Сферическая панорама виртуальная панорама 3D панорама фотосфера один из видов панорамной фотографии Сферическая панорама

Сферическая панорама (виртуальная панорама, 3D-панорама, фотосфера) — один из видов панорамной фотографии.

Сферическая панорама двора в эквидистантной проекции

Предназначена в первую очередь для показа на компьютере (при помощи специального программного обеспечения).

В основе сферической панорамы лежит собранное из множества отдельных кадров изображение в сферической (эквидистантная, equirectangular, sphere) или кубической проекции. Характерной чертой сферических панорам является максимально возможный угол обзора пространства (360×180 градусов).

В связи с тем, что сферическая проекция вносит специфические искажения в изображение (особенно в верхней и нижней части), сферические панорамы практически никогда не демонстрируются в печатном виде или в виде обычного графического файла. Основным способом демонстрации является визуализация на основе технологий Flash, QuickTime, , Java (устаревшие) или JavaScript (самый распространённый). У зрителя создаётся иллюзия присутствия внутри сферы, на внутреннюю поверхность которой «натянуто» изображение окружающего пространства. При этом оптические искажения (сферические аберрации) не видны. К тому же, как правило, сферические панорамы наделяются инструментами управления просмотром, позволяющими изменять направление просмотра (вверх-вниз, вправо-влево), а также приближать или отдалять изображение. Благодаря всему этому зритель видит место, где производилась съёмка, так, как если бы находился там сам.

Процесс съёмки сферических панорам

Фотоаппарат с панорамной штативной головкой

Сегодня съёмка сферической панорамы обычно происходит следующим образом. На штатив с установленной панорамной штативной головкой крепится камера. Делается ряд фотографий с одной точки с поворотом камеры на определённый градус после каждого снимка (минимальное количество кадров, необходимых для создания 3D-панорамы с конкретным набором оборудования, можно узнать из специальных таблиц). Отдельно, с вытянутых рук, снимается надир (нижняя точка сферической панорамы).

Так, например, при съёмке штатным объективом 18-55 мм при 28 мм (ЭФР) для создания одной панорамы требуется около 50 снимков (4 горизонтальных ряда по 12 кадров, кадр зенита и кадр надира).

Минимальный набор техники, необходимый для создания сферической панорамы таким способом — это цифровой фотоаппарат и компьютер со специальным программным обеспечением. Однако без ряда дополнительных приспособлений качественно снять и сшить сферические панорамы может быть затруднительно, а в ряде случаев и вовсе невозможно.

Фотографы-панорамисты пользуются следующими дополнительными приспособлениями:

(Штатив (тренога)) — позволяет удерживать камеру в неподвижности во время съёмки.
(Панорамная штативная головка) — позволяет вращать камеру вокруг (нодальной точки) во время съёмки, избегая тем самым воздействия эффекта параллакса.
Беспроводной пульт дистанционного управления фотоаппаратом или (спусковой тросик) — позволяет избежать появления тени фотографа на панораме и (шевелёнки) фотоаппарата в условиях недостаточной освещенности.
Широкоугольный объектив — позволяет делать меньшее количество кадров для одной панорамы и тем самым экономить время на съемку и сборку панорам и ресурс затвора фотоаппарата.

Особенности

Панорамные штативные головки выпускаются небольшим количеством производителей, редко встречаются на рынке и имеют высокую стоимость.
Необходима настройка панорамной головки под конкретный фотоаппарат и объектив.
Трудоёмкий процесс склейки панорам, при этом качество конечной панорамы и сложность ретуши напрямую зависит от того, насколько качественно была сделана серия снимков для сборки панорамы.
Съёмка одной панорамы в зависимости от условий может занимать от нескольких минут до часа, поэтому сложно снять сцену с движущимися объектами.
При этом способе достигается наибольшее качество конечной панорамы. Возможно снимать в (HDR) и c большой выдержкой.
В готовой панораме не сохраняются координаты и ориентация по сторонам света, их нужно записывать отдельно.
При съёмке сферических панорам очень сильно изнашивается затвор фотоаппарата, потому что для сборки одной панорамы может потребоваться до нескольких десятков кадров, а при создании (виртуальных туров) из нескольких панорам счёт идёт уже на сотни и даже на тысячи кадров.

Планшетные компьютеры и смартфоны с гироскопом

Устройства с ОС Android версии 4.2 и выше, оснащённые гироскопом, имеют возможность съёмки и сшивки сферических панорам на лету. При съёмке программа запоминает направление и угол поворота устройства. На выходе получается панорама в эквидистантной проекции. В EXIF-тегах сохраняются координаты и азимут центральной точки панорамы.

Особенности

Процесс очень простой, но фотограф почти никак не может влиять на результат.
Исходные фотографии не сохраняются.
Съёмка производится в течение 1-2 минут, поэтому сложно снять сцену с движущимися объектами.
Нельзя заменить бракованный кадр, возможна только съёмка заново.
Сшивка выполняется сразу же после съёмки.
Устройство сложно поворачивать вокруг нодальной точки, поэтому панорамы зачастую сшиваются с большим количеством ошибок. Интерьерная съёмка затруднена.
Алгоритм сшивки не требует много энергии за счёт оптимизации.
Сферическая панорама собирается очень быстро, максимум пару минут.
Видеосъёмка невозможна.
Съёмку сферических панорам поддерживает абсолютное большинство устройств с гироскопом.

Камеры кругового обзора

Камера Ricoh Theta c двумя объективами (спереди и сзади)

На рынке существуют несколько моделей многообъективных камер, выдающих сферические панорамы.

Особенности

Сферическая панорама, снятая на камеру Ricoh Theta

Высокая цена устройств.
Низкая распространённость.
Качество изображения может быть ниже, чем при съёмке фотоаппаратом, из-за параметров матриц.
Съёмка производится одномоментно. Это позволяет снимать динамичные сцены, однако в кадр попадает фотограф, держащий камеру или штатив.
Возможна видеосъёмка.

Сплотка из нескольких отдельных камер

Существуют конструкции, скрепляющие несколько камер типа GoPro или Xiaomi Yi.

Особенности

Самая высокая цена.
Возможна видеосъёмка.
Съёмка производится одномоментно. Это позволяет снимать динамичные сцены, однако в кадр попадает фотограф, держащий камеру или штатив.
Зенит и надир нередко сшиваются с ошибками.

Программы для сборки сферических панорам

Сегодня существуют устройства (фотоаппараты, смартфоны, планшетные компьютеры), самостоятельно собирающие отснятые кадры в сферическую панораму. Однако единственным способом создания качественных панорам остаётся съёмка на цифровой фотоаппарат с последующей склейкой отдельных кадров в специальных компьютерных программах. Выбор этих программ довольно широк:

Kolor Autopano
(PTGui)
(Panorama Tools)
(Hugin)
Autodesk Realviz Stitcher
PTAssembler
PTStitcher NG
Microsoft Research Image Composite Editor
WidsMob panorana

Программы для просмотра сферических панорам

FSPviewer (мультиплатформерный бесплатный вьювер)
DevalVR вьювер (бесплатный, разработка прекращена, не совсем корректно работает на Windows 10)
Panorado (30 дней бесплатного использования, вьювер/браузер/органайзер)

Фотопубликации на сайтах с возможностью загрузки и просмотра сферических панорам

Англоязычный 360cities.net (есть очень строгая премодерация загружаемых панорам по качеству, ограничения в бесплатной учётной записи).
Русскоязычный 1panorama.ru (есть премодерация загружаемых панорам по качеству).
photos.google.com (файл .jpg должен иметь определённые метаданные (не все), чтобы распознавался как фотосфера, есть ограничения по разрешению).
Англоязычный http://www.makevt.com/ (можно создавать виртуальные туры).
Англоязычный http://www.flickr.com/ (не полное разрешение).
Русскоязычный http://www.facebook.com/ (низкое разрешение).

Преобразование сферических панорам в кубическую проекцию

Сферическая панорама Токио в эквидистантной проекции

После сборки исходных фотографий в единое изображение сферическая панорама представляет собой эквидистантную проекцию. Иначе говоря, объемное изображение как бы раскатано по плоскости. Эквидистантная проекция не интерактивна. Для удобного просмотра на экране компьютера её необходимо перевести в кубическую (VR) проекцию. Для просмотра панорам в кубической проекции сегодня чаще всего используется формат Flash и HTML5, реже — устаревшие форматы Quick Time VR и DevalDVR. Для экспорта 3D-панорамы в кубическую проекцию используют специальные программы — панорамные вьюеры:

Pano2VR
KRPano
Panotour Pro
Flashpanoramas
Panosalado

…и другие

Многие современные панорамные вьюеры позволяют также создавать (виртуальные туры) из сферических и цилиндрических панорам.

Сферические панорамы в Википедии

Сферические панорамы можно загружать на Викисклад. Если в её описание добавить шаблон {{Pano360}}, то на её странице просмотра появится ссылка на вьюер.^[]

См. также

Панорамная фотография
(Виртуальный тур)

Ссылки

IVRPA (англ.) — Международная ассоциация панорамных фотографов
Панорамы городов Европы (англ.)
Панорамы в разных жанрах (англ.)
Ежедневные репортажные панорамы (англ.)
Панорамы Кавказских гор (рус.)
Яндекс.Панорамы (рус.)
Сферические панорамы с воздуха (рус.)