Nakładanie symulacji panoramy na zdjęcie

Symulację panoramy utworzoną za pomocą narzędzia Ulricha Deuschle można nałożyć na zdjęcie, żeby dokładnie rozpoznać widoczne na nim obiekty – zarówno naturalne formy terenu, jak i obiekty antropogeniczne. W tym celu trzeba ustawić jej odpowiednią rozdzielczość tak, żeby jej wielkość pasowała do zdjęcia. Musimy zatem wiedzieć, ile pikseli na zdjęciu odpowiada jednemu stopniowi – można to określić na dwa sposoby. Pierwszy z nich jest dokładniejszy i wymaga obecności na zdjęciu 2 punktów o znanej lokalizacji, natomiast drugi – dokładnej ogniskowej obiektywu.

Sposób 1. – dla dwóch znanych obiektów.

  1. Posłużmy się przykładem – widok na Góry Świętokrzyskie z Parchatki k. Puław. Po stronie lewej widzimy Łysą Górę z klasztorem i wieżą radiowo-telewizyjną, natomiast po prawej charakterystyczną dwuwierzchołkową sylwetkę Łysicy.

    Sprawdzamy współrzędne punktu, z którego zostało zrobione zdjęcie, klikając na niego na mapie Google – na dole pojawiają się współrzędne w postaci dziesiętnej. Klikając na nie, można je uzyskać w formacie stopnie/minuty/sekundy.

  2. Analogicznie sprawdzamy współrzędne obu widocznych znanych punktów – w tym przypadku wieży na Łysej Górze i zachodniego wierzchołka Łysicy. Następnie wyznaczamy azymuty do tych punktów za pomocą specjalnego kalkulatora – np. na stronie http://piast.edu.pl/Tools/Calculators – „Wyznaczanie odległości i azymutu między dwoma punktami”. W tym celu wklejamy współrzędne punktu, z którego zostało zrobione zdjęcie jako punkt początkowy, a jako punkt końcowy współrzędne wieży na Łysej Górze i klikamy „Oblicz”. Zapisujemy obliczony azymut – tutaj wynosi on 230,47°. Następnie wpisujemy jako punkt końcowy współrzędne Łysicy i obliczamy azymut – wynosi on 236,35°.

  3. Teraz przechodzimy do zdjęcia i mierzymy na nim odległość w poziomie między punktami, do których wyznaczyliśmy azymuty.
    Można to zrobić w programie Gimp – otwieramy zdjęcie, włączamy narzędzie zaznaczenia prostokątnego (klawisz R) i rysujemy zaznaczenie tak, żeby rozciągało się dokładnie pomiędzy tymi punktami. Wysokość zaznaczenia nie jest istotna. W opcjach narzędzia odczytujemy szerokość zaznaczenia – w tym przypadku wynosi 3000 pikseli. Przy zaznaczaniu przydaje się zmiana powiększenia obrazu – w programie Gimp robi się to, obracając rolką myszy z wciśniętym klawiszem Ctrl, wciskając klawisze + lub – na klawiaturze albo wybierając powiększenie w procentach pod zdjęciem po lewej stronie.

  4. Dzielimy szerokość zaznaczenia przez różnicę obliczonych azymutów – otrzymana wartość to rozdzielczość naszej symulacji. W przypadku, gdy w ustawieniach komputera jest włączone skalowanie obrazu na ekranie, trzeba tę wartość podzielić przez współczynnik skalowania (np. przez 1,25 dla skalowania 125%). Liczymy więc 3000/(236,35-230,47)≈510.

 

Sposób 2. Jeśli mamy na zdjęciu co najwyżej jeden znany punkt, musimy znać dokładną ogniskową obiektywu i dysponować pełnym kadrem (bez przycinania zdjęcia). Może to stanowić problem w przypadku obiektywów zmiennoogniskowych (zoom), ponieważ wiele z nich podaje niedokładną wartość ogniskowej z wyjątkiem najkrótszej i najdłuższej. Obliczenia są wtedy obarczone błędem i panorama może nie pasować dokładnie do zdjęcia – trzeba wtedy ręcznie zmienić jej rozmiar tak, aby pasowała – jest to możliwe, jeżeli na zdjęciu występują wzniesienia, do których można ją dopasować.

  1. Obliczamy pole widzenia obiektywu na podstawie ogniskowej za pomocą kalkulatora na stronie http://www.fotografuj.pl/Article/Kalkulator_katow_i_pola_widzenia_obiektywu/id/68, podając wielkość matrycy aparatu i ogniskową obiektywu. Odczytujemy kąt w poziomie dla obiektywu rektilinearnego.
  2. Dzielimy szerokość zdjęcia w pikselach przez ten kąt – otrzymana wartość to rozdzielczość symulacji panoramy, którą mamy wygenerować.

 

 

Wykonywanie symulacji panoramy i nakładanie jej na zdjęcie

 

    1. Generujemy symulację panoramy o obliczonej rozdzielczości (tutaj 510 pikseli na stopień), obejmującą azymuty odpowiadające zdjęciu – tutaj nieco szerzej niż odcinek od Łysej Góry do Łysicy, czyli np. od 228 do 238 stopni. Opis wykonywania panoramy znajduje się tutaj.

    2. Kopiujemy całą wykonaną panoramę. Przeważnie nie mieści się ona na ekranie, więc wciśnięcie klawisza Print Screen nie wystarczy. W przeglądarce Mozilla Firefox można to zrobić, klikając prawym przyciskiem myszy poza panoramą, następnie „Wykonaj zrzut ekranu”, „Zapisz całą stronę” i „Kopiuj”.

    3. Wklejamy skopiowaną panoramę do Gimpa jako nową warstwę nałożoną na otwarte zdjęcie. W tym celu wybieramy z menu na górze Edycja – Wklej jako – Nowa warstwa.

    4. Ustawiamy przezroczystość warstwy, aby tło panoramy nie zasłaniało zdjęcia. Wybieramy w menu Kolory – Kolor na alfę, sprawdzamy czy jest ustawiony kolor biały i klikamy OK.

    5. Włączamy narzędzie do przesuwania warstw (u góry po lewej stronie – oznaczone strzałką lub za pomocą klawisza M) i przesuwamy warstwę tak, żeby pasowała do zdjęcia, chwytając kursorem za nieprzezroczysty punkt (kontur terenu, tekst, itp. – w przeciwnym razie przesunie się zdjęcie). Jeśli nie udaje się przesunąć, trzeba włączyć opcję przesuwania warstwy po lewej stronie (oznaczone strzałką na drugim zdjęciu).

    6. Na ostatnim z powyższych zdjęć widzimy, że Łysica znajduje się poniżej jej obrysu na symulacji. Oznacza to, że aparat nie był ustawiony idealnie poziomo. Dla lepszego dopasowania można obrócić zdjęcie lub symulację. Z menu u góry wybieramy Warstwa – Przekształcenie – Dowolny obrót, następnie przeciągamy środek obrotu (kółko z krzyżykiem w środku) w miejsce, gdzie symulacja jest dobrze dopasowana, a następnie przeciągamy symulację tak, aby pokrywała się z konturami wzniesień na zdjęciu, a następnie klikamy Obróć.

    7. Teraz możemy przystąpić do identyfikacji obiektów. Najprościej jest z górami i wzgórzami widocznymi na horyzoncie. Najlepiej przesunąć symulację lekko w dół, żeby nie zasłaniała terenu widocznego na zdjęciu. Aby rozpoznać widoczny szczyt, wystarczy odnaleźć go na symulacji otwartej w przeglądarce internetowej (pomocna jest podziałka z azymutami) i kliknąć na jego kontur. Przykładowo sprawdźmy szczyt widoczny po prawej stronie Łysej Góry, na azymucie 232,4°. Po najechaniu na niego kursorem na symulacji pojawia się odległość – 88,6 km.

    8. Po kliknięciu otwiera się mapa z zaznaczonym jego położeniem. Odnajdujemy go na mapie z oznaczeniami szczytów (tutaj przykładowo OpenStreetMap) – jest to Hucka Góra o wysokości 547 m n.p.m.

    9. Można też rozpoznawać inne obiekty, takie jak budynki. Na zdjęciu widoczny jest dach dość dużego budynku poniżej Łysej Góry. Aby go lepiej uwidocznić, wyłączyłem widoczność warstwy z symulacją za pomocą ikonki z okiem w miejscu oznaczonym strzałką po prawej stronie.

    10. Włączamy z powrotem widoczność symulacji i szukamy najbliższej linii konturu terenu położonej za budynkiem. Znajdujemy ją na symulacji w przeglądarce internetowej i klikamy w to miejsce.

    11. Przełączamy otwartą mapę na satelitarną, powiększamy, a następnie klikamy na zaznaczony punkt prawym przyciskiem myszy i wybieramy opcję „Zmierz odległość”. Przesuwamy mapę do miejsca, z którego zostało wykonane zdjęcie i klikamy na nie. Pojawia się linia pomiaru odległości.

    12. Przesuwamy mapę z powrotem do czerwonej pinezki. Podążając wzdłuż wyznaczonej linii, poszukujemy naszego budynku. Natrafiamy na niego w miejscowości Chotcza – jest to zespół szkół.

      Możemy zawęzić zakres poszukiwań, określając punkt, do którego mamy szukać obiektu. Jest to punkt na symulacji znajdujący się poniżej (bliżej) obiektu, ale z uwzględnieniem spodziewanej wysokości budynku – trzeba przyjąć pewien zapas.