Como são feitos estes panoramas?

Para "montar" (criar, gerar) um panorama como os mostrados neste site são necessárias várias fotografias, cobrindo todas as direções ao redor do observador.

Como são feitos estes panoramas?

Posicionamento das fotos

Cada foto é colocada em seu lugar quando se escolhe uma delas para a "posição inicial"; as demais são colocadas de modo a superpor e coincidir as regiões da imagem que são comuns entre as fotos. Esta coincidência entre imagens é feita escolhendo-se os pontos que são correspondentes; isto pode ser feito automaticamente ou manualmente ao examinar as fotos. Prefiro o modo manual, que apesar de dar mais trabalho assegura a máxima precisão no resultado.

Nas imagens a seguir temos 27 pontos selecionados para estabeler a superposição de duas das fotos do panorama. Todas as fotos devem ter pelo menos alguns pontos para fazer seu posicionamento em relação às fotos vizinhas.

Posicionamento das fotos

Estas figuras mostram os pontos comuns entre duas das fotos de um panorama. Na esquerda as fotos aparecem inteiras, em escala reduzida; na direita as fotos, menos reduzidas, mostram mais detalhe das imagens. Clique nestas figuras para visualizá-las, em nova janela, em seu tamanho natural — foi usado um monitor HD.

Eliminando a paralaxe

Na figura a seguir, do mesmo par de fotos das figuras anteriores, temos uma imagem mais ampliada para mostrar a ausência de paralaxe: repare como a posição do círio não muda em relação à parede que está atrás. No caso de paralaxe, surgirá uma movimentação aparente dos objetos mais próximos em relação aos do fundo, e será impossível fundir as imagens num panorama perfeito, pois acabarão surgindo "fantasmas", objetos duplicados (parcialmente ou não), entre outros defeitos.

Clique na figura para visualização em tamanho natural, numa nova janela.

Veja na Wikipedia um exemplo de paralaxe e como isto pode arruinar um panorama, mesmo que o problema aconteça apenas em uma parte da imagem.

Fotografando

São necessárias várias fotografias para cobrir todas as posições ao redor do observador. A quantidade de fotos depende do campo de visão da lente usada: uma lente grande-angular tem um campo mais abrangente, e com menos fotos pode-se cobrir toda a esfera ao redor do observador; já uma lente "normal" ou ainda uma telescópica possui um campo de visão menor, o que exige muito mais fotos, mas, em compensação, as fotos mostrarão mais detalhes, permitindo uma ampliação maior na visualização.

Fotografando

Veja os dois casos abaixo, onde foram usadas lentes de distâncias focais f=11 mm na esquerda e f=24 mm na direita. A primeira lente tem um campo de visão bem maior que a segunda, requerendo 7 fotos para a esfera. Com a lente de 24 mm foram necessárias 36 fotos, se bem que neste caso a superposição na direção para cima e para baixo foi elevada, quase 50%; com uma superposição menor poderiam bastar 31 fotos. Podem ainda ser usadas fotos adicionais para, por exemplo, evitar sombras da câmera e tripé no cenário do panorama, como é o caso nestes exemplos.

Repare como uma foto na esquerda cobre uma área aparentemente maior que quatro fotos na direita. Clique nas miniaturas para visualização em tamanho natural, numa nova janela.

Fotografando

Além das várias fotos necessárias para criar o panorama mostrando todas as direções ao redor do observador, pode-se ainda fotografar variando a exposição, ou seja, a captura da luminosidade da cena. Desta forma, mesmo que haja grandes variações de luminosidade, por exemplo sombras bem escuras e luzes muito intensas (como o facho de um holofote ou lâmpada), as diferentes exposições podem ser combinadas, usando ponderações e ajustes de modo a produzir um panorama que harmoniza todos os níveis de iluminação, clareando as sombras e reduzindo o ofuscamento das partes mais claras, com um resultado de aspecto bastante agradável. Além disso, considere-se que o sensor de uma máquina digital, ou mesmo um filme fotográfico, responde às diferentes intensidades de iluminação de uma maneira diferente do olho humano; por isso, as imagens combinando diferentes exposições gera um resultado que parece mais natural, da forma que nós observamos as variações de luminosidade e que uma única fotografia às vezes não consegue reproduzir.

Fotografando

Como exemplo, temos 5 diferentes exposições da mesma posição abaixo. Clique nas miniaturas para ver uma imagem com 25% do tamanho da fotografia. Não importa que a fotografia não esteja nivelada, inclinada no sentido horário: o posicionamento das fotos no panorama corrigirá a inclinação.

Revisão dos panoramas

Para garantir o melhor panorama possível, sem erros visíveis, a imagem deve ser examinada em escala 100% (tamanho real). Só então eventuais erros por desalinhamento das fotografias, movimento de objetos tais como pessoas, veículos, folhas agitadas pelo vento, etc podem ser corrigidos ou minimizados conforme o caso. Também podem-se ocultar faces das pessoas, por exemplo.

Revisão dos panoramas

Uma das representaçõe de um panorama é na forma de um cubo. As seis faces — topo, esquerda, frontal, direita, traseira e inferior — tornam mais fácil a edição e revisão do panorama. Clique nas faces para visualizá-las, em nova janela, com lados de 1500 pixels.

Revisão dos panoramas

A seguir temos a face frontal de um panorama. Neste caso, onde foi usada a lente de 24 mm, as faces têm medidas de 11176 x 11176 pixels, ou seja, são 5,8 vezes maiores que a largura de um monitor ou televisor full-HD (1920 x 1280 pixels); o panorama final terá uma imagem rica em detalhes e poderá ser visto com bastante ampliação (zoom) na tela.

Na esquerda temos a face inteira, na tela do editor de imagens, destacando uma região onde foi feita uma edição e correção da imagem. Na direita a região da correção, em tamanho real; com escalas menores muitos dos erros podem passar despercebidos, mesmo se não forem corrigidos. Pequenos erros no posicionamento da câmera podem causar tais erros.

  

Tamanho dos panoramas

Foi dito que um panorama montado com fotos feitas com lente grande-angular exige menos fotos que um feito com lente de campo de visão menor. Mas não é só a quantidade de fotografias que importa. Além do nível de detalhes desejados, que aumenta para um campo de visão menor (lente de maior distância focal), será preciso alinhar a maior quantidade de fotos, fazer as projeções das fotos, equalizar iluminação, fundir as imagens projetadas e gerar o arquivo do panorama final, que facilmente atingirá enormes tamanhos. Depois, na revisão do panorama, as faces do cubo terão tamanhos também consideráveis, proporcionais ao panorama final.

Além do tempo ativo do panoramista, alinhando as fotos e revisando o resultado, os recursos computacionais devem ser adequados para a demanda: bastante espaço para armazenamento de grandes arquivos, bastante memória para permitir e agilizar manipulação das imagens e fotografias com milhões de pixels, programas bastante capazes e um ambiente de trabalho bem configurado.

Tamanho dos panoramas

A título de experimento vamos ver alguns exemplos de panoramas da Igreja de Nossa Senhora da Saúde. Foram feitos 4 panoramas que parecem idênticos, porém usando diferentes lentes e distâncias focais, e cada novo panorama (com maior distância focal, menor campo de visão em cada foto) tem mais detalhes que os anteriores.

Em outras ocasiões já foram criadas algumas dezenas de panoramas usando aproximadamente 18 mm como distância focal, daí o interesse no teste com 20, 24 e 30 mm, com a mesma câmera.

Tamanho dos panoramas

Na verdade o equipamento tinha sido bem calibrado, evitando a paralaxe e para reduzir a necessidade de correções posteriores. Porém, alguns dias após feitas estas fotos, constatou-se que a câmera estava levemente desalinhada em seu suporte, fora da posição da calibração: um parafuso, embora tivesse sido bem apertado, tinha afrouxado um pouco… O lado bom disso é que, pensando neste problema, uma nova forma de fazer a calibração do equipamento foi idealizada, e deverá dar precisão ainda maior aos futuros panoramas, além de facilitar a verificação dos ajustes — e apertos dos parafusos! — antes das sessões de fotos.

Além do desalinhamento, as fotos foram tiradas um tanto quanto às pressas — era dia de rodízio do carro — e algumas estão tremidas, o que também prejudica o alinhamento preciso do conjunto das fotos. Além de evitar esbarrar acidentalmente no tripé, o que exigiria recomeçar todas as fotos, deve-se, antes de cada foto, aguardar alguns segundos até quaisquer vibrações no tripé se dissiparem.

Tamanho dos panoramas

Eis alguns parâmetros dos panoramas em função das diferentes distâncias focais f. O tempo do panoramista revelando as fotos, alinhando e gerando o panorama, e depois fazendo a revisão do resultado, não foi contabilizado.

No caso de f=24 mm, a primeira tentativa falhou, pois o arquivo gerado atingiu o limite da capacidade no formato tiff, ou seja, 4 GB, sendo então necessário modificar o formato do arquivo para um de maior capacidade.

Qualidade da imagem do panorama

A seguir temos alguns detalhes dos panoramas, com um campo de visão de 5°, para as distâncias focais f de 11, 20, 24 e 30 mm, da esquerda para a direita. Nota-se que a qualidade da imagem, com esta ampliação, aumenta conforme a distância focal.

Clique nas miniaturas para a imagem ampliada, numa nova janela.

Qualidade da imagem do panorama

Detalhe do sacrário

      

Base da cruz sobre o sacrário

      

Qualidade da imagem do panorama

Anjo azul — "silêncio"

      

Púlpito direito (visto do presbitério)

      

Qualidade da imagem do panorama

Decoração na lateral superior

      

Mene, tequel, parsim

      

Paróquia de Nossa Senhora da Saúde

Eis alguns testes de panoramas. Quanto maior o número no final do nome da imagem, maior o nível de detalhes que pode ser visto. Esta maior qualidade requer mais fotos e uma mais lenta e complicada preparação do resultado das fotos.

Comparação — panoramas de máquina fotográfica versus equipamento dedicado

Abaixo temos uma simulação do resultado obtido com equipamentos dedicados capazes de criar panoramas esféricos. Uma de suas grandes vantagens é gerar a imagem panorâmica sem necessidade de processamento das fotos nem de montagem (combinar as diferentes fotos) do panorama. Porém, a qualidade da imagem é bastante menor que no caso de fotografias com uma máquina fotográfica.

Os panoramas destas simulações foram obtidos do panorama feito com a lente de f=30 mm, ou seja, o de maior resolução, reduzindo-se esta imagem para o tamanho obtido com estes dois equipamentos: Ricoh Theta Z1 e Ricoh Theta X, que produzem imagens com dimensões de 6720x3360 pixels e de 11008×5504 pixels respectivamente.

Nesta tabela temos algumas medidas dos panoramas feitos com máquina fotográfica (o de menor resolução) e os gerados pelas máquinas dedicadas.

Qualidade da imagem (fotos versus equipamento dedicado)

A seguir temos novamente alguns detalhes dos panoramas, com uma "grande" ampliação (campo de visão de 5°), para o caso do panorama gerado com 7 fotos e distância focal f=11 mm, e simulações de panoramas gerados com os aparelhos Ricoh Theta Z1 e Theta X, da esquerda para a direita.

Clique nas miniaturas para a imagem ampliada de cada detalhe, numa nova janela.

Qualidade da imagem do panorama

Detalhe do sacrário

    

Base da cruz sobre o sacrário

    

Qualidade da imagem do panorama

Anjo azul — "silêncio"

    

Púlpito direito (visto do presbitério)

    

Qualidade da imagem do panorama

Decoração na lateral superior

    

Mene, tequel, parsim

    

A seguir os panoramas simulando as resoluções das câmeras Ricoh Theta Z1 e Theta X.