Blog-Eintrag

Schräg, slanted & oblique

Das "slanted"-Konzept ist nicht neu.
Der Italiener Dr. Luca N. Vascon gilt als der Urvater des "slanted" Konzepts. Er hatte angeblich als erster 2006 die Idee und seine APS-C-Kamera mit dem 8mm Sigma in einem Ringadapter ca. 60° schräg gestellt. So konnte er in der Vertikalen 180° abbilden und ein voll sphärisches Panorama in single-row-Technik mit nur 4 Aufnahmen erstellen.

Agnos SLANTAgnos in Italien hat dann 2007 den ersten "oblique" Nodalpunktadapter vorgestellt. Das ist ein einstellbarer NPA, ähnlich unserem Vario aber mit schräg gestellter Kameraplatte. Er erfordert das Einjustieren der Kamera in zwei Richtungen. Später hat dann Novoflex das VR-System SLANT gebracht - über drei Achsen einstellbar auf jede Kamera. Beide Systeme neigen die Kamera um 60°. Sie sind so für sogenannte Portrait-Fisheys ausgelegt. An "60°-SLANTs" wird gerne das 8mm Sigma mit einer APS-C/DX-Kamera verwendet.

So richtig durchgesetzt hat sich der Ansatz mit der schräg stehenden Kamera nicht. Das liegt wohl zum einen an der Festlegung auf eine Fisheye-Linse (die unter Umständen sinnvoll nur dafür zu gebrauchen ist), sicher aber auch an der wirklich sehr komplexen Weise, wie die "Nodalpunktposition" mit einer schräg stehenden Kamera einzustellen ist.
Das ist bei vertikal ausgerichteter Kamera für viele Fotografen schon eine Herausforderung.
Bei schräg stehender Kamera muss die Positionierung aber über zwei Achsen erfolgen. Das gelingt nur über ein systematisches Herantasten mit unzähligen Aufnahmen - und kann leicht mehr als ein abendfüllendes Programm werden. 
Oder aber man hat in der Oberstufe in Trigometrie gut aufgepasst und seine Kamera genau vermessen. Dann kann man die richtige Positionierung der Kamera am SLANT errechnen - auch für den Fall, dass das Kameragewinde seitlich versetzt ist (so wie bei den Olympus-MFTs und den Fuji-X'n). Wir haben das erforderliche trigonometrische Formelwerk in eine Excel-Datei gepackt, die uns die Koordinaten für das Gewinde in der Kameraplatte unseres SLANT für jede Kamera berechnet. Die erforderlichen Kameradaten haben wir ohnehin in unserer großen Kameradatenbank. Der Kunde, der unseren SLANT kauft, erhält ihn ready-to-shoot für seine Kamera genau konfiguriert.
Die komplexe Einstellerei bleibt ihm erspart.

SLANT von PT4PanoDie Geometrie unseres SLANT ist - wie beim KISS - sehr schlicht aber höchst effizient. Sie stellt die Kamera genau auf die Ecke des Sensors und zwar nicht unter 60° sondern derart, dass die Sensordiagonale exakt senkrecht steht. Um das zu erreichen, haben wir nicht nur einen SLANT, sondern einen für jedes Sensorformat. So gibt es den SLANT für die MFT-Kameras mit Seitenverhältnis 4:3 mit 53,1° Neigung und den für die DSLR's und spiegellosen Systemkameras mit dem Seitenverhältnis 3:2 mit 56,3° Neigung. Das ermöglicht die Nutzung sogenannter fullframe Fisheyes, die über die Diagonale 180° Bildwinkel aufweisen. Diese sind auch für "normale" Fotografie gut einzusetzen.

Zunächst wurden die meisten unserer SLANTs für MFT-Kameras konfiguriert.
Erst seit es für die NEX mit dem f2,8/8mm Samyang ein wirklich gutes Fullframe Fisheye gibt, stieg auch die Nachfrage nach den slanted Nodalpunktadaptern für die spiegellosen 3:2 Systemkameras. Inzwischen gibt es das kleine Fisheye auch für die Samsung NX und für die Fuji X Systemkameras.


Die wesentlichen Vorteile des SLANT im Vergleich zu einem multi-row Panoramasystem sind folgende:

  • Mit dem SLANT lässt sich ein voll sphärisches Panorama in single-row-Technik erstellen. 
  • Da alle Quellbilder in einer Ebene liegen, sind insgesamt weniger Aufnahmen erforderlich als in multi-row-Technik.
  • Die Quellbilder lassen sich in einer Ebene wesentlich schneller aufnehmen als bei der multi-row-Technik. Mit einem rastenden Rotator und 2 Sekunden Vorlaufzeit des Selbstauslösers braucht man keine 30 Sekunden für die 8 Aufnahmen eines Kugelpanoramas.
  • Der Bildüberlapp beträgt am Äquator über 200%. Daher ist selbst bei belebten Sujets immer ausreichend Redundanz zum Maskieren in PTGUI vorhanden.
  • Unser SLANT ist extrem kompakt und leicht. Das komplette Panoramaset für eine spiegellose Systemkamera (Fuji X, Olympus oder Lumix MFT, Sony NEX, Samsung NX) bestehend aus SLANT und MiniRotor passt in die Hosentasche einer Jeans und wiegt nur 200 Gramm.

Aber der slanted Ansatz hat auch Nachteile verglichen mit einem multi-row-Konzept:

  • am "slanted" Nodalpunktadapter machen ausschließlich Fisheye-Objektive Sinn.
  • "slanted" Aufnahmen lassen sich nur mit PTGUI automatisch, fehlerfrei stitchen. Autopano berechnet auch noch in der aktuellen Version 3 den vertikalen Bildwinkel falsch. Erst wenn man Autopano durch manuelle Eingriffe mitteilt, was vertikale Linien sind, korrigiert die Software den Bildwinkel und schließt das Panorama an den Polen. (Das kostenlose Hugin sollte mit slanted Aufnahmen umgehen können - aber die Bedienung schreckt ab).
  • mit dem SLANT und einem fullframe Fisheye aufgenommene Kugel-Panoramen sind nicht ganz "voll" sphärisch: die meisten Fullframes bringen in der Diagonale nicht ganz 180°: Beim 7,5mm Samyang am MFT-Sensor sind es 175°, das 10,5mm Nikkor an einer Nikon DX bringt 188° und das 16mm Nikkor bringt am Vollformat gerade mal 172°. Am Nord- und Südpol des Kugelpanoramas bleibt daher ein kleines Loch offen, genauer gesagt: ein Polarstern.
    Doch die Abhilfe ist einfach: Durch leichtes Verkippen der Kamera lässt man sie 2-3 Grad nach oben schielen. Dann ist oben "zu" und im Nadir steht ohnehin das Stativ.
  • Der einzige, wesentliche Nachteil des SLANT-Konzepts aber ist folgender: Die am Rand des Bildfeldes immer schlechtere Abbildungs- und Stitching-Qualität kommt beim SLANT voll zum Tragen. Das will ich ausführlicher erläutern.

Beim Fisheye - und nur das betrachten wir im Zusammenhang mit dem SLANT - sind je nach Objektivkonstruktion folgende Merkmale und Bildfehler mehr oder weniger ausgeprägt:

  • Das Hauptproblem bei Fisheyes: Die Position der Eintrittspupille hängt vom Winkel des einfallenden Lichtstrahls zur optischen Achse ab. Das führt dazu, dass der "Nodalpunktabstand" für ein Fisheye eigentlich nicht richtig eingestellt werden kann. Stellt man ihn so ein, dass am Äquator des Panoramas alles genau passt, treten bei kurzem Aufnahmeabstand an den Polen unweigerlich noch Stitchingfehler auf. Auf diese Winkelabhängigkeit wurde bereits an anderer Stelle in diesem Blog hingewiesen. Michèl Thoby hat diese "LPP-Problematik" anschaulich erörtert.
  • Abweichung von der äquidistanten Projektion: Bislang gehen alle Stitchingprogramme davon aus, dass eine äquidistante Fisheye-Projektion vorliegt. Tatsächlich verwendet aber keines der neueren Fisheyes am Markt die äquidistanten Projektion (siehe letzter Blog). Die Stitching-Programme interpretieren die Abweichungen von dieser Projektion als Verzeichnung und fitten sehr große Werte für die Verzeichnungsparameter a, b und c.
  • Da beim multi-row-Panorama alle Quellbilder voll umfänglich überlappen, liegen die kritischen, äußeren Bereiche des Bildkreises alle im Überlappbereich benachbarter Quellbilder und werden so grundsätzlich weggeschnitten.  
    Anders bei "slanted" Aufnahmen: Das Bildfeld wird bis zum letzten Pixel in der senkrechten Bilddiagonale genutzt - mit all den Abbildungsfehlern der Linse und dem Offset der Eintrittspupille am Rande des Bildkreises. Zudem grenzen im Überlappbereich Bildbereiche aneinander, die auf unterschiedlichen Radien relativ zur optischen Achse liegen. Nicht perfekte Fitparameter a, b und c führen dann zu Kontrollpunkt-Offsets - genauso wie die "LPP-Problematik".

Wir können die größeren Kontrollpunktfehler am SLANT im Vergleich zu einem genauso genau konfigurierten KISS oder MultiRow-System leicht verifizieren. Bei einer gegebenen Kamera-Objektiv-Kombination erhalten wir mit dem KISS typischerweise 0,3...0,9 Pixel Kontrollpunktfehler. Beim gleichen Sujet sind die Kontrollpunktfehler mit dem MultiRow typischerweise um 50% größer. Mit dem SLANT sind die Kontrollpunktfehler typischerweise doppelt so groß wie beim KISS. Allerdings muss man diesen Fehler relativieren: mit wohl keinem einstellbaren Panoramasystem lässt sich diese Genauigkeit reproduzierbar erreichen.

Unser SLANT ist ein extrem kompaktes Werkzeug. Schneller und einfacher als mit dem SLANT kann man ein voll sphärisches Panorama kaum aufnehmen. Mit einem Portrait-Fisheye sind dafür 4 Aufnahmen erforderlich, mit den weit verbreiteten Fullframes 8 Aufnahmen. Auf einer rastenden wenn nicht gar motorisierten Drehplatte montiert oder auf dem MonoPod ist der SLANT ideal für belebte Szenen. Mittlerweile wird er in zunehmendem Umfang auch in der kommerziellen Panoramafotografie eingesetzt, z.B. von Immobilienmaklern. Die Stitching-Qualität im Polargebiet des Panoramas ist aber kritischer als beim multi-row-Ansatz.
Sie hängt entscheidend von den optischen Eigenschaften des Kameraobjektivs ab.
Die Verwendung von PTGUI als Stitching-Software ist beim SLANT zweckmäßig.

Kommentare

...ist da mit dem Slant-System in Verbindung mit einer MFT Kamera und einem Fullframe Fisheye (Samyang 7,5 mm) gelungen, Als überzeugter Vollformat-Multi-Row'ler bin ich nach meinem ersten Termin bei pt4pano erst einmal mit einem Füllhorn an neuen Ideen nach Hause gegangen - ohne etwas gekauft zu haben. "Gerne können Sie Ihren Multi-Row Adapter mitnehmen, aber überlegen Sie mal..." - das war das Ergebnis einer ausführlichen Beratung von Hr. Hopf, bei dem ich optische, funktionelle und mathematische Zusammenhänge in der Panoramafotografie kennenlernen durfte. Das klingt vielleicht trocken und langweilig, Herr Hopf hat das aber sensationell gut gemacht. Herausgekommen ist dann ein Panoramasystem im Hosentaschen Format. Panasonic GX1, Samyang 7,5mm und der speziell für dieses Kombination konfigurierte Slant-Adapter auf dem Mini Rotator. Mit 8 Aufnahmen entsteht nun ein vollspärisches Panorama, das mit PTGUI nahezu ohne Stitching Fehler erstellt wird. Ein Nacharbeiten unsauberer Kanten und Linien ist nicht mehr erforderlich. Das Gesamtsystem ist kompakt und leicht. Das aufwändige Justieren im Nodalpunkt entfällt, da es nur 1 Einstellung für die Kamera gibt. Es gibt keine Fehlerquellen mehr wie bspw. Gelenke. Die idealen Einstellungen sind jederzeit reproduzierbar. Jedes Panorama, das ich bisher erstellt habe, ist perfekt gelungen - und das mit einen Zeitaufwand, der im Vergleich zum Vorgägersystem um 75% reduziert ist! ohne dabei an Qualität zu verlieren. Das Tolle dabei: ich kann nun auch mal Personen nach einer kurzen Einweisung mit der Erstellung der Aufnahmen beauftragen, der kein Fotograf ist oder über fundierte Kenntnisse in der Panoramafotografie verfügt. Ich kann mich trotzdem auf das Ausgangsmaterial verlassen. Das Stiching passt immer. Mit dem System ist mein Workflow nun so optimal, dass ich für einen Kunden an einem ganz normalen Arbeitstag (8 Stunden) 25 Panoramen (360x180) erstellen konnte (Aufnahmen im RAW-Format, Ausbelichtung in Photoshop, Stitching mit PTGUI, Erstellung von Stand-Alone Flashfiles mit krpano und Erstellen einer virtuellen Tour mit Easypano Tourweaver).
Ich kann nur Danke sagen! Danke für die hervorragende Beratung, Danke für geniale Idee Danke für das hochwertig gefertigte und sehr präzise arbeitende Produkt
Und Danke für den im Vergleich zu anderen System ausgesprochen günstigen Preis

Am Beginn ihres sehr gelungenen Artikels führen Sie an, dass "... APS-C-Kamera mit dem 8mm Sigma in einem Ringadapter ca. 60° schräg gestellt. So konnte er in der Vertikalen 180° abbilden und ein voll sphärisches Panorama in single-row-Technik mit nur 4 Aufnahmen erstellen." Weiter unten steht dann "... mit einem Portrait-Fisheye sind dafür 4 Aufnahmen erforderlich, mit den weit verbreiteten Fullframes 8 Aufnahmen" und Peter Dietz spricht auch von 8 Fotos, obwohl er eine MFT-Panasonic verwendet. Bei einer Fuji X-E2 mit APS-C Sensor und einem Walimex Pro 8 mm F2,8 Fisheye II müssten doch 4 Bilder reichen? 

Das f3,5/8mm Sigma ist an der APS-C-Kamera ein Portrait-Fisheye. Daher reichen für diese Kombi 4 Aufnahmen.
Das 8mm Lumix oder das 7,5mm Samy ist an der MFT nur ein fullframe Fisheye. Damit braucht man dann 8 Aufnahmen.
Das gilt auch für das f2,8/8mm Samy/Walimex an der Fuji-X: Auch das ist nur ein Fullframe. 
Mehr dazu finden Sie in den Blogs:
http://pt4pano.com/de/blog/fisheye-als-panoramaobjektiv
http://pt4pano.com/de/blog/dasselbe-jr-n-0
http://pt4pano.com/de/blog/panoramafotog-kommerziell
http://pt4pano.com/de/blog/neues-12mm-samy-fullframe 

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