Как выровнять фишай? Исправление дисторсии рыбьего глаза в PTGUI

Между четвертым и пятым выпуском «Панорамной Азбуки» я решил написать небольшую, но очень полезную статью. Кто из вас снимал на фишай, знают, что этот объектив весьма специфически искажает изображение, «вдавливая» углы к центру.
[widget id=»text-32″]

Часто эта дисторсия смотрится интересно и привносит в кадр художественный эффект, но иногда вам может захотеться сделать из «фишайной» фотографии «линейную«, то есть классическую. Без вдавленных углов и с ровными вертикалями.

Такое желание может возникнуть после съёмки городского ландшафта и интерьера, но есть и еще одна причина: при коррекции фишайной фотографии можно добиться экстремально широкого угла обзора, который не в состоянии обеспечить ни один широкоугольный объектив. И в таких фотографиях с «растянутыми» краями часто есть свой шарм.

Итак, у вас есть фотография, сделанная рыбьим глазом, и вы хотите во что бы то ни стало исправить её, устранив «пузатость».

Вам понадобится сам исходный снимок и программа PTGUI. Больше ничего.

Какие требования предъявляются к исходной фотографии? Самое главное — она не должна быть кадрирована! Для успешной коррекции дисторсии вы не должны применять кадрирование и какие-либо коррекции перспективы, иначе результат может получиться непредсказуемым.

Приступаем к коррекции фотографии

Прежде всего, запустите PTGUI и откройте в нем ваш снимок.

Для примера я взял снимок Данилы Михина (http://vk.com/lites), который, на мой взгляд, отлично подходит для стартового примера. Фотография сделана на Canon 5d mark II и объектив Canon 8-15 f4 fisheye. Фокусное расстояние — 15мм. Мы видим  ярко выраженную фишайную дисторсию.

Нам предстоит исправить её, добившись прямых и вертикальных линий домов.

Давайте посмотрим на окно PTGUI, которое появляется при открытии фотографии:

На что следует обратить внимание в первую очередь?

• В графе Lens type (тип объектива) указано Rectilinear (normal lens), т.е. по мнению программы исходный кадр является линейным и сделан на обычный широкоугольный объектив. Мы знаем, что это неправда. Fisheye не является линейным объективом!
• В графе Focal lingth (фокусное расстояние) указано 15mm, это правда.
• В графе Focal length multiplier (кроп-фактор) указано 1х, для Canon 5d mark II это также верно.

Теперь необходимо исправить пункт, в котором PTGUI допустил ошибку. Прежде всего, снимите галочку на пункте Automatic (use EXIF data from camera, if available) и выберите Circular fisheye.

В этот момент PTGUI, сообразуясь со своей логикой, подставит в поле Hor. Field of View (горизонтальный угол обзора) какое-то своё значение, в моём случае примерно 100 градусов. Пока что не обращайте на него внимания.

Откройте Panorama editor (Редактор панорамы) — иконка в виде трех синих квадратов в верхней части окна PTGUI, — и посмотрите, что у вас получается.

В моем случае изображение выглядит искаженным, а вокруг него есть поля:

Очень важно: как изображение искажено в редакторе панорамы, таким вы его и получите в итоге! Поэтому любое ненужное искажение снимка вас должно насторожить. К примеру, снимок может выглядеть вот так:

Но всё это вас не должно удовлетворять, ведь мы стремимся к фотографии с идеальной дисторсией.

Вернитесь в главное окно программы и посмотрите на пункт Hor. Field of View. Вы можете скорректировать дисторсию снимка, просто подбирая значение этого поля. Обычно я открываю на одном экране два окна — главное окно PTGUI и окно редактора, — и подбираю значение угла обзора опытным путем (нажмите чтобы увеличить).

Не пугайтесь! Подобрав его один раз для своей камеры и объектива, вы будете просто вводить его в поле сразу после открытия файла, не тратя лишнего времени. Опытным путём я установил, что для связки  Canon 5d mark II + Canon 8-15 f4 fisheye при фокусном расстоянии 15 мм оптимальное значение горизонтального угла обзора равно 141 градусу.

На следующем этапе вам необходимо убрать поля. Для этого подвигайте ползунки в редакторе до тех пор, пока не получите желаемую картинку.

На этой стадии вы также можете поиграться с проекцией: просто нажмите на изображение левой кнопкой мыши и тащите его в любую сторону. В этом есть своя прелесть рыбьего глаза — при коррекции дисторсии он позволяет выбрать ракурс и скорректировать искажения в любую сторону.

Кроме того, выбрав в верхнем меню пункт projection, можете поэкспериментировать с различными проекциями. Впрочем, большинство из них не дадут интересного результата при работе с одиночным кадром, т.к. предназначены для сферической панорамы. Однако, цилиндрическая и сферическая проекции позволят придать снимку эффект панорамы, как будто вы сфотографировали её обычным объективом в несколько кадров.

Если снимок сделан с незначительным отклонением от горизонта, как в моем примере, то можно выровнять вертикали. Как это сделать? Очень просто. Откройте статью Как собрать цилиндрическую панораму и перейдите к заголовку «Как выровнять горизонт в панораме«. Отличие будет только в одном: поскольку у вас в программе открыт всего один снимок, а контрольные точки вы не создавали, то их и не будет:

Следуя той инструкции, установите 2-3 вертикальных направляющих, желательно в левой, средней и правой части кадра. Вертикальные грани зданий идеально подходят для установки направляющих. Далее проведите оптимизацию, как описано в той статье, и вот что у вас должно получиться:

Как видите, ваши вертикали практически идеальны! Если хотите, вы можете поэкспериментировать с горизонтальным поворотом изображения, перетягивая его мышкой. Но не забывайте всякий раз после этого снова запускать оптимизацию, чтобы привести вертикали в вертикальное положение (вот такое масло масляное).

Если у вас возникают какие-то проблемы, то откройте вкладку Lens parameters и внимательно посмотрите, что там написано. Случается, что какие-то параметры приходится исправлять прямо там.

Focal Length — фокусное расстояние вашего объектива. Редко в точности совпадает с тем, что вы видите на самом объективе, но приблизительно должно совпадать. Если отклонение от теоретического значения превышает 0.05, то стоит проверить, не закралась ли ошибка в других параметрах. Например, в Focal length multiplier или Horizontal Field of View.

Focal length multiplier — множитель кропнутости вашей матрицы. Если у вас полноформатная камера, например, Nikon d700 или Canon 5d, то множитель всегда, при любых обстоятельствах равен 1. Если у вас «кропнутый» Canon, то величина равна 1.6, а если кропнутый Nikon, то 1.53. В случае кропнутых камер значение может быть не строго равным 1.6 или 1.53, но сильно отклоняться не должно.

Horizontal Field of View — с этим параметром мы с вами уже сталкивались ранее, он отвечает за ширину угла обзора и находится в прямой зависимости от двух предыдущих.

Как сохранить настройки коррекции?

Подобрав удачную комбинацию параметров, вы можете сохранить их в PTGUI и использовать в будущем. Для этого существует кнопка Lens Database… — нажав её, вы получите возможность сохранить текущие настройки или загрузить сохранённые ранее.

Просто введите название вашей связки объектив+камера и нажмите кнопку Save to database. Чтобы загрузить настройки из базы данных, выберите нужный пункт в списке и нажмите кнопку Load from database.

Есть способ рассчитать параметры коррекции более точно

Действительно, не обязательно подбирать все эти параметры вручную. Если вы соберёте в PTGUI сферическую панораму, снятую по всем правилам с использованием панорамной головки, то все нужные вам параметры будут стоять на своих местах в графах, и вам останется сохранить их в базу данных. В будущем для коррекции дисторсии вы просто выберете нужную комбинацию камера-объектив из списка и нажмёте Load from database. Дисторсия будет скорректирована автоматически. Но будьте осторожны, всегда проверяйте результат в редакторе панорамы (Panorama Editor), проверяйте общий внешний вид, корректируйте поля при необходимости.

В принципе, всё! Остаётся экспортировать изображение. Как это делается — читайте в предыдущем выпуске Азбуки последний пункт — Экспорт готовой панорамы в PTGUI.

Обращу ваше внимание только на один пункт — размер итоговой панорамы.

Чтобы получить максимально возможное разрешение, нажмите кнопку Set optimum size… и выберите пункт Maximum size (no loss of details), и вы заметите, что предложенные программой размеры итогового снимка превышают размеры исходника. Но обольщаться не спешите: размер фотографии увеличивается за счёт «вытянутых углов», и по краям снимка наблюдается существенное падение качества картинки. Сравните два снимка. На верхнем приведена центральная часть кадра после обработки в PTGUI, а на нижнем снимке — угол. Падение детализации хорошо заметно.

 

На что следует обратить внимание

• Цилиндрическая и сферическая проекции могут обеспечить вам идеально ровный горизонт только из снимков, в которых он изначально был ровно посреди кадра. Иначе ваш горизонт при исправлении искажений окажется прогнут либо вниз, либо вверх.
• Близко расположенные объекты по краям кадра при коррекции становятся еще ближе и размазываются по кадру, это смотрится не лучшим образом. К примеру, вот снимок Натальи Воскресенской, «исправленный» в PTGUI. Не к любому фишайному снимку уместно применение коррекции.
  
• В то же время, если ближайший объект расположен по центру кадра, то результаты могут получиться забавные. Ниже фото Александра Петухова (с человеком) и Натальи Воскресенской (с осликом).
  
  
• Идеально вытянуть вертикали без больших потерь разрешения можно только если снимать строго горизонтально. Если камера отклонена от горизонта, то вертикали нормально выправляются, но разрешение в вытягиваемых областях изображения сильно снижается. В качестве примера привожу фотографию Александра Петухова:
  
  При 100% увеличении видно, что качество картинки в верхней части кадра сильно упало. Полноразмеры не выкладываю, так что поверьте мне на слово.

В любом случае, описанный мной приём добавляет в копилку фотографа ещё одну творческую возможность.
[widget id=»text-32″]
Готовя к публикации статью о коррекции бочкообразной дисторсии фишая, я попросил у своих друзей снимки, сделанные различными фотоаппаратами и разными объективами, с целью просчитать оптимальные параметры Horizontal Field of View, или горизонтального угла обзора. Цель — создать удобные таблицы, по которым каждый из вас сможет быстро найти нужное значение, вписать его в соответствующее поле главного окна PTGUI и получить идеально линейный снимок. Ниже привожу таблицы.

Таблица для полноформатных камер (FX), кроп-фактор 1,0

Кроп-фактор	Объектив	Фокусное расстояние Focal length	Горизонтальный угол обзора Hor. Field of View
FX (1,0)	CANON EF 8-15 mm f/4.0L Fisheye USM	15	142,2
FX (1,0)	CANON EF 8-15 mm f/4.0L Fisheye USM	8	176-180*
FX (1,0)	Nikon 16mm f/2.8 Fisheye-NIKKOR AF-D	16	147
FX (1,0)	SIGMA AF 10 mm F/2.8 EX DC HSM со срезанной блендой	10	176-183*

*угол обзора зависит от того, как обрезан кадр в PTGUI во вкладке Crop. Меньшее значение — для обрезания «по умолчанию», а большее — для обрезания «на пределе», когда круг обрезки вплотную подходит к чёрной границе (см. фото).

 

Таблица для кропнутых камер Nikon (кроп-фактор 1,53)

Кроп-фактор	Объектив	Фокусное расстояние Focal length	Горизонтальный угол обзора Hor. Field of View
1,53	Tokina AT-X 107 AF DX Fish-Eye 10-17mm F/3.5-4.5	10	170
1,53	SIGMA AF 10 mm F/2.8 EX DC HSM	10	174,5

Таблица для кропнутых камер Canon (кроп-фактор 1.6)

Кроп-фактор	Объектив	Фокусное расстояние Focal length	Горизонтальный угол обзора Hor. Field of View
1,6	Пеленг 8 мм	8	165
1,6	Samyang 8mm f/3.5 AS IF MC Fisheye	8	141
1,6	CANON EF 8-15 mm f/4.0L Fisheye USM	8	178
1,6	CANON EF 8-15 mm f/4.0L Fisheye USM	15	81
1,6	SIGMA AF 8 mm f/3.5 EX DG FISHEYE	10	174

 

Если вашей связки камера-объектив нет в таблицах, пришлите мне 2-3 полноразмерных снимка в формате JPEG с архитектурой (именно архитектурой. Чем больше зданий, тем лучше. Если у вас есть клетчатый потолок с одинаковыми квадратными клетками, можете сфотографировать его — тоже пойдёт) на почту, которая указана в контактах. Можете также оставить ссылку на файлы в комментариях. Только очень прошу, не нужно размещать файлы на хостингах с навязчивой рекламой, вирусами и т.д. При отправке файлов обязательно указывайте точную модель камеры и объектива. Я скачаю файлы, просчитаю ваши значения и добавлю в таблицу.

Но это не всё! Я вспомнил, что у камеры Gopro тоже объектив типа «рыбий глаз», и у него тоже бочкообразная дисторсия. А это означает что его можно точно так же исправить.

Исправляем дисторсию объектива Gopro Hero II

Сделав несколько снимков на камеру Gopro Hero II, я просчитал для неё параметры коррекции. На всякий случай даю не только горизонтальный угол обзора, но и другие параметры из вкладки Lens Settings. Поскольку у камеры есть 2 режима съёмки — обычный (medium) и широкоугольный (wide), то и параметры привожу в двух вариантах. Focal length multiplier (кроп-фактор) от ширины угла не зависит, так что он остается неизменным. Для Hero III, скорее всего, параметры коррекции будут точно такие же. У меня пока что не было возможности это проверить.

• Hor. Field of View для максимально широкого угла (Wide): 128
• Hor. Field of View для среднего угла (Medium): 102
• Focal length (Wide): 2,6447521
• Focal length (Medium): 2,14862
• Focal length multiplier: 7,6

А вот что у меня получилось:

На этом всё. Благодарю за внимание!
[widget id=»text-32″]