В этой статье пойдет речь о создании панорамы Екатеринбурга.
Публикация на Хабре: habrahabr.ru/post/150591 Сама панорама: ekburg.artstudio-3d.ru
Изначально более подробный вариант статьи направлялся в «песочницу», но НЛО не счел его достойным инвайта. Ниже я опущу предысторию с тендерами и прочую «лирику», и постараюсь остановиться лишь на технической части.
В марте этого года был опубликован тендер на «изготовление панорамы города Екатеринбурга сверхвысокого (гигапиксельного) разрешения». Примерно сутки я обдумывал «смогу ли сделать эту работу если выиграю?». После положительного ответа на этот вопрос была подана котировочная заявка. Девушки в DHL были очень удивлены и пожелали удачи.
Тендер выиграл. (Не буду вдаваться в подробности в этой статье, хотя опыт работы в фото по системе тендеров уже есть кое-какой. Может быть еще статью напишу. 3 тендера выиграно на данный момент.)
Цилиндрическую панораму вида на город с местной высотки.
Разрешением не менее 10Gpx. А так же обычные панорамы 360х180 объектов по земле.
В целом вменяемое ТЗ, хотя и не без бредовых требований. «5000 исходных кадров» избыточны для 10Gpx (если речь о рально разных, а не просто брекетинге).
Снять куда больше, а потом ресайз вниз? Плохой вариант. Чем больше фокусное расстояние (меньше угол обзора), тем больше кадров, а, соотвественно, и стыков между ними. Это же, в свою очередь, увеличит количество «призраков» (половинки людей да машин и прочие артефакты блендинга). А еще снимать дольше по времени, т.е. выше риск изменения освещенности, да и тени могут местами просто не сойтись.
Снять на 50Gpx и получить еще один мыльный Дубаи (речь о старой панораме, которая прославилась «рекордом» по детализации и бессмысленностью по содержанию), где от уменьшения в 10 раз размера панорамы детализация не ухудшится? Тоже нет.
Доп. соглашение к контракту гласило, что объектов стало больше 10.
«Екатеринбург — объекты» на Яндекс.Картах
Как я уже писал выше, прежде чем посылать заявку, нужно было убедиться в реальности реализации проекта. Да и просто понять «как это сделать?». К тому моменту я не снимал панорам подобного план. Лишь при съемке интерьеров использовал этот подход.
Готовых «калькуляторов» я нагуглить не смог, хотя особо и не старался — важно было самому все понять.
Поскольку в наличии из телеобъективов только 70-200/4L IS, то сначала расчет произвел для него.
В качестве камер рассматривались: 5D m2, как фф, и 600D (60D) как самый плотнопиксельный кроп (из актуальных на момент расчета кэнонов).
Внимание! Расчет ниже не претендует на 100% правильноть с точки зрения терминологии. Измерение «высоты кольца» в градусах — может повредить вашей психике. Просьба смотреть в суть, а не термины. Я таких расчетов уже 10 лет не делал.
Вывод? Спокойно можно снимать на 200mm и 18mp кроп-камеру.
Забегая вперед скажу, что расчеты неплохо подтвердились практикой.
После калибровки штативной головы «на месте» расхождения теорией составили 0.1-0.2о на кадр.
Уже определился, что снимать на кроп-камеру о 18mp и 200mm объектив.
По условиям контракта съемка должна производиться с использованием «роботизированной штативной головы».
Хотя и можно снять 1450 кадров в ручном режиме, выбор, все же, пал на Gigapan EPIC Pro.
Ну а с наземными сферическими панорамами все просто: 5D m2 + 15mm. По схеме «2 ряда по 8 кадров». Это дает большое перекрытие, что поможет избавляться от призраков и половинок автобусов.
Если обычные сферические панорамы я уже привык (сшивать «потом, дома»), то гигапиксельный вид нужно проверить прямо в Екатеринбурге. Для этого был куплен нетбук следующей конфигурации: i7-2670QM / 16Gb RAM / 128Gb SSD / 640Gb HDD.
Наверное, и правда, не стоит писать об этом тут. Оставлю в жж. Всего в городе провел 5 дней. День ушел на тесты и пристреливания на крыше высотки, день на съемку, и еще 3 дня на городские виды «по земле».
Панорама же была снята 16го мая 2012 года.
Что нужно учитывать в первую очередь?
Фотографы тоже снимают телефонами. Первый день, тесты.
Как снимать?
Опишу процесс работы над большой панорамой.
Нужно отобрать кадры, предварительно сконвертировать.
Затем собрать тестовую панораму, проверить ее на корректность сшивки.
Потом начинается самое нудное – нужно обрабатывать конкретные кадры и группы кадров. Что бы не было полос и перепадов яркости да цвета. Подменять кадры и смотреть на результат. В рядах кадров «неба» — очень много замен. И так много раз по кругу.
После того как цвет был выровнен я приступил к борьбе с «призраками» (людьми без голов, половинками машин, двухколесными автобусами). Это делается масками в PTGui, а иногда и ретушью в фотошопе. Эти операции так же повторялись многократно.
Если говорить о времени сшивки и нарезки изображений на тайлы (KRPano), то цифры, в среднем для каждого сектора, такие:
Последние два пункта повторялись очень много раз. Окончательные правки вносились уже после предварительной публикации панорамы и обсуждения ее зрителями. И даже после этого — минимум пара призраков остались. Всего ушло примерно 3-4 недели.
Самым неприятным было применять кривые к двум из трех панорам (секторов). Для файлов в 5-7 гигапикселей и 20 гигабайт операции «открыть, применить кривые, повысить контраст, сохранить, закрыть» занимали по 2-3 часа.
Было отснято 3 панорамы:
В общем, очень близко к расчетам.
Почему 3 сектора, а не единый цилиндр?
Не позволяет конфигурация крыши. При такой относительно небольшой высоте (43 этажа?) точки съемки слишком сильно разнесены друг от друга. Параллакс велик. Была попытка собрать, если не в единый цилиндр, то хотя бы в 2 сектора. Не вышло. На «пограничных территориях» доходило до того, что у одного и того же небольшого здания на одной панораме я видел как бы левую стену, а на другой чуть ли не правую.
Хочу сказать спасибо людям оказавшим мне помощь в реализации данного проекта:
Алексей Крылов, г. Москва;
Антон Фадеев, г. Екатеринбург;
Владимир Барданос, г. Новокузнецк;
Родион Галанев, г. Москва.
Опыт интересной работы.
Довольно неплохая визуализация Екатеринбурга.
О самой же панораме судить вам:
Екатеринбург: гигапиксельная панорама и виртуальный тур (кликабельно)
Конструктивная критика — приветствуется.
При смене обзора в адресной строке браузера меняются данные, т.о. можно давать ссылки на конкретные виды.
UPD:
Отретушировал большую часть из указанного в комментариях.
Файлы обновил.
Копию администрации заказчика передал.
Публикация на Хабре: habrahabr.ru/post/150591 Сама панорама: ekburg.artstudio-3d.ru
Изначально более подробный вариант статьи направлялся в «песочницу», но НЛО не счел его достойным инвайта. Ниже я опущу предысторию с тендерами и прочую «лирику», и постараюсь остановиться лишь на технической части.
В марте этого года был опубликован тендер на «изготовление панорамы города Екатеринбурга сверхвысокого (гигапиксельного) разрешения». Примерно сутки я обдумывал «смогу ли сделать эту работу если выиграю?». После положительного ответа на этот вопрос была подана котировочная заявка. Девушки в DHL были очень удивлены и пожелали удачи.
Тендер выиграл. (Не буду вдаваться в подробности в этой статье, хотя опыт работы в фото по системе тендеров уже есть кое-какой. Может быть еще статью напишу. 3 тендера выиграно на данный момент.)
Что нужно было снять?
Цилиндрическую панораму вида на город с местной высотки.
Разрешением не менее 10Gpx. А так же обычные панорамы 360х180 объектов по земле.
В целом вменяемое ТЗ, хотя и не без бредовых требований. «5000 исходных кадров» избыточны для 10Gpx (если речь о рально разных, а не просто брекетинге).
Снять куда больше, а потом ресайз вниз? Плохой вариант. Чем больше фокусное расстояние (меньше угол обзора), тем больше кадров, а, соотвественно, и стыков между ними. Это же, в свою очередь, увеличит количество «призраков» (половинки людей да машин и прочие артефакты блендинга). А еще снимать дольше по времени, т.е. выше риск изменения освещенности, да и тени могут местами просто не сойтись.
Снять на 50Gpx и получить еще один мыльный Дубаи (речь о старой панораме, которая прославилась «рекордом» по детализации и бессмысленностью по содержанию), где от уменьшения в 10 раз размера панорамы детализация не ухудшится? Тоже нет.
Доп. соглашение к контракту гласило, что объектов стало больше 10.
«Екатеринбург — объекты» на Яндекс.Картах
Расчеты
Как я уже писал выше, прежде чем посылать заявку, нужно было убедиться в реальности реализации проекта. Да и просто понять «как это сделать?». К тому моменту я не снимал панорам подобного план. Лишь при съемке интерьеров использовал этот подход.
Готовых «калькуляторов» я нагуглить не смог, хотя особо и не старался — важно было самому все понять.
Поскольку в наличии из телеобъективов только 70-200/4L IS, то сначала расчет произвел для него.
В качестве камер рассматривались: 5D m2, как фф, и 600D (60D) как самый плотнопиксельный кроп (из актуальных на момент расчета кэнонов).
Внимание! Расчет ниже не претендует на 100% правильноть с точки зрения терминологии. Измерение «высоты кольца» в градусах — может повредить вашей психике. Просьба смотреть в суть, а не термины. Я таких расчетов уже 10 лет не делал.
70-200 имеет угол в 12о по диагонали (фф, 200мм), т.о. углы для фф и кропа:
фф: 9.99о по длинной стороне (3х) и 6.66о по короткой (2х);
кроп: 6.24о по длинной стороне (3х) и 4.16о по короткой (2х);
Для замыкания в 360о (кольцо без перекрытия) в теории нужно:
фф: 36 кадров (360:9.99), при высоте кольца в 6.66о — т.е. 1\27 от 180о;
кроп: 58 кадров (360:6.24), при высоте кольца в 4.16о — т.е. 1\44 от 180о.
Для полной сферы (360ох180о) в теории:
фф: 27 рядов по 36 кадров (972 кадра);
кроп: 44 ряда по 58 кадров (2552 кадра).
А в мегапикселях это:
фф: 27 x 36 x 21mp = 20 412mp;
кроп: 44 х 58 х 18mp = 45 936mp.
Перейдем к реалиям с перекрытием (25%) на сшивку.
Грубо уменьшим углы обзора, и будем дальше считать как бы без перекрытия:
фф: 7.5о (9.99ох0.75) по длинной и 5о (6.66ох0.75) по короткой;
кроп: 4.7о (6.24ох0.75) по длинной и 3.1о (4.16ох0.75) по короткой.
Для замыкания в 360о нужно:
фф: 48 кадров (360:7.5), при высоте кольца в 5о — т.е. 1\36 от 180о;
кроп: 77 кадров (360:4.7), при высоте кольца в 3.1о — т.е. 1\58 от 180о;
Итого, для полной сферы (360ох180о), с перекрытием в 25%:
фф: 36 рядов по 48 кадров = 1728 кадров;
кроп: 58 рядов по 77 кадра = 4466 кадров.
Апофеоз:
Пусть каждый кадр снимается до 1сек. (день же), и 3сек. уходит на перепозиционирование головы:
фф: 1728х4 = 1.9 часа (примерно 39Gb RAW-файлов);
кроп: 4466х4 = 4.9 часа (примерно 98Gb RAW-файлов);
Но это полная сфера, что бессмысленно (зачем нам небо и крыша здания с которого снимать?).
Пусть высота будет не 180о, а 60о:
фф: 576 кадров, 0.65 часа, 6.8Gpx;
кроп: 1448 кадров, 1.6 часа, 15.3Gpx.
Вывод? Спокойно можно снимать на 200mm и 18mp кроп-камеру.
Забегая вперед скажу, что расчеты неплохо подтвердились практикой.
После калибровки штативной головы «на месте» расхождения теорией составили 0.1-0.2о на кадр.
Чем работать?
Уже определился, что снимать на кроп-камеру о 18mp и 200mm объектив.
По условиям контракта съемка должна производиться с использованием «роботизированной штативной головы».
Хотя и можно снять 1450 кадров в ручном режиме, выбор, все же, пал на Gigapan EPIC Pro.
Ну а с наземными сферическими панорамами все просто: 5D m2 + 15mm. По схеме «2 ряда по 8 кадров». Это дает большое перекрытие, что поможет избавляться от призраков и половинок автобусов.
Если обычные сферические панорамы я уже привык (сшивать «потом, дома»), то гигапиксельный вид нужно проверить прямо в Екатеринбурге. Для этого был куплен нетбук следующей конфигурации: i7-2670QM / 16Gb RAM / 128Gb SSD / 640Gb HDD.
В Екатеринбурге
Наверное, и правда, не стоит писать об этом тут. Оставлю в жж. Всего в городе провел 5 дней. День ушел на тесты и пристреливания на крыше высотки, день на съемку, и еще 3 дня на городские виды «по земле».
Панорама же была снята 16го мая 2012 года.
На крыше
Что нужно учитывать в первую очередь?
- Погоду и ее прогноз на ближайшее время. Недопустима резкая перемена освещенности. Нежелательны облака – будет каша.
- Влажность – чем выше она выше, тем сильнее будет муар и хуже видимость.
- Высоту солнца над горизонтом – чем выше, тем лучше.
- Время съемки – снимать надо максимально быстро, иначе тени уползут и не сошьются.
- Ветер был порывистый, пришлось снять бленду с объектива, для уменьшения площади паруса.
Фотографы тоже снимают телефонами. Первый день, тесты.
Как снимать?
- Рядами сверху вниз. Так уменьшается количество «призраков» возникающих при сшивке.
- Фокус – руками, с перефокусировкой каждые несколько рядов. Иногда это давало сбои (есть мыльные участки), но что поделать.
- Режим – Av. М, при съемке такого числа кадров, не имеет смысла. Разбег освещенностей ни в одну матрицу по ДД не влезет.
- Тесты показали, что экспокоррекция, в целом, не нужна, но желательна эксповилка.
- Само собой в RAW. Меняя флешки и сразу отсматривая материал.
Обработка материала
Опишу процесс работы над большой панорамой.
Нужно отобрать кадры, предварительно сконвертировать.
Затем собрать тестовую панораму, проверить ее на корректность сшивки.
Потом начинается самое нудное – нужно обрабатывать конкретные кадры и группы кадров. Что бы не было полос и перепадов яркости да цвета. Подменять кадры и смотреть на результат. В рядах кадров «неба» — очень много замен. И так много раз по кругу.
После того как цвет был выровнен я приступил к борьбе с «призраками» (людьми без голов, половинками машин, двухколесными автобусами). Это делается масками в PTGui, а иногда и ретушью в фотошопе. Эти операции так же повторялись многократно.
Если говорить о времени сшивки и нарезки изображений на тайлы (KRPano), то цифры, в среднем для каждого сектора, такие:
расстановка контрольных точек (автоматом) – 30-40 минут;
сшивка панорамы – 2-2.5 часа;
нарезка на тайлы – 1.5 часа;
Последние два пункта повторялись очень много раз. Окончательные правки вносились уже после предварительной публикации панорамы и обсуждения ее зрителями. И даже после этого — минимум пара призраков остались. Всего ушло примерно 3-4 недели.
Самым неприятным было применять кривые к двум из трех панорам (секторов). Для файлов в 5-7 гигапикселей и 20 гигабайт операции «открыть, применить кривые, повысить контраст, сохранить, закрыть» занимали по 2-3 часа.
Статистика отснятого
Было отснято 3 панорамы:
1. 19 рядов по 36 кадров – итого 684 уникальных (без учета брекетинга);
время съемки: 34 минуты;
угловые размеры: 160о по горизонту и примерно 55о по вертикали;
размеры сшитой простыни: 127 800 х 54 850 px, примерно 7 Gpx.
2. 15 рядов по 36 кадров – или 540шт;
время съемки: 31 минута;
угловые размеры: 160о по горизонту и примерно 40о по вертикали;
размеры сшитой простыни: 131 175 х 37 922 px, примерно 5 Gpx.
3. 16 рядов по 34 кадра – или 544шт;
время съемки: 31 минута;
угловые размеры: 155о по горизонту и примерно 47о по вертикали;
размеры сшитой простыни: 122 400 х 43 800 px, примерно 5.4 Gpx.
В общем, очень близко к расчетам.
Почему 3 сектора, а не единый цилиндр?
Не позволяет конфигурация крыши. При такой относительно небольшой высоте (43 этажа?) точки съемки слишком сильно разнесены друг от друга. Параллакс велик. Была попытка собрать, если не в единый цилиндр, то хотя бы в 2 сектора. Не вышло. На «пограничных территориях» доходило до того, что у одного и того же небольшого здания на одной панораме я видел как бы левую стену, а на другой чуть ли не правую.
Благодарности
Хочу сказать спасибо людям оказавшим мне помощь в реализации данного проекта:
Алексей Крылов, г. Москва;
Антон Фадеев, г. Екатеринбург;
Владимир Барданос, г. Новокузнецк;
Родион Галанев, г. Москва.
Что в итоге?
Опыт интересной работы.
Довольно неплохая визуализация Екатеринбурга.
О самой же панораме судить вам:
Екатеринбург: гигапиксельная панорама и виртуальный тур (кликабельно)
Конструктивная критика — приветствуется.
При смене обзора в адресной строке браузера меняются данные, т.о. можно давать ссылки на конкретные виды.
UPD:
Отретушировал большую часть из указанного в комментариях.
Файлы обновил.
Копию администрации заказчика передал.
