Gigapixel aufnehmen - selektive Schärfe - Bewegtelemente  - Motivwahl - Computer-Performance - Speicherkarten - Datenformat -  Webexport -  Inhaltsverzeichnis

1.6 - Gigapixel-Panoramen

Die Bezeichnung „Gigapixel-Panorama“ basiert auf der schieren Grösse und dem zugrundeliegende Datenvolumen. In fast jeder Fotofachzeitschrift war Ende 2009 das Making Of vom Weltrekord-Panorama „www.Gigapixel-Dresden.de“ zu sehen. Die 26 Gigapixel wurden im Hochgeschwindigkeitsverfahren in nur 9 Minuten mit einer EOS 1D Mark IV und mit 896 Einzelbildern abgelichtet. Dafür greift man üblicherweise auf einen motorisierten Panoramakopf zurück, weil er schneller und zuverlässiger arbeitet als wenn man ein solches Bild-Volumen händisch mit korrekten Überlappungsbereichen einstellen wollte. Danach folgten in kurzen Zeiträumen noch höher aufgelöste Gigapixel-Panoramen von London und Paris, die ebenfalls für Furore sorgten.

 

Mittlerweile sind die Gigapixel-Werte schon verzehnfacht und z.B. ein 272 Gigabyte-Panorama von Shanghai auf www.gigapan.com zu bewundern, das aus 12.000 Einzelaufnahmen montiert wurde. Dabei fasziniert natürlich die gigantische Auflösung und die Möglichkeit des fast unbegrenzten Einzoomens in das idR in Flash-Technologie online bereitgestellten Panoramas.

Im Gegensatz zu Kugelpanoramen greift man für eine möglichst hohe Auflösung auf Telebrennweiten zurück, um einen sehr kleinen Bildwinkel zu erfassen und dadurch möglichst viele Ausschnitte einzufangen. Auch kleinere APS-C DSLR wie zwei- und dreistellige Canon oder 1D-Sensoren im APS-H-Format sind gegenüber Vollformat-DSLR wegen der Nutzung eines kleineren Bildausschnitts beliebt. 300mm und 400mm - teils durch Telekonverter erweitert - dienen Freaks für die Jagd auf Gigapixelrekorde.

Aber auch mit einer 200mm-Brennweite kommt man an einer Vollformat DSLR oberhalb der 20 Megapixel mit 160 Grad-Bildwinkel bereits in den Gigapixel-Bereich. Mit einer Auflösung von 50.000 x 20.000 Pixel (= 1 Gigapixel) lässt sich nicht nur im Web extrem Einzoomen sondern es können auch hochaufgelöste Prints z.B. mit 300dpi von rund 4,20m x 1,70m erstellt werden. Werbeplakate mit einer üblichen 30dpi Auflösung lassen sich in der zehnfachen Grösse ausdrucken und Leinwandprints mit 120dpi würden sich noch in einer Grösse von rund 11 x 4m darstellen.

 

In jeder Zoomstufe lassen sich neue Details betrachten, ohne an Auflösungsgrenzen zu stossen. Das „Gigapixel-Panorama“ vom Hamburger Planetarium wurde mit 103 x 3 Aufnahmen bei 105mm gestitcht. Es kann im Internet unter www.traumflieger.de/desktop/panorama/beispiel_gigapixel1.php betrachtet werden.

Persönlich habe ich mit einem sehr hochauflösenden Panorama mit 105mm am Canon 24-105mm mit 103 Abschnitten angefangen. Der Winkel von 160 Grad horizontal x 60 Grad vertikal wurde dabei in 4 Reihen mit jeweils rund 25 Aufnahmen abgedeckt. Dafür hab ich mich auch eines motorisierten Panoramakopfes bedient (Seitz Roundshot VR Drive II), der alle Aufnahmen in rund 16 Minuten erledigt hatte. Um die Kontraste nachträglich zu optimieren, wurde jeweils eine dreistufige Belichtungsreihe durchgeführt und die Bilder jeweils als HDR aufbereitet. Die Zeit hätte sich allerdings bei Einzelbildaufnahme durchaus auf rund ein Drittel verkürzen können.

Gigapixel aufnehmen

Der Seitz Roundshot VR Drive II im Einsatz mit der 5D Mark II und dem Canon 24-105mm bei 105mm. Nach rund 16 Minuten waren 103 Abschnitte im Kasten.

Die Methodik ist generell einem Kugelpanorama ähnlich aber aufnahmeseitig deutlich einfacher. Wenn man nicht gerade vom Hochmast ablichtet, dann lässt sich eine Sphäre kaum als Gigapixel-Panorama erfassen, weil man im Nahbereich aufgrund der grösseren Mindestdistanz bzw. der geringeren Schärfentiefe mit Teleobjektiven nicht scharfstellen kann. Insoweit sind meist entfernte Motive Gegenstand von Gigapixelpanoramen, bei denen perspektivische Anschlussfehler (Parallaxenfehler) nicht oder kaum ins Gewicht fallen. Man braucht sich daher eigentlich nicht um den Nodalpunkt (No Parallax Point) zu kümmern und oft werden Gigapixel-Panoramen auch im Querformat aufgenommen, obwohl auch hier eine horizontale Aufhängung prinzipiell vorteilhaft ist, weil man sich ggf. ein oder zwei Reihen durch mehr Höhenanschluss sparen kann.

Das praktikable Ende der Fahnenstange ist für Kugelpanoramen etwa bei 40mm-Objektiven an Vollformat-DSLR erreicht. Hier kann man bei f14 und Einstellung auf die Hyperfokaldistanz von 3,70m eine durchgehende Schärfe von 1,85m bis unendlich erreichen (25mm/f9 an APS-C DSLR). Dafür würde man rund 76 Abschnitte in 5 Hauptreihen von einem sehr hochausgezogenen Stativ benötigen und ein Datenvolumen – je nach Kamera – bis zu 500MB im verrechneten Panorama erzielen. Zwar sorgt die hohe Blendezahl f14 für ausreichend Schärfentiefe im Nahbereich hat aber den Nachteil einer sehr langen Belichtungszeit. Die stört zwar unter optimalen Umgebungsbedingungen wie Windstille und bei unbewegten Bildelementen kaum, andernfalls lässt sich die Zeit durch einen höheren ISO-Wert verkürzen. Letzteres hat allerdings wieder Bildqualitätsnachteile. Gigapixel-Fotografen nutzen hingegen meist die Offenblende oder blenden aus qualitativen Gründen um ein bis zwei Stufe ab, weil entfernte Motive mit ausreichend Schärfentiefe abgelichtet werden können. Dennoch sollte man vor der Aktion einen Schärfentieferechner zu Rate ziehen, denn an einem lichtstarken Teleobjektiv wie z.B. dem Canon 300mm/4,0L IS USM und Offenblende erzielt man bei Hyperfokal-Scharfstellung erst ab 375m eine durchgehende Schärfe.

Selektive Schärfe

Natürlich steht die Option offen, auch mit selektiven Unschärfen zu arbeiten und etwa für einen riesigen Print ein klassisch wirkendes Motiv mit partieller Weichzeichnung z.B. im Hinter- und Vordergrund darzustellen. Aufwändiger wird dann allerdings das Stitching, weil die Programme mit Unschärfen meist wenig anfangen und die Kontrollpunkte nicht mehr automatisch setzen können – hier muss man dann für die manuelle Vergabe von Kontrollpunkten einige Zusatz-Stunden investieren. Eine automatische Montage nur anhand der im Motorkopf hinterlegten Abschnittsdaten für Bildwinkel und Überlappungsbereich bietet hingegen z.B. die dem  Gigapan Epic Pro Panoramakopf beigelegte oder online für rund 10 US-Dollar angebotene Software GigaPan Stitch. Auch wenn der Nutzen bei Unschärfen hoch ist, so ist eine solch automatisierte Kontrollpunktvergabe bei veränderlichen Motivbereichen wie im Wind wehenden Ästen etc. problematisch, die dann schlichtweg falsch montiert werden.

Bewegtelemente beherrschen

Generell stellen Bewegtelemente bei mit Teleobjektiven abgelichteten Panoramen ein deutlich grösseres Problem als im Weitwinkelbereich dar. Die reine Aufnahmezeit bedingt schon Veränderungen im Lichteinfall und des Schattenwurfs vor allem aber an bewegten Fahrzeugen und in Personengruppen können erhebliche Varianzen entstehen.

Ein Gigapixelwerk wie das dennoch sehr eindrucksvolle Panorama zur US-Präsidentschafts-Amtseinführung von Barack Obama (http://gigapan.org/gigapans/15374/) weist viele Stitching-Probleme auf, weil einfach zwischen den 220 Einzelaufnahmen viel Bewegung und damit Anschlussprobleme in den Überlappungsbereichen entstehen. Damit muss man leben oder auf eine weniger hochauflösende Version mit gemässigter Brennweite zurückgreifen.

Liegt die Priorität eher bei ruhenden Motiven, kann es nützlich sein, das Panorama oder einzelne Abschnitte zweimal abzulichten. Später kann man dann die bessere Version ggf. ohne Bewegtelement einbauen. Grössere, in Bewegung befindliche Motive wie z.B. Container-Schiffe oder Personenzüge, die im Ausschnitt gestückelt würden, sollte man sich im Vorwege herausgreifen und einzeln als Ganzes ablichten oder solange warten, bis sie mit höherer Wahrscheinlichkeit nicht mehr im Panorama auftauchen. Verlaufen Verkehrswege eher vertikal als horizontal, dann empfiehlt es sich, am Motorkopf den Vertikalschwenk zu priorisieren und ihn spalten- statt zeilenweise arbeiten zu lassen.

Während man bei sehr hochaufgelösten Kugelpanoramen einen Aktionsradius von der halben Hyperfokaldistanz (ab dem die Schärfentiefe durchgehend realisiert wird) und somit ab 24mm rund 1,5m bis 1,9m freiflächigen Abstand zum nächsten Motiv berücksichtigen sollte, begnügt sich der Gigapixel-Fotograf mit einem breiten Sichtfenster, das ihm ausreichend Winkel je nach Motiv etwa von 150 – 180 Grad bzw. vertikal 50 – 90 Grad bietet. Letzterer kann mit dem Stativ also durchaus unmittelbar vor einer Wand stehen, solange die Kamera samt Stativkopf freie Sicht aufs Motiv hat.
 

Auf extrem hochaufgelöste Grossveranstaltungen in Gigapixel-Dimensionen hat sich der Österreicher Karl Zotter spezialisiert, der seine beeindruckenden Panoramen in nur 3 Sekunden in Rundscanner-Technik einfängt. Damit werden nicht nur Bewegungsdiskrepanzen vermieden sondern es können auch Szenen-Highlights punktgenau abgepasst werden; zum Einsatz kommt allerdings eine 30.000 Euro teure Seitz Roundshot D3. Von solchen Möglichkeiten sind herkömmlich gestitchte Gigapixel-Panoramen von Grossgruppen noch weit entfernt (Foto: Austrian Soccer Champion Party – FC Red Bull Salzburg – mit freundlicher Genehmigung und in hoher Auflösung zu betrachten unter panorama.karlzotter.com).

Motivwahl

Typische und sehr beliebte Motive sind Städteansichten aus erhöhter Position etwa von einem Tum oder einer Anhöhe herab. Auch Landschaften haben ihren Reiz, wenn sie als Gigapixel-Panoramen bis ins Detail wiedergegeben werden. Es spricht im Prinzip auch nichts dagegen, neue Wege zu beschreiten und hochformatige Panoramen bei eingeschränktem Horizontalwinkel oder gar Gigapixel-Panoramen von Makromotiven in Angriff zu nehmen.

Bei Makros sollte allerdings der Nodalpunkt (NPP) eingestellt sein und hier schlägt auch das Problem der geringen Schärfentiefe zu; zumindest wenn es sich um keine flächigen sondern dreidimensionale Motive handelt. Man kann sich allerdings für jeden Abschnitt mit einer Schärfenreihe behelfen, die dann vor dem Stitchen zunächst zu einem Bild mit erhöhter Schärfentiefe verrechnet werden muss. Zu diesem Fokusstacking sind Programme wie z.B. Helicon Focus, Zerene Stacker, die Freeware Combine ZM und auch Photoshop (ab CS4 mit „Bearbeiten > Ebenen automatisch überblenden > Option Bilder stapeln“) in der Lage.

Helicon Focus bietet allerdings in der Pro Version eine automatisierte Remote-Funktion, mit der sich die Schärfenreihe incl. Belichtungsreihenfunktion (AEB) vom Computer aus sehr elegant und vollautomatisch aufnehmen lässt. Die kombinierte Aufnahme von Helicon Remote mit einem motorisierten Panoramakopf stellt allerdings eine nicht unerhebliche Hürde dar, da der Kopf eine Schnittstelle zur Remotesoftware benötigt. Behelfen kann man sich z.B. über eine längere Pausenzeit am Motorkopf, während der man Helicon Remote die Schärfenreihe per Notebook/Laptop und USB-Verbindung händisch angestossen durchführen lässt.
 

Hier sind 7 Hochformataufnahmen eines 6cm breiten Riesenarmeisen-Präparats mit Photoshop fehlerfrei zu einem „Makro-Panorama“ montiert. Der Schwenkabstand liegt mit dem Canon 100mm/2,8 Macro IS USM (bei 1:1,2) bei 14 Grad, der sich allerdings auch mit 4 Aufnahmen wegen der übergrossen Überlappungsbereiche abdecken liesse.

Computer-Performance

Mehr noch als bei Kugelpanoramen braucht es für Gigapixel-Panoramen einen potenten Computer. 8GB Hauptspeicher und ein flotter Quadcore-Prozessor sollten es mindestens sein. Wichtig ist auch reichlich Festplattenspeicher nicht nur für die reinen Bilddaten sondern vor allem auch für die Auslagerungsdatei, die beim Stitching erzeugt wird. Schon bei 400MB versagte in meinem Umfeld und genannter Computerkonfiguration sowohl Photoshop als auch Autopano Giga. Erstes meldete immerhin, dass zuwenig Platz für die Auslagerungsdatei vorhanden sei, während Autopano Giga (Ver.2.53) einfach abstürzte.

Photoshop hätte man allerdings auch durch eine geringere Zahl von Protokollschritten (Undo-Schritte) auf die Sprünge helfen können. Nachdem mehr Platz auf dem Arbeitslaufwerk mit 100GB vorhanden war, gaben sich beide Programme zufrieden. PTGui Pro kam hingegen beim Stitchen der 103 Aufnahmen auch mit einem 20GB grossen Volumen klar. Die Verrechnung dauerte meist bei 100%-Prozessor- und Arbeitsspeicherauslastung rund 1 Stunde, gleich mit welchem Programm das Stitching durchgeführt wurde. Geht es allerdings in den Gigapixel-Bereich hinein, muss man durchaus mehrere Stunden, Tage oder auch Wochen einkalkulieren. Beispielsweise das Postprocessing incl. Internet-Upload beim 272 GB grossen Shanghai-Panorama (http://gigapan.org/gigapans/66626/) dauerte 3 Monate!

Potente Speicherkarte bevorraten

An reichlich Speicherplatz sollte man auch bei den Compact Flash- und SD-Karten beim Kameraeinsatz denken. Unangenehm wäre es, wenn etwa nach 300 Einzelaufnahmen kein Platz mehr auf der Karte wäre und Ihnen nurnoch wenige Bilder für das komplette Gigapixel-Panorama gereicht hätten. Für Gigapixel-Aufnahmen empfiehlt sich mindestens eine 16GB-Karte, insbesondere wenn Sie das RAW-Format und ggf. noch Belichtungsreihen nutzen. Gängige APS-C-DSLR mit 18 Megapixel aber auch Vollformat-DSLR benötigen für eine RAW-Aufnahme meist um 25 Megapixel (je nach Motivdetailliertheit und ISO-Rauschen), kombiniert mit einer 3stufigen Belichtungsreihe und mit 200 Einzelaufnahmen ergeben das rund 15 Gigabyte.

Um sich Potenzial nach oben hin offen zu halten und ggf. auch ergänzende Einzelaufnahmen oder um gar für Retouche-Zwecke von Bewegtelementen eine zweite Runde durchzuführen, empfiehlt sich durchaus eine 32 oder 64GB-Speicherkarte.

Datenformat

Gigapixel fangen ab Auflösungen von 50.000 x 20.000 Pixel und ggf. anderem Ratio an. Das JPEG-Format kann jedoch nur mit einer maximalen Kantenlänge von 30.000 Pixel umgehen. Daher muss man spätestens beim verrechneten Panorama auf ein anderes Format wechseln. Das typische Photoshopformat (PSD) kann immerhin noch 2GB verarbeiten und bei Tiffs stellen 4GB die Obergrenze dar. Photoshop RAW und das PSB (Photoshop Big) können jedoch mit einer Kantenlänge von bis zu 300.000 Pixel umgehen und bis zu 90 Gigapixel verarbeitet werden.

Allerdings ist nur das PSB-Format in der Lage, mit Ebenen umzugehen und bietet sich daher auch für Nacharbeiten bzw. das beliebte weil qualitativ meist bessere Blending an. Werden allerdings aus dem Stitching-Programm zuviele Ebenen nach Photoshop exportiert, geht auch das PSB-Format schnell in die Knie. Hier muss man dann auf die dem Stitching-Programm eigenen Überblend-Mechanismens zurückgreifen.
 

Bildpyramide und Webexport

Die Web-Darstellung im Internet wird über kaskadierende Kacheln realisiert. Dabei wird das Gesamtpanorama schichtweise in die sogenannten Tiles mit z.B. 256 x 256 Pixel aufgeteilt und als kleine Einzeldateien mosaikartig abgespeichert. Damit nicht zuviele Kacheln auf jeder Zoomstufe eingelesen werden müssen, werden pyramidenförmig aufsteigend einzelne Schichten gebildet, die jeweils aufgeteilt gespeichert werden. Die Webdarstellung lädt dann nur die im jeweiligen Abschnitt betrachteten Einzelbilder selektiv anhand einer HTML- oder XML-Datei nach, so dass man ihn mit kurzer Verzögerung aber in voller Auflösung betrachten kann. Um den entsprechend aufbereiteten Export kümmert sich beispielsweise der Dienstleister Gigapan.org, der  nicht nur den Webspace und die Präsentation ggf. auch mit Einbindung in die eigene Webseite anbietet sondern auch nach Anmeldung und Erstellung eines kostenlosen Accounts eine kostenfreie Upload-Software bereitstellen. Dabei akzeptiert die Software neben JPEG, TIFF und PSD auch das PSB-Format.

Wer sich statt auf das weitverbreitete Flash zu setzen mit Microsofts Silverlight anfreunden mag, kann auch mit der Panorama-Software ICE (Image Composite Editor) nicht nur das Panorama selbst stitchen sondern auch auf die verbundene Webseite photosynth.net hochladen. Problematisch ist allerdings, dass sich mit ICE praktisch keine Nacharbeiten am Panorama durchführen lassen und es fast vollautomatisch das Stitchen übernimmt; der kostenlose Online-Dienst (Windows Live ID notwendig) akzeptiert auch nur für per ICE verrechnete Panoramen.

Wer die Gigapixel-Panoramen selbst stückeln und auf den eigenen Account online bringen möchte, kann das seit Photoshop CS3 integrierte Zoomify nutzen. Über „Datei > Exportieren > Zoomify“ lässt sich die Kachel-Pyramide nicht nur speichern sondern anschliessend per Webbrowser offline mit Einzoom-Möglichkeit betrachten. Mit einem einfachen html-Editor und ggf. ans eigene Layout angepasst kann man das Gigapixel-Bild dann – ausreichend Onlinespeicher vorausgesetzt - auf die eigene Webseite hochladen.

Mehr Darstellungsoptionen und ohne integriertes Zoomify-Werbebanner ergeben sich mit der kostenpflichtigen (z.Zt. 29 US$) Zoomify-Design-Version, die man unter www.zoomify.com herunterladen kann. Hier zieht man dann das fertige Panorama per Drag und Drop auf ein batchverarbeitendes Droplet-Programm, das automatisch einen Ordner mit den aufgekachelten Einzeldateien nebst Webvorschau anlegt. Ähnlich arbeitet das kostenpflichtige KRPano, das auch ganze Panoramatouren erstellen kann und über eine professionelle Plugin- und XML-Struktur verfügt. Das Programm wird im nachfolgenden Kapitel und bei den Panorma-Touren noch ausführlich besprochen. Eine aus mosaikartigen Kacheln bestehende Gigapixel-Bildpyramide kann auch das einfacher zu bedienende Pano2VR erstellen, das ebenfalls im Software-Kapitel ausführlicher besprochen wird.