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Kapitel 3.1 - Panorama-Freeware

Kapitel 3.1 - Panorama-Freeware

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Entscheiden Sie selbst:


wozu Spezial-Software - Canon Photostitch - Autostitch - Hugin - Schrittanleitung Hugin - Inhaltsverzeichnis



3.1 - Panorama-Freeware

Für sauber verrechnete Panoramen braucht man die passende Software. Manchem Anwender reicht womöglich schon Freeware während anspruchsvolle Projekte in der Regel mit leistungsfähigen Stitchern und Tourensoftware erstellt werden wollen.
 

Wozu überhaupt Spezial-Software?

Um mehrere Bildabschnitte zu einem Gesamtpanorama miteinander zu verknüpfen, braucht der Anwender ein entsprechendes Programm. Dabei sollen die Ausschnitte nach der Verrechnung möglichst ohne Nahtstellen so wirken wie eine einzige Aufnahme. Sie werden miteinander  „vernäht“; entsprechend wird für diesen Vorgang auch der englische Begriff „stitching“ (vernähen) verwendet. Zusätzlich zur passgenauen Montage muss auch die Belichtung und Farbtemperatur der Einzelaufnahmen einander angeglichen werden.

Manch Anwender geht hier z.B. in Photoshop oder der Freeware Gimp manuell vor und verschiebt die Einzelaufnahmen von Hand an die richtige Position und retourchiert die Nahtstellen aufwändig. Das mag bei wenigen Bildern mit Normal- oder Telebrennweiten noch mit überschaubarem Aufwand vertretbar sein. Sobald jedoch Weitwinkel- oder gar Fischaugen-Objektive eingesetzt werden, kommt man wegen der Linsenverzerrungen um eine automatische Verrechnung kaum herum. Letzteres gilt natürlich auch für Gigapixel-Aufnahmen mit sehr vielen Einzelablichtungen.

Eine einzige Software für alle Panorama-Arten existiert derzeit leider nicht. Photoshop kann beispielsweise nicht mit Superweitwinkel- oder Fischaugenobjektiven umgehen. Auch mit 360-Grad-Panoramen ist Photoshop idR überfordert und Eingriffsmöglichkeiten zur gezielten Verrechnungskontrolle fehlen. Darauf spezialisiertere Programme wie Autopano, PTGui oder Hugin zeigen in manchen Motiven noch Nahtstellen, so dass man Photoshop im Workflow nachschaltet, um mit ihm das Feintuning durchzuführen.

Bei 360-Grad-Panoramen kommt noch die Schwierigkeit hinzu, den Stativkopf aus dem Bodenpunkt zu entfernen. Möchte man hier nicht schlicht ein Logo oder eine Spiegelkugel einblenden und die originale Motivstruktur wiedergeben, dann wird idR wieder ein darauf spezialisiertes Programm benötigt. Pano2VR ist eine solche Software, mit dem sich der Nadir (Bodenpunkt) extrahieren und im Zusammenspiel beispielsweise mit Photoshop dann retouchieren lässt.

Sollen im Panorama auch interaktive Elemente wie Sound, Pop-Up-Bilder, Videos oder Infotafeln eingebunden werden, dann stehen dazu wiederum Spezialprogramme auf dem Plan. Das erwähnte Pano2VR oder auch Panotour bieten entsprechende Funktionen. Sie können auch mehrere Panoramen zu einer Tour miteinander verknüpfen, um im Webbrowser von einem zum nächsten Panorama zu springen, ohne die Bilddarstellung verlassen zu müssen. Professionelle Anwender setzen hierfür auch KRPano ein, das mittels Scriptbefehlen im XML-Format auch bei Panorama-Grossprojekten beherrschbar bleibt. Einzelpanoramen können so einfacher als durch eine Menü- und screengesteuerte Software eingebunden und ausgetauscht werden. Auch das Einbinden von Plugins - z.B. einer Google-Map zur Standort-Darstellung - lässt sich per Script-Sprache leichter realisieren. Nur die Einarbeitungszeit ist auch entsprechend hoch und kann Wochen bzw. Monate einfordern.

Auch wenn der versierte Panorama-Fotograf eine Vielzahl an Einzelprogrammen bemühen muss, so steht er doch vor der Frage, welche dieser Speziallisten die jeweilige Aufgabe am besten meistert. Anwender, die sich mit überschaubaren Projekten oder Einzelpanoramen begnügen, denen genügt ggf. sogar eine einzige Stitching-Software.

Kostenlose Programme sind manchmal ausreichend, um Einzelbilder zu Panoramen zu verrechnen. Man ist jedoch meist hinsichtlich der Eingriffsmöglichkeiten beschränkt, falls die Verrechnung Fehler aufweist. Frei nach dem Motto „hopp oder top“ klappt das Stitching oder eben nicht.

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Canon Photostitch


Das Canon DSLR beiliegende Panorama-Programm „Photostitch“ ist eigentlich keine Freeware und wird auch nicht separat zum Herunterladen angeboten; es liegt der Kamera aber kostenlos auf der Programm-DVD bei. Da Canon - neben Nikon - bei den digitalen Spiegelreflexkameras marktbeherrschend ist, erfreut sich Photostitch einer entsprechenden Beliebtheit, auch wenn manch Anwender eher den RAW-Konverter „Digital Photo Professional“ bzw. den „Zoombrowser“ anwendet und sich der Existenz von Photostitch auf der eigenen Festplatte womöglich noch garnicht bewusst ist.

Das Programm bietet drei Karteireiter zum Dateien laden und ausrichten, dem Verknüpfungsvorgang mit hinterlegbarer Brennweiteneinstellung und zum Speichern. Besondere Intelligenz kann man Photostitch nicht unbedingt bescheinigen, denn auch bei vorhandenen Exif-Daten wird im Test die Brennweite meist falsch voreingestellt. Auch die Bild-Anordnung will manuell von links nach rechts bzw. bei mehrreihigen Panoramen von oben links bis rechts unten vom Anwender vorgenommen sein. Hält man sich nicht daran, dann fallen die Ergebnisse unschön aus oder das Panorama kann garnicht verrechnet werden. Bei einfachen, einreihigen Panoramen sind die Ergebnisse allerdings regelmässig recht ordentlich. Im Test mit einem zweireihigen Panorama bei 24mm (Kleinbild) hat Photostitch bereits Probleme. Offenbar sind 24mm schon die äusserste Untergrenze, mit dem das Programm überhaupt umgehen kann.
 

Photostitch verlangt im ersten Karteireiter die Anordnung der Bilder. Hier schafft das Programm jedoch bei 24mm (bei korrekt angegebener Brennweite) kein sauberes Verrechnungsergebnis.

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Autostitch


Das Programm „Autostitch“ wird als Demo kostenlos zum Herunterladen angeboten (http://www.cs.bath.ac.uk/brown/autostitch/autostitch.html). Die Bezeichnung „Demo“ weist darauf hin, dass es sich weder um eine Freeware noch um ein kostenpflichtiges Programm handelt; vielmehr soll es die starken Fähigkeiten des Verrechnungs-Algorithmus verdeutlichen und so gewerbliche Softwareanbieter ermutigen, das Programm in eigene Projekte (kostenpflichtig) einzubinden.

Privatanwender können mit Autostitch jedoch eigene Panoramen stitchen; die Verrechnungen werden ohne Wasserzeichen o.ä. im Quellbildordner als JPEG in einstellbarer Grösse und Qualitätsstufe abgespeichert. Sollen mehrere Panoramen entwickelt werden, muss man darauf achten, dass Vorgängerbild umzubenennen, da es stets als „Pano.jpg“ abgespeichert wird.

Autostitch verrechnet hier ein zweizeiliges Panorama einwandfrei (2 x 4 Aufnahmen mit 24mm). Mit Fischaugen-Objektiven können allerdings Probleme beim Stitching auftreten.

 

Die Ergebnisse sind meist von hoher Qualität. Das zweireihige Testpanorama bei 24mm wird ohne weitere Eingriffe sauber verrechnet. Beim sphärischen 15mm-Fischaugen-Panorama kommt Autostitch allerdings ins Schlingern und montiert auch das einzeilige, zylindrische Fischaugenpanorame fehlerhaft. Fischaugenobjektive sind also nicht die Stärke von Autostitch aber mit längerer Brennweite sind die Ergebnisse regelmässig absolut brauchbar. Eingriffsmöglichkeiten zur Fehlerkorrektur bestehen nicht.

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Hugin


Das Open-Source-Programm „Hugin“ wird kostenlos angeboten (Download hier) und kann als ausgewachsene Stitching-Software teilweise selbst bei komplexeren Panoramen sehr gute Ergebnisse erzielen. Hugin ist keine eigenständige Entwicklung sondern ein grafisches Anwenderinterface, das einem kommandozeilenbasierte Parameterwerteingaben erspart. Die Software greift – ähnlich wie PTGui - dabei auf die von Helmut Dersch seinerzeit entwickelten Panorama-Tools zurück und zeigt beim Stitching auch noch in einem Statusfenster die Kommandozeilen an. Unterstützt wird Windows (32 und 64-Bit), sowie Betriebssysteme für MAC und auch einige Linux-Distributionen.
 

Hugin benötigt im Idealfall nur den ersten Karteireiter zum Bilder laden, Ausrichten und Erstellen des Panoramas. Die weiteren Karteireiter sind für das Feintuning gedacht, von denen vor allem der Reiter „Kontrollpunkt“ genutzt wird, um Probleme beim Verrechnen zu minimieren.

 

Vom Aufbau ist Hugin in Karteireiter aufgeteilt, von denen man im Idealfall aber nur den Startscreen benötigt. Hier werden die Einzelbilder geladen, ggf. der Objektivtyp, die Brennweite und Sensor-Cropfaktor angegeben und nach dem Klick auf die Schaltfläche „Ausrichten“ automatisch miteinander verrechnet. Falls Hugin einige Bilder nicht miteinander verknüpfen kann, wird ein entsprechender Bericht mit Verweis auf die problematischen Bildpaare ausgegeben. Im Karteireiter „Kontrollpunkte“ kann man dann händisch die jeweils identischen Bereiche mittels linker Maustaste markieren. Da sollten dann wenigstens drei, besser aber 6 – 10 Kontrollpunkte gesetzt werden. Anschliessend wird im ersten Karteireiter erneut die Schaltfläche „Ausrichten“ angeklickt.
 

Falls Hugin das Panorama nicht automatisch oder mit unzureichendem Ergebnis verrechnen kann, dann können Verknüpfungspunkte im Karteireiter „Kontrollpunkte“ händisch vergeben werden. Die entsprechenden Bildpaare können mittels Pfeiltaste schnell weitergeschaltet werden. Links klickt man mit der linken Maustaste ins Bild und im rechten Abschnitt wird dann das passende Bilddetail ebenfalls angewählt. Damit die Kontrollpunkte auch verarbeitet werden, hakt man unten am besten „Automatisch hinzufügen“ an oder klickt auf die Schaltfläche „Hinzufügen“.


Hat Hugin alle Verknüpfungen ohne Fehlermeldung durchgeführt, kann man in der Statuszeile unter dem Button „Ausrichten“ die durchschnittliche Abweichung der Verknüpfungspunkte und die Einschätzung ablesen. Werte von 1 – 2 Pixel werden als gut eingestuft. Liegt die Wertung oberhalb von 3 Pixeln, empfiehlt es sich, die Kontrollpunkte der Bildpaare durchzugehen und ggf. schlechte zu löschen. Das kann man auch automatisch im Karteireiter „Bilder“ mittels der Schaltfläche „Kontrollpunkte säubern“ und via „Celeste“ (Probleme mit Wolken- oder Wellenbildern werden reduziert).

Bewegtelemente oder störende Teile vom Stativkopf können im Karteireiter „Maskierung“ entfernt werden, indem dort nach Wahl des Bildes mit dem Störelement die Schaltfläche „neue Maske“ und mit der linken Maustaste mittels Markierungspunkten die Maske erstellt wird. So können auch mehrere Masken auf ein oder mehrere Bilder angewendet werden. Wichtig ist jedoch, dass der maskierte Bereich zumindest in einem der anderen Aufnahmen intakt ist, sonst entsteht im Panorama eine Leerfläche.

 

Im schnellen Panorama-Vorschaufenster kann das Verrechnungsergebnis begutachtet aber auch u.a. gerade gerichtet werden. Hier zeigt links die per Maus rotierbare Panoramakugel an, dass oben der Himmel nicht vollständig erfasst wurde.

 

Die Verrechnungsergebnisse können im Vorschaufenster entweder in einer schnellen GPL-Version oder der „Panoramavorschau“ begutachtet werden. Die GPL-Version bietet Optionen zum Setzen des Bildzentrums und via rechter Maustaste auch zum Begradigen des Horizonts. Auch in der normalen Panoramavorschau kann über den Karteireiter „Bewegen/Ziehen“ eine Begradigung des Panoramas vorgenommen werden.

Hugin kann auch Belichtungsreihen automatisch erkennen und sie zu einem HDR-Bild verrechnen. An Bildformaten wird JPEG, TIFF und auch HDR-Formate wie „HDR“ und „EXR“ akzeptiert. RAW-Bilder können nicht direkt gelesen werden und müssen zuvor in eines der vorgenannten Formate mit einem externen RAW-Konvertierungsprogramm (z.B. Lightroom o.ä.) umgewandelt werden. Die Ausgabe kann im ganz rechten Karteireiter „Zusammenfügen“ nach JPEG, TIFF oder PNG erfolgen und u.a. auch hinsichtlich der Bildgrösse definiert werden.

Hugin werkelt meist etwas langsam vor sich hin, erzielt aber oft sehr gute Ergebnisse. Ein Teilpanorama und auch zylindrisches sowie sphärisches Kugelpanorama konnte es im Test einwandfrei stitchen. Probleme bereiten allerdings Fischaugen-Zwischengrössen etwa bei 12mm, bei denen kein Vollkreis mit runder Randabschattung (wie bei 8mm) sondern nur eine Teil-Vignettierung vorhanden ist. Hier verbleiben Schleier im Bild bzw. das Panorama wurde fehlerhaft auch nach Kontrollpunkt-Korrektur verarbeitet. Panoramen mit vielen Ausschnitten vom Wolkenhimmel konnten im Test trotz manueller Verknüpfungspunkt-Vergabe nicht sauber verrechnet werden. Für Einsteiger und bei überschaubaren Projekten ist Hugin insgesamt dennoch eine sehr empfehlenswerte Wahl, wenngleich das im Prinzip ähnlich aufgebaute aber kostenpflichtige PTGui deutlich komfortabler und schneller arbeitet und auch umfassender ausgestattet ist.
 

Original-Bilddateien zum Nachmachen der Schrittanleitung (für Mitglieder)

Schritt für Schritt: Zylindrisches Panorama mit Hugin

6 Abschnitte mit einem 15mm-Objektiv (Vollformat-Sensor) sollen mit PTGui zu einem zylindrischen Panorama verrechnet werden. Die Aufnahmen wurden mit einem Nodalpunktadapter erstellt, aber durch Wind in den Bäumen sind durchaus Anschlussfehler zu erwarten.
 

Die 6 Einzelabschnitte sollen als zylindrisches Panorama mit PTGui verrechnet werden.

 

Schritt 1 – Bilder laden und Erstverrechnung

Nach dem Klick auf den Button „1. Bilder laden“ werden Exif-Daten abgefragt. Wichtig ist insbesondere der Objektivtyp, der hier als Diagonal-Fischauge aus der Liste als „Fischauge kreisförmig“ gewählt und die Brennweite von 15mm samt Formatfaktor von 1 (Vollformat-Sensor, bei Cropkameras wäre hier z.B. 1,6 für zwei bis vierstellige und für die EOS 7D-Canon DSLR einzugeben). Der Bildwinkel wird dann automatisch aufgefüllt.

Schritt 1

 

Klicken Sie anschliessend auf die Schaltfläche „2. Ausrichten…“. Im Beispiel wird unterhalb der Schaltfläche „Mittlerer Fehler nach Optimierung 8,9 Pixel, die Bilder passen sehr schlecht“ ausgegeben.


Schritt 2 – Kontrollpunkte säubern

Im Karteireiter „Bilder“ wird die Schaltfläche „Kontrollpunkte säubern“ angewählt. Im Beispiel werden 15 schlechte Kontrollpunkte gelöscht. Da Wasser und Wolken mit entsprechenden Verschiebungen eine Rolle spielen, wird auch die Schaltfläche „Celeste“ angewählt, die jedoch keine Kontrollpunkte löscht

Schritt 2

 

Wechseln Sie wieder auf das erste Register „Assistent“ und klicken erneut auf „2. Ausrichten..“

Im Beispiel wird ein durchschnittlicher Fehler von nurnoch 6.6 Pixeln angezeigt, das ist aber noch immer „schlecht“. Man kann jetzt erneut im Register „Bilder“ unter „Automatische Erzeugung von Kontrollpunkten“ die Anzahl der Verknüpfungen von 10 z.B. auf 20 erhöhen und eine andere Einstellung wie z.B. „Hugin CP-Find und Celeste“ wählen. Zuvor sollten über die Schaltfläche „Löschen der Kontrollpunkte“ die vorhergehende Verrechnung rückgängig gemacht werden, sonst werden die alten weiterhin behalten. Im Beispiel bringt dies jedoch eine leichte Ergebnis-Verschlechterung, so dass die ursprüngliche Verrechnung behalten wird. Versuchen Sie ergänzend, im Register Optimieren, eine andere Selektion. Im Beispiel bringt dort die Einstellung „Ausrichtung, Translation, Bildwinkel, tonnenförmige Verzeichnung“ eine Ergebnisverbesserung auf 5,5 Pixel, noch immer „schlecht“.


Schritt 3 – Probeexport


Klicken Sie im ersten Karteireiter auf „3. Erstellen des Panoramas“ oder wählen den letzten Reiter „Zusammenfügen“ aus. Im Beispiel wird dort als Datenformat JPEG und eine Exportgrösse von 8.300 x 3.600 („optimale Grösse berechnen“ geklickt) gewählt.

Nach Erstellung des Panoramas fördert die Analyse im externen Bildbetrachtungsprogramm nur einen gravierenden Fehler im Baumstamm einer Fichte zu Tage, der nicht sauber anschliesst.
 

Schritt 4 – Kontrollpunkte gezielt verbessern

Man könnte jetzt die Maskierungsfunktion benutzen, um den Anschlussfehler z.B. in den unauffälligen Himmel zu verlagern; hier soll das Problem aber mit manuell gesetzten Kontrollpunkten behoben werden. Dafür wird das entsprechende Bildpaar ausgewählt und ein 13. Punkt an korrelierende Position gesetzt. Der ergibt zwar nur einen Pixelabstand von 13,26 aber manuell ist die Position nicht exakter hinzubekommen.

 

Schritt 4

 

Schritt 5 – finale Ausrichtung

Erneut wird das Panorama ausgegeben und insbesondere die problematische Stammposition untersucht. Doch jetzt ist der Fehler verschwunden und auch die übrigen Bereiche scheinen intakt. Insoweit können jetzt im Editor der „schnellen Panorama-Vorschau“ noch Ausrichtarbeiten vorgenommen werden. Im Karteireiter „Bewegen/Ziehen“ wird der Gierwinkel in 10 Grad-Schritten so weiter bewegt, bis der Wasserfall im goldenen Schnitt rechtsseitig gefälltig ausgerichtet ist. Treten dabei Probleme auf, können Sie die letzten Schritte schnell mittels „strg + z“ rückgängig machen.

 

Schritt 5

 

Jetzt wird das Panorama für die finale Berechnung erneut ausgegeben.
 

Das finale 360-Grad-Panorama aus Kärnten/Österreich mit Hugin verrechnet.

 

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Dieser Report wurde am Samstag, 18. Januar 2014 erstellt und zuletzt am Montag, 20. Januar 2014 bearbeitet.


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