Gigapan: хостинг для фотопанорам + техническое средство их создания

Нетрудно видеть, что некоторые хабралюди в последнее время были немало увлечены достоинствами программного средства под названием Photosynth, которое производится Майкрософтом и позволяет смотреть на одну и ту же сцену с разных точек зрения, используя снятые с разных сторон фотографии. Поиск по Хабрахабру находит целых две страницы с хабратопиками про Photosynth (первая страница, вторая страница).

Однако почему-то никто ещё не создал на Хабрахабре рассказ о Gigapan (поиск ничегошеньки не обнаруживает). Тема совершенно непочатая. А меж тем любителям Photosynth (да и вообще всем любителям фотографии) наверняка понравится рассказ о Gigapan. Ведь Photosynth и Gigapan в известной мере дополняют друг друга. А вернее сказать, они примерно как параллели и меридианы — и дополняют, но и перпендикулярны по смыслу.

Но это метафора. А сравнивать Photosynth и Gigapan уместнее всего на примере.

Пример же у нас будет на высшем штатовском уровне.

На уровне президента.

Те, кто взглядывал на заглавную страницу Photosynth.net, уж наверное помнят фотосинтетическую сцену инаугурации Барака Обамы, склеенную из многих изображений.

Теперь поглядите на сайте Gigapan, как там выглядит сцена инаугурации Барака Обамы, также склеенная из многих изображений.

Сразу становится видно, насколько качественно разные инструменты.

Photosynth хранит трёхмерные сцены с возможностью смотреть на один предмет (объект, сцену) с разных точек, одним словом — осматривать. Главное в такой сцене — объёмность (возможность разглядеть любой видимый объект с разных сторон).

Gigapan хранит фотопанорамы с возможностью смотреть из одной точки в разные стороны, одним словом — оглядываться. Главное в такой панораме — детальность (возможность разглядеть любой видимый объект под большим увеличением).

Это идейная разница. А есть и программная: Photosynth изготовлен «Майкрософтом» и требует установки специального плагина, который работает только в операционных системах «Майкрософта» (да и то не во всех). Gigapan изготовлен не «Майкрософтом», никакого специального плагина не требует, работает в обычном Flash и во всех тех операционных системах и браузерах, для которых Flash существует. Кроме этого, фотопанорамы Gigapan можно просматривать и в Google Earth, причём совершенно так же, как вы просматриваете там же сферические панорамы Google Street View.

На этом сравнение Photosynth и Gigapan я заканчиваю; дальше пойдёт более подробный рассказ о происхождении и о возможностях Gigapan.

Gigapan — совместный проект Университета Карнеги-Меллона и NASA и Google, родившийся по итогам своеобразного «сведéния с небес на землю» одной из космических технологий NASA, а именно такой руки робота, которая позволяла всяким там марсоходам автоматически ворочать сравнительно низкомегапиксельною фотокамерою в разные стороны и последовательно делать ею несколько десятков и даже сотен фотоснимков, затем стыкуя их и получая в итоге крупномасштабную (многомегапиксельную, даже многогигапиксельную!) фотопанораму всего окружающего пространства.

На Земле из этого получился продукт под названием Gigapan Epic — сравнительно недорогой (чуть меньше 380 баксов) робототехнический фотоштатив, в который вкладывается самый обычный цифровой фотоаппарат таким образом, чтобы «палец» робота мог нажимать на спуск фотоаппарата. Затем фотограф задаёт левое верхее и правое нижнее положение «руки» робота, а робот делает всё остальное, то есть методично и быстро «общёлкивает» фотокамерою всё заданное ему пространство, причём делает соседние кадры «внахлёст» для последующего сшивания их по общим деталям стыков.

Вместе со штативом продаётся и специальная программа-стыковщик.

Робот-штатив выглядит вот как:



А вот обратная сторона его:



Итоговые многомегапиксельные панорамы можно бесплатно заливать на сайт Gigapan.org, после чего их становится возможно просматривать флэшёвым просмотрщиком. Если дополнительно задать координаты (и азимут повёрнутости) такой фотопанорамы, тогда её и в Google Earth можно будет просматривать невозбранно — вид будет «изнутри сферы», как в режиме Street View. Если панорама получилась не совершенно сферическою (то есть не все 360° оборота вокруг вертикальной оси, и (или) не все 180° сверху донизу от зенита до надира), тогда панорама займёт только часть сферы — остальная часть окажется прозрачною, отображая расположенную за сферою модель пейзажа Google Earth, созданную натягиванием спутниковой фотографии на карту высот местности.

Помимо координат и азимута фотопанорамы, можно также задать диаметр сферы и высоту расположения центра её над поверхностью земли в Google Earth. (Если сфера пересекается с землёю, тогда нижняя часть сферы окажется закономерно невидимою.)

А теперь главнейшая и прекраснейшая особенность: фотохостинг Gigapan принимает и размещает не только те фотопанорамы, которые изготовлены его собственным оборудованием. Совсем не обязательно сперва заказывать из Штатов присылку Gigapan Epic, а затем пользоваться Gigapan Epic для того, чтобы изготовить и залить на Gigapan.org свою фотопанораму, дать посмотреть её и своим знакомым, и всей Сети, и во Flash, и в Google Earth.

FAQ Gigapan недвусмысленно гласит, что можно пользоваться собственным штативом, можно пользоваться любыми средствами автоматизированной склейки фотографий (например, PTGui или Autopano Pro), единственным же ограничением является детальность фотопанорамы: не менее пятидесяти мегапикселов.

От себя вам добавлю ко сведениям из этого FAQ ещё одно: существует также третий полезный стыковщик, hugin называется. Полезный он тем, что кросс-платформенный.

Последовательность же действий для ручного изготовления фотопанорамы (безо всякого Gigapan Epic) бывает вот какова:

1) Приобретаете (или берёте имеющийся) фотоштатив типа того, на котором попугаи сидят:



2) Ставите фотоштатив в точке съёмки и крепите фотоаппарат так, чтобы ворочаться (вокруг своего центра) фотоаппарат мог, но чтобы центр фотоаппарата ни в коем случае не смещался, а не то на соседних кадрах ближние объекты (например, кусты или изгороди) будут заслонять дальние объекты (например, здания или горы) по-разному, так что стыковка этаких соседних кадров не получится (или получится такой скверною, что лучше бы не получалася).

3) Сделайте серию кадров, прямоугольной сеткою накрывающих пространство и «внахлёст» стыкующихся друг с другом. При этом старайтесь не допускать на стыках появления движущихся предметов (прохожие, транспорт, облака, животные, ветви деревьев на ветру).

4) Отнесите камеру домой, на серию снимков натравите автоматический состыковщик, насладитесь результатом.

5) Фотопанораму загрузите в Gigapan, натяните там же в Google Earth на сферу метрового или двухметрового диаметра, находящуюся над землёй на высоте её диаметра (для надёжности) и расположенную географически точно.

В общем-то, это и всё.

Фотопанорама автоматически пополняет собою KML-файл с координатами всех фотопанорам Gigapan. (Скачивайте с оглядкою: этот монстр весит больше тринадцати мегабайтов.) Если гугловцы сочтут фотопанораму достойною для своих гуглей, тогда включат её и в специальный слой «Gigapan», доступный всем пользователям Google Earth. Так можно наблюдать некоторые улицы и здания Москвы, Петербурга и многих других городов, до которых автомобили Google Street View ещё не добрались (и вряд ли в скором времени доберутся), а также пространства вдали от автодорог.

Несколько простых практических советов:

1) Если угол оборота вокруг вертикальной оси при съёмке равен 360°, то вы знаете точное его значение, а не примерное: недорастянуть или перерастянуть панораму при её натягивании на сферу не удастся, и это хорошо. И горизонт тогда также нипочём не окажется завален по прямой — в худшем случае, по синусоиде, целиком охватывающей 360° горизонтального оборота одним своим периодом синуса.

2) Если вы снимаете в тени, то солнце не будет бить прямо в объектив, куда бы вы не повернули его. Это хорошо.

3) Уходящие к горизонту участки улиц, мостов и других направлений движения оставляйте в центре кадра, а не на краю, иначе движение объектов создаст разницу между соседними кадрами на стыке. По той же причине уместно располагать и горизонт в центре кадра.

4) Старайтесь не сильно менять величину экспозиции между соседними кадрами, не то стыковщик поневоле сделает яркие объекты на стыке кадров (или возле такого стыка) «засвеченными», подстраивая яркость соседних кадров друг ко другу.

Напоследок отмечу, что Gigapan — не единственный хостинг фотопанорам. Например, есть проект 360 Cities, который, впрочем, отличается большей привередливостью, принимая только полностью сферические панорамы, а не частичные. Подход сайта Gigapan мне представляется более дальновидным, ведь лучше не иметь возможности глядеть в небеса или под ноги, нежели вообще не располагать фотографией некоторого места.