Zylindrische Panoramen

Wollen Sie einen sehr grossen Bildwinkel abdecken, stehen Objektive mit teils extrem kleiner Brennweite bereit. Für Vollformatsensoren bietet z.B. Sigma das 12-24mm Superweitwinkelzoom an, das bei 12mm einen Winkel von 122 Grad abdeckt und Motive noch einigermassen verzerrungsfrei darstellen kann. Dieser Winkel stellt die Obergrenze dar, der sich noch auf einer planen Fläche unverzerrt abbilden lässt.
 

Zylindrische Panoramen werden abschnittweise um die eigene Achse rotierend idR im Hochformat abgelichtet. Man muss natürlich nicht unbedingt 360 Grad vollständig abdecken. Bei Webpräsentionen sind jedoch 360 Grad üblich, um kontinuierlich im Browser rotieren zu können, ohne an eine horizontale Grenze zu stossen. Bei diesem Naturmotiv (Garnitzenklamm, Kärnten/Österreich) fallen im verrechneten Ergebnis - trotz 360-Grad Bildwinkel - Krümmungen kaum auf, so dass auch einem planen Print nichts entgegensteht.

Weitwinkel mit gekrümmter Frontlinse.

Darüberhinaus springen die Fischaugenobjektive in die Bresche und bieten Bildwinkel von 180 Grad entweder in der Diagonalen (meist mit 15mm) oder in alle Bildrichtungen (meist mit 8mm). Die Frontlinse dieser Objektivgattung ist allerdings glubschaugenartig rundlich nach aussen gebogen, sonst könnten sie keinen so extremen Bildwinkel erfassen. Diese Form deutet schon an, dass sich ein extremer Weitwinkel nur als Rundform darstellen lässt. Schwierigkeiten bereiten dabei jedoch die Bildsensoren und Wiedergabemedien, die ihr durch Planlage entgegenstehen.  Die Schale einer Orange lässt sich zwar flächig ausbreiten, dabei werden jedoch Teilbereiche gestaucht und so richtig plan gelingt dies nicht wirklich.

Das Abbildungsproblem tritt jedoch in Rundbauten – den historischen oder auch aktuellen Rotunden – nicht auf, da die Betrachtungsfläche ebenfalls zylindrisch vorliegt. Plane Weltkarten sind jedoch problematisch in ihrer Darstellung der runden Erdkugel und bedienen sich eines Tricks. Dabei kommt üblicherweise die sogenannte Mercatorprojektion zur Anwendung, bei der im Randbereich Verzerrungen in Kauf genommen werden, um winkeltreu zu bleiben. Die Flächenverhältnisse lassen sich jedoch nicht exakt wiedergeben, das heisst Grönland und die Antarktis sind beispielsweise viel zu gross dimensioniert. Auch Aufnahmen von Fischaugenobjektiven weisen im seitlichen Randbereich Verzerrungen auf, sonst liesse sich der Halbkreis nicht flächig wiedergeben.
 

Links wird das Gebäude mit dem Sigma 12-24 bei 12mm und 122 Grad noch weigehend plan wiedergegeben, während es rechts vom selben Standpunkt aus mit einem 15mm-Fischauge in der Diagonalen mit 180 Grad nurnoch gekrümmt abgebildet werden kann.

Sie können natürlich einen Bildwinkel oberhalb von 120 Grad nicht nur mit Fischaugenobjektiven aufnehmen sondern abschnittsweise um die Drehachse rotierend auch mit längeren Brennweiten abdecken. Nur werden lange Geraden ausserhalb der Polachsen gerundet wiedergegeben. Bei Naturmotiven fällt dies oft nicht weiter auf, während Aufnahmen im urbanen Umfeld den Betrachter möglicherweise irritieren können. Um solche Bildwinkelrundungen zu vermeiden können zylindrische Panoramen im Webbrowser abschnittsweise dargestellt werden. Dabei wird dann nur ein kleiner Bildwinkel eingesehen, der regelmässig unverzerrt abgebildet wird.
 

Durch abschnittsweise Darstellung in einer interaktiven Webbrowser-Darstellung lässt sich ein zylindrisches Panorama unverbogen darstellen. Der Betrachtungswinkel im Ausschnitt liegt hier horizontal unter 120 Grad, so dass die Dächer der Geschäftshäuser dennoch geradlinig abgebildet werden können.

Die Technik, um das vollständige Umfeld horizontal mit 360 Grad abzulichten, entspricht der in den vorgenannten Abschnitten besprochenen. Sie wählen an der Kamera das Programm M mit fester Zeit- und Blendeneinstellung, am besten verzichten Sie auch auf den Autofokusbetrieb und sinnvollerweise nutzen Sie auch einen fest eingestellten Weissabgleich, um bei der Bildmontage eine unterschiedlichen Farbwiedergabe zu vermeiden.

Auch der Überlappungsbereich der Einzelaufnahmen sollte idR bei 30% liegen. Sie können das zylindrische Panorama frei aus der Hand ablichten, sollten dabei zum Hauptmotiv am besten wenigstens 20 Meter Abstand halten, um Parallaxen-Fehler beim Stitching zu vermeiden. Auch wenn nicht unbedingt ein Panoramakopf und Stativ nötig sind, ist deren Einsatz dennoch sehr empfehlenswert, auch Belichtungsreihen für HDR-Bilder stellen bei hohen Kontrasten mehr Potenzial für konsistente Belichtungsergebnisse  (siehe die nächsten Kapitel).
 

Solange Bauwerke entfernt platziert sind und nicht allzu ausladend im zylindrischen Panorama abgelichtet werden, dann sind Verkrümmungen nicht auszumachen. In diesem 360-Grad-Panorama zeigt sich der Weg allerdings noch verbogen.

Verkrümmungen und Perspektive

Die Verkrümmungen werden vor allem an breiten Gebäuden auffällig, soweit kein ausreichender Abstand vorhanden ist. Auch bei sehr hochaufragenden Türmen empfiehlt sich reichlich Abstand, denn selbst wenn man sie mittig platziert und somit keine Verkrümmung kassiert wird man perspektivische Inkonsistenzen hinnehmen müssen. Zwar stellt die Perspektive bei virtuellen Internet-Panoramen wegen geringerer Ausschnittsdarstellung kein Problem dar doch im Print aufgezogen auf einen weiten Winkel entsteht der Bildeindruck einer grösseren Entfernung aber das Verrechnungsprogramm kann die Perspektive nicht analog korrigieren. Sind Bauwerke jedoch weit genug entfernt und somit im Bild fein segmentiert, dann fällt deren Krümmungsradius nicht mehr ins Gewicht und Perspektivinkonsistenzen werden vermieden.
 

Halten Sie bei hohen Bauwerken und Türmen ausreichend Abstand, auch wenn Sie mit Weitwinkelobjektiven möglicherweise aus geringer Distanz schon alles drauf bekommen. Durch einen geringen Abstand ergibt sich eine Perspektive, die dann die Turmspitze nurnoch von schräge unten einfängt, was in der grossformatigen Panorama-Printwiedergabe aberwitzig oder zumindest irritierend wirkt, insbesondere wenn stürzende Linien nachträglich korrigiert werden.

Multi-Viewpoint-Panoramen

Eine Bilderreihe lässt sich nicht nur vom selben Standort aus zentralperspektivisch ablichten, sondern auch von unterschiedlichen Standpunkten aus. Man kann z.B. einen Strassenzug abschreiten, alle paar Meter auslösen und alle Aufnahmen zu einem Gesamtpanorama verrechnen. So entstehen auch in engeren Gassen Bildeindrücke als ob man aus grosser Distanz einen ganzen Strassenzug fotografiert hätte – die dabei erzielbare Bildauflösung addiert sich dann mit jedem Foto bis hin zu Gigapixel-Dimensionen. Auch gilt es, über die gesamte Reihe eine möglichst zutreffende Belichtung zu ermitteln und Bewegtelementen aus dem Wege zu gehen.

Die zutreffende, mittlere Belichtung erreiche ich tagsüber mit noch überschaubarem Kontrast über eine automatisch durchgeführte, dreistufige Belichtungsreihe mit 2 EV-Abstand und verrechne sie dann zu einem HDR-Bild (siehe Kapitel 4) oder wähle aus dem Triple das jeweils am besten belichtete aus. Hier zahlt sich auch das RAW-Format aus, das noch mehr Lichter und zulaufende Schattenpartien als JPEG retten kann. Das Kamera-Programm M sorgt für eine konsistente Belichtung über die Gesamtreihe.

Praxis-Hinweise

Problematisch können allerdings fahrende Fahrzeuge sein, die den Blick auf Häuserfronten verstellen. Hier muss man eine Verkehrslücke abwarten bzw. einen Abschnitt auch mehrfach aufnehmen, um dann später ggf. Einzelelemente oder einen unverstellten Hintergrund sinnvoll zusammen zu puzzeln. Bei Belichtungsreihenaufnahmen gilt es, eine etwas längere Lücke im Verkehr abzuwarten, ohne mit Geisterbildern bzw. Bewegungsschleiern durch die HDR-Verrechnung konfrontiert zu werden. Und schnell sollte man zumindest in zusammenhängenden Abschnitten auch sein, sonst bewegen sich parkende Fahrzeuge weg oder parken Lücken zu und der Bildanschluss funktioniert nicht mehr sauber.
 

Ein Multi-Viewpoint-Panorama kann z.B. einen Strassenzug durch Parallel-Versatz der Kamera wiedergeben. Achten Sie auf ausreichende Überlappungsbereiche, um die Montage zu vereinfachen.

Es empfiehlt sich, die Bildhöhe bzw. einen ausreichenden Bildwinkel im Vorwege für die gesamte Reihe abzuschätzen, besonders wenn nicht mehrzeilig gearbeitet wird. Ein hoher Baum, der erst später die Strasse säumt wird sonst unnötigerweise angeschnitten. Es lohnt auch Platz zu lassen, weil man in der Regel durch leichten Vertikalversatz später noch Bildhöhe durch Beschnitt verliert. Liegen die Gebäude in engeren Strassen zu nahe, dann sollte nicht nur von der gegenüberliegenden Strassenseite fotografiert werden sondern auch ein kleiner Seiten-Aufnahmeabstand gewählt werden. Sonst ergeben sich schnell so starke, perspektivische Inkonsistenzen, dass kaum mehr sinnvoll gestitcht werden kann.

Im Versuch konnte ich mit kleinen Vorgärten gesäumte Wohnhäuser mit 24mm am Vollformat von der gegenüberliegenden nur einspurigen Strassenseiten bei einem Reihen-Aufnahmeabstand von rund 5 Metern nicht mehr miteinander verknüpfen. Die Perspektiv-Diskrepanz war hier schon zu gravierend. Bei davorliegenden, mehrspurigen Strassen und einem Gebäudeabstand von rund 50m liess sich hingegen ohne weiteres mit der 24mm-Brennweite alle 10 – 12m eine Aufnahme machen. Auch hier sind noch Perspektivstörungen vorhanden, jedoch nicht mehr allzu gravierend.
 

Ca.170m langer Strassenzug, der durch Parallel-Versatz der Kamera mit einem 24mm-Objektiv bei 10m-Seitenabstand und 17 Einzelaufnahmen abgelichtet wurde.

Ist der Weg uneben, dann wird das Stativ häufiger schräge stehen und die Kamera regelmässig ausserhorizontal ausgerichtet. Hier hilft eine aufsteckbare Wasserwaage (einige Kameras bieten auch eine digitale Wasserwaage) und am besten ein Kugelkopf, um die Kamera schnell geradezurichten, ohne permanent die Schräglage durch angepasste Stativbeinlänge ausgleichen zu müssen.

Verrechnungs-Sorgen

Die wenigsten Panoramaprogramme kommen allerdings mit dieser Multiperspektive klar. Autopano-Giga bietet in den Gruppeneinstellungen im Optimierungs-Karteireiter zwar eine anhakbare Option für „mehrere Standorte“, doch ich konnte damit keine befriedigenden Ergebnisse erzielen, ohne massiv manuelle Kontrollpunkte setzen zu müssen. Mag sein, dass hier die fahrenden PKW die Erkennung irritiert haben (der Hersteller Kolor zeigt auf Youtube z.B. ein Luftbild-Video, bei dem Einzelabschnitte durchaus flott via Multi-Viewpoint-Option aneinandergefügt werden).  In PT-Gui erzielt manch Anwender mit einer nachträglich überschriebenen, fiktiven 1.000mm- bzw. 2.000mm-Brennweite in den Bilddaten einen Viewpunkt im Unendlichen und werkelt dann mit manuellen Verknüpfungspunkten. Sicherlich nicht die eleganteste Lösung.

Canons kostenloses Panorama-Programm „PhotoStitch“ bietet in den Verknüpfungseinstellungen eine „parallele Kamerabewegung“ und montierte in meinem Versuchen im Prinzip recht ordentlich jedoch mit reichlich Anschlussfehlern und Helligkeitsschwankungen. Da wäre die Nacharbeit enorm. Auch Photoshop bereitet alle Einzelaufnahmen  in Photomerge oder via Überblendmodus zentriert und als Stapel übereinander auf. Das passiert leider auch in der Projektion „Collage“ oder „Repositionieren“. So oder so kommt man also kaum um manuell umfangreiche Arbeiten herum.
 

1.) Zunächst werden in Photoshop die Ebenen mit den Einzelaufnahmen Stück für Stück so ausgebreitet, dass sie grob zusammenpassen. 2.) Alle Ebenen werden selektiert und mit dem Befehl „Bearbeiten > Ebenen automatisch überblenden > Panorama“ verrechnet. Dabei entstehen hier im Beispiel ein paar Fehler. 3.) Aus intakten Einzelbildern werden die Bildfehler überlagert und das Gesamtpanorama zugeschnitten.

Montage mit Photoshop

Ein praktikabler Weg besteht darin, alle Einzelaufnahmen -  ggf. für einen ersten Testlauf mit verkleinerten Abmessungen - in Photoshop über „Datei > Scripten > Datei in Stapel laden“ zu laden, ohne dabei die Option „Quellbilder nach Möglichkeit automatisch ausrichten“ anzuhaken. Im nächsten Schritt wird die Arbeitsfläche („Bearbeiten > Arbeitsfläche“) soweit verbreitert, dass ausreichend Platz für seitliches Verschieben der Ebenen vorhanden ist. Die Bildebenen werden dann so positioniert, dass sie zueinander jeweils einigermassen Anschluss finden. Dann werden alle Ebenen markiert und über „Bearbeiten > Ebenen automatisch überblenden“ mit der Überblendungsmethode „Panorama“ gestartet.

Die Ergebnisse werden wohl nicht perfekt sein aber waren bei meinen Versuchen durchaus so brauchbar, dass sich mit einigen überschaubaren Stempelarbeiten durchaus hochwertige Ergebnisse erzielen lassen. Bei Bedarf kann man die automatisch erzeugten Masken noch nacharbeiten, einfacher ist es aber meist, alle sichtbaren Ebenen auf eine neue Ebene zu bringen (strg + alt + shift + e) und dann entsprechend zu stempeln und ergänzend aus intakten Bildern Teilbereiche einzukopieren oder über strg + t und dem Kontext-Mausmenü (rechte Maustaste) zu verzerren bzw. zu verkrümmen.