Сферическая панорама

Сферическая панорама (виртуальная панорама, 3D-панорама) — один из видов панорамной фотографии. 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, DevalVR, 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 съемки сферических панорам

Фотоаппаратом с панорамной штативной головки

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 определенный 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).

Минимальный набор техники, необходимый для создания сферической панорамы таким спосбом — это цифровой фотоаппарат. Однако, без ряда дополнительных приспособлений, съемка панорам весьма затруднительна и жестко ограничена по сюжету. Фотографы-панорамисты пользуются следующими дополнительными приспособлениями:

• Штатив (тренога) — позволяет удерживать камеру в неподвижности во время съемки;
• Панорамная штативная головка — позволяет вращать камеру вокруг нодальной точки во время съемки, избегая тем самым воздействия эффекта параллакса;
• Пульт дистанционного управления фотоаппаратом — позволяет избежать появления тени фотографа на панораме;
• Широкоугольный объектив — позволяет делать меньшее количество кадров для одной панорамы и тем самым экономить время.

Особенности

• Панорамные штативные головки редко встречаются на рынке.
• Необходима настройка панорамной головки под конкретный фотоаппарат и объектив.
• Трудоёмкий ручной процесс склейки фотографий.
• Съёмка производится в течение нескольких минут, 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 направление центра кадра, их нужно записывать отдельно.

Планшетный компьютер с гироскопом

Устройства с ОС Android версии 4.2 и выше оснащённые гироскопом, имеют возможность съемки 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 нескольких минут, поэтому сложно снять сцену с движущимися объектами.
• Нельзя заменить бракованный кадр, возможна только съёмка заново.
• Из-за погрешности сенсоров может получиться брак.
• Сшивка выполняется только сразу же после съёмки.
• Фотограф в кадр не попадает, но часто видны ноги фотографа, удалить которые при съёмке невозможно.
• Устройство сложно поворачивать вокруг нодальной точки, поэтому близко расположенные объекты сшиваются плохо. Интерьерная съёмка затруднена.
• Алгоритм сшивки сильно энергозатратен. На планшете Asus Nexus 7, даже при подключённой внешней батарее возможно снять около 15-20 сферических панорам, до полного израсходования заряда батареи.
• Сферическая панорама готова через несколько минут после съёмки.
• Видеосъёмка невозможна.

Камеры кругового обзора

В 2015 году на рынке существуют несколько моделей многообъективных камер, выдающих сферические панорамы.

Особенности

• Высокая цена устройств.
• Низкая распространённость.
• Качество изображения может быть хуже 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 большая цена.
• Возможна видеосъёмка.

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 остается съемка 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

Преобразование сферических панорам в кубическую проекцию

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, 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

Ссылки

• [www.ivrpa.org IVRPA] (англ.) — Международная ассоциация панорамных фотографов
• [www.360cities.net/ Популярный хостинг для размещения сферических панорам] (англ.)
• Сервис для публикации и просмотра сферических фотографий
• [www.arounder.com/ Панорамы городов Европы] (англ.)
• [www.mt360.ru/ Панорамы Кавказских гор] (рус.)
• [maps.yandex.ru/?l=map%2Cstv Яндекс.Панорамы] (рус.)
• [www.fullscreenqtvr.com/ Панорамы в разных жанрах] (англ.)
• [www.360days.com/ Ежедневные репортажные панорамы] (англ.)
• [www.airpano.ru/ Сферические панорамы с воздуха] (рус.)

Отрывок, характеризующий Сферическая панорама

Раздвинули бостонные столы, составили партии, и гости графа разместились в двух гостиных, диванной и библиотеке.
Граф, распустив карты веером, с трудом удерживался от привычки послеобеденного сна и всему смеялся. Молодежь, подстрекаемая графиней, собралась около клавикорд и арфы. Жюли первая, по просьбе всех, сыграла на арфе пьеску с вариациями и вместе с другими девицами стала просить Наташу и Николая, известных своею музыкальностью, спеть что нибудь. Наташа, к которой обратились как к большой, была, видимо, этим очень горда, но вместе с тем и робела.
– Что будем петь? – спросила она.
– «Ключ», – отвечал Николай.
– Ну, давайте скорее. Борис, идите сюда, – сказала Наташа. – А где же Соня?
Она оглянулась и, увидав, что ее друга нет в комнате, побежала за ней.
Вбежав в Сонину комнату и не найдя там свою подругу, Наташа пробежала в детскую – и там не было Сони. Наташа поняла, что Соня была в коридоре на сундуке. Сундук в коридоре был место печалей женского молодого поколения дома Ростовых. Действительно, Соня в своем воздушном розовом платьице, приминая его, лежала ничком на грязной полосатой няниной перине, на сундуке и, закрыв лицо пальчиками, навзрыд плакала, подрагивая своими оголенными плечиками. Лицо Наташи, оживленное, целый день именинное, вдруг изменилось: глаза ее остановились, потом содрогнулась ее широкая шея, углы губ опустились.
– Соня! что ты?… Что, что с тобой? У у у!…
И Наташа, распустив свой большой рот и сделавшись совершенно дурною, заревела, как ребенок, не зная причины и только оттого, что Соня плакала. Соня хотела поднять голову, хотела отвечать, но не могла и еще больше спряталась. Наташа плакала, присев на синей перине и обнимая друга. Собравшись с силами, Соня приподнялась, начала утирать слезы и рассказывать.
– Николенька едет через неделю, его… бумага… вышла… он сам мне сказал… Да я бы всё не плакала… (она показала бумажку, которую держала в руке: то были стихи, написанные Николаем) я бы всё не плакала, но ты не можешь… никто не может понять… какая у него душа.
И она опять принялась плакать о том, что душа его была так хороша.
– Тебе хорошо… я не завидую… я тебя люблю, и Бориса тоже, – говорила она, собравшись немного с силами, – он милый… для вас нет препятствий. А Николай мне cousin… надобно… сам митрополит… и то нельзя. И потом, ежели маменьке… (Соня графиню и считала и называла матерью), она скажет, что я порчу карьеру Николая, у меня нет сердца, что я неблагодарная, а право… вот ей Богу… (она перекрестилась) я так люблю и ее, и всех вас, только Вера одна… За что? Что я ей сделала? Я так благодарна вам, что рада бы всем пожертвовать, да мне нечем…
Соня не могла больше говорить и опять спрятала голову в руках и перине. Наташа начинала успокоиваться, но по лицу ее видно было, что она понимала всю важность горя своего друга.
– Соня! – сказала она вдруг, как будто догадавшись о настоящей причине огорчения кузины. – Верно, Вера с тобой говорила после обеда? Да?
– Да, эти стихи сам Николай написал, а я списала еще другие; она и нашла их у меня на столе и сказала, что и покажет их маменьке, и еще говорила, что я неблагодарная, что маменька никогда не позволит ему жениться на мне, а он женится на Жюли. Ты видишь, как он с ней целый день… Наташа! За что?…
И опять она заплакала горьче прежнего. Наташа приподняла ее, обняла и, улыбаясь сквозь слезы, стала ее успокоивать.
– Соня, ты не верь ей, душенька, не верь. Помнишь, как мы все втроем говорили с Николенькой в диванной; помнишь, после ужина? Ведь мы всё решили, как будет. Я уже не помню как, но, помнишь, как было всё хорошо и всё можно. Вот дяденьки Шиншина брат женат же на двоюродной сестре, а мы ведь троюродные. И Борис говорил, что это очень можно. Ты знаешь, я ему всё сказала. А он такой умный и такой хороший, – говорила Наташа… – Ты, Соня, не плачь, голубчик милый, душенька, Соня. – И она целовала ее, смеясь. – Вера злая, Бог с ней! А всё будет хорошо, и маменьке она не скажет; Николенька сам скажет, и он и не думал об Жюли.
И она целовала ее в голову. Соня приподнялась, и котеночек оживился, глазки заблистали, и он готов был, казалось, вот вот взмахнуть хвостом, вспрыгнуть на мягкие лапки и опять заиграть с клубком, как ему и было прилично.
– Ты думаешь? Право? Ей Богу? – сказала она, быстро оправляя платье и прическу.
– Право, ей Богу! – отвечала Наташа, оправляя своему другу под косой выбившуюся прядь жестких волос.
И они обе засмеялись.
– Ну, пойдем петь «Ключ».
– Пойдем.
– А знаешь, этот толстый Пьер, что против меня сидел, такой смешной! – сказала вдруг Наташа, останавливаясь. – Мне очень весело!
И Наташа побежала по коридору.
Соня, отряхнув пух и спрятав стихи за пазуху, к шейке с выступавшими костями груди, легкими, веселыми шагами, с раскрасневшимся лицом, побежала вслед за Наташей по коридору в диванную. По просьбе гостей молодые люди спели квартет «Ключ», который всем очень понравился; потом Николай спел вновь выученную им песню.
В приятну ночь, при лунном свете,
Представить счастливо себе,
Что некто есть еще на свете,
Кто думает и о тебе!
Что и она, рукой прекрасной,
По арфе золотой бродя,
Своей гармониею страстной
Зовет к себе, зовет тебя!
Еще день, два, и рай настанет…
Но ах! твой друг не доживет!
И он не допел еще последних слов, когда в зале молодежь приготовилась к танцам и на хорах застучали ногами и закашляли музыканты.

Пьер сидел в гостиной, где Шиншин, как с приезжим из за границы, завел с ним скучный для Пьера политический разговор, к которому присоединились и другие. Когда заиграла музыка, Наташа вошла в гостиную и, подойдя прямо к Пьеру, смеясь и краснея, сказала:
– Мама велела вас просить танцовать.
– Я боюсь спутать фигуры, – сказал Пьер, – но ежели вы хотите быть моим учителем…
И он подал свою толстую руку, низко опуская ее, тоненькой девочке.
Пока расстанавливались пары и строили музыканты, Пьер сел с своей маленькой дамой. Наташа была совершенно счастлива; она танцовала с большим , с приехавшим из за границы . Она сидела на виду у всех и разговаривала с ним, как большая. У нее в руке был веер, который ей дала подержать одна барышня. И, приняв самую светскую позу (Бог знает, где и когда она этому научилась), она, обмахиваясь веером и улыбаясь через веер, говорила с своим кавалером.
– Какова, какова? Смотрите, смотрите, – сказала старая графиня, проходя через залу и указывая на Наташу.
Наташа покраснела и засмеялась.
– Ну, что вы, мама? Ну, что вам за охота? Что ж тут удивительного?

В середине третьего экосеза зашевелились стулья в гостиной, где играли граф и Марья Дмитриевна, и большая часть почетных гостей и старички, потягиваясь после долгого сиденья и укладывая в карманы бумажники и кошельки, выходили в двери залы. Впереди шла Марья Дмитриевна с графом – оба с веселыми лицами. Граф с шутливою вежливостью, как то по балетному, подал округленную руку Марье Дмитриевне. Он выпрямился, и лицо его озарилось особенною молодецки хитрою улыбкой, и как только дотанцовали последнюю фигуру экосеза, он ударил в ладоши музыкантам и закричал на хоры, обращаясь к первой скрипке:
– Семен! Данилу Купора знаешь?
Это был любимый танец графа, танцованный им еще в молодости. (Данило Купор была собственно одна фигура англеза .)
– Смотрите на папа, – закричала на всю залу Наташа (совершенно забыв, что она танцует с большим), пригибая к коленам свою кудрявую головку и заливаясь своим звонким смехом по всей зале.