Alessia NOBILE. Geomatica per la Conservazione e la Comunicazione dei Beni Culturali. Università degli Studi di Firenze

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1 SOFTWARE DI STITCHING PTGUI Alessia NOBILE Geomatica per la Conservazione e la Comunicazione dei Beni Culturali Università degli Studi di Firenze Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 1/23

2 Un po di storia Nel 1998, il matematico e fisico Helmut Dersch, rilasciò la prima versione del pacchetto Panorama Tools, una serie di utility in grado di effettuare complesse operazioni di stitching tra i fotogrammi rimuovendo la distorsione delle ottiche. Panorama Tools non si poteva definire user friendly, in quanto non possedeva alcuna interfaccia grafica ed era dunque necessario scrivere dei files di testo (scripts) che contenessero i dati di input necessari: anche i control points, ovvero i punti di coincidenza delle immagini, andavano trascritti in forma numerica. Nel 2001, Dersh ha sviluppato le interfacce grafiche (GUI = Graphical User Interface), che sfruttano le funzionalità grafiche offerte dai moderni sistemi operativi e provvedono a tradurre le impostazioni dell'utente in scripts elaborabili dalle Panotools. Le GUI più utilizzate sono PTAssembler e PTMac (rispettivamente per Win emac), Hugin (sia Win che Mac) e PTGui (solo Win). Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 2/23

3 PTGui Caratteristiche creazione di stitch: proiezione Rettilineare, Cilindrica ed Equirettangolare (o Sferica), partendo da un numero qualunque di immagini; i i file di input: JPEG, TIFF, PNG e BMP; control points: ricerca automatica (aggiunta ed eliminazione); anteprima: stitch final in tempo reale; ed interfaccia grafica per la loro gestione dati EXIF: lettura dei dati incorporati nelle immagini digitali, utili per determinare i parametri dell'ottica utilizzata (solo per formato JPG); file di output: JPEG, TIFF, PSD, PSB e MOV; file di output multi-layer: per modificare, a posteriori, i singoli fotogrammi; dimensioni massime output: GigaPixel; Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 3/23

4 Camera/lens parameters Il campo lens type definisce il tipo di obiettivo utilizzato: per gli obiettivi di normale utilizzo (sia tele che grandangoli) si deve impostare Rectilinear, mentre per i fish-eye si deve impostare Circular. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 4/23

5 Source Images Per aggiungere, rimuovere e sostituire i fotogrammi utili per lo stitching, attraverso i tasti Add, Remove e Replace; per ordinare i fotogrammi nella corretta sequenza, da sinistra i a destra o viceversa, attraverso i tasti Move Up e Move Down; per ordinare i fotogrammi in ordine alfabetico attraverso il tasti Sort; Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 5/23

6 Tipi di proiezione Rettilineare; Cilindrica; Equirettangolare o Sferica; Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 6/23

7 Proiezione Rettilineare (160 x 160 ) Proiezione di un'immagine sferica su di un piano ad essa tangente. L'immagine finale è ottenuta proiettando i singoli punti della superficie sferica sul piano, utilizzando rette che passano per il centro della sfera. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 7/23

8 La proiezione i rettilineare è quella del nostro sistema visivo i e, naturalmente, t quello degli obiettivi fotografici "normali" (non fish-eye). Vantaggi non vengono introdotte distorsioni sulle linee: tutte le linee dritte della scena reale vengono riprodotte dritte nello stitch finale. Si trattatt dunque di un'ottima scelta per le immagini di architetture. Svantaggi la qualità degrada allontanandosi dal punto di tangenza con la sfera. Non conviene utilizzare questa proiezione i per immaginii i finali con più di 100 di angolo di campo, pena una marcata perdita di qualità ai lati dovuta ad un eccessivo stiramento dei fotogrammi ai bordi dello stitch. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 8/23

9 Proiezione Cilindrica (360 x 120 ) Proiezione di un'immagine sferica su di un cilindro ad essa esterno. L'immagine finale è ottenuta proiettando i singoli punti della superficie sferica sul cilindro, utilizzando rette che passano per il centro della sfera. La proiezione cilindrica preserva le linee verticali, ma non è in grado di rappresentare i dati nelle zone vicine ai poli (nadir e zenit), che risultano distorti e stirati sempre più, fino all'infinito. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 9/23

10 Le linee rette, che non sono verticali nella realtà, vengono curvate (escluso l'orizzonte). Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali PTGui 10/23

11 Proiezione Equirettangolare o Sferica (360 x 180 ) Proiezione che permette di mappare una porzione della superficie della sfera in una immagine bidimensionale. È anche chiamata la non proiezione, datochela coordinata orizzontale è semplicemente la longitudine mentre quella verticale è la latitudine, senza nessuna trasformazione applicata. Un classico e conosciutissimo esempio della proiezione equirettangolare è la mappa del mondo: E molto utilizzata in applicazioni non-fotografiche come QTVR (Quick Time Virtual Reality), dove il software permette la navigazione all'interno della scena virtuale. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 11/23

12 Le verticali rimangono tali; l'orizzonte diventa una linea retta che attraversa il centro dell'immagine. Le altre linee e gli angoli sono distorti. Le aree vicine ai poli appaiono stirate orizzontalmente. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 12/23

13 Control points Vengono generati in automatico e poi, eventualmente modificati, i punti di coincidenza tra gli scatti di uno stitch. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 13/23

14 Se la ricerca automatica trova pochi CP, oppure sono troppo raggruppati, è utile aggiungere qualche punto manualmente; Se alcuni CP sono stati individuati su oggetti dell'immagine dei quali si dubita circa la stabilità (nuvole, erba mossa dal vento, ecc.), può essere utile eliminarli e aggiungerne di nuovi in aree di sovrapposizione più affidabili. Alcuni comandi Tab numerici: indicano il numero di immagine visualizzata. In grassetto le immagini che hanno CP in comune; CP Type: generalmente impostato su Normal, indica punti omologhi. Esistono anche i punti Vertical e Horizontal che servono solo a determinare le ortogonalità all'interno dell'immagine finale. Optimize: i normalmente sempreattivato, t ottimizza i lo stitching a partire dai CP inseriti. Rotate: per comodità di lavoro, le immagini possono essere ruotate di +90, 180, -90. Questa impostazione non modifica il progetto, ma la sola visualizzazione in questa cartella. Zoom: imposta il livello di ingrandimento delle immagini visualizzate. Con i tasti Ctrl+ e Ctrl- si agisce sullo zoom per passi successivi. Tasto destro del mouse per il pan nell immagine. i Prev e Next, determinano il salto alla coppia di immagini precedente/successiva. Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 14/23

15 Panorama editor Solo warping Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali PTGui 15/23

16 Panorama editor Warping e blending Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 16/23

17 Panorama editor Singolo scatto Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali PTGui 17/23

18 Panorama editor Riposizionamento del centro dell immagine Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali PTGui 18/23

19 Panorama editor Impostazione manuale dell angolo di campo Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali PTGui 19/23

20 Create Panorama Dimensione dello stitch in pixel. Per ottenere la massima qualità di uscita, è consigliato cliccare su Set optimum size e scegliere Maximum size; Formato del file di uscita: JPG (sconsigliato se si devono eseguire postelaborazioni), TIFF, PSD e PSB; Settings: per il formato JPG è possibile scegliere la compressione, mentre per i formati TIFF, PSD e PSB è possibile scegliere tra 8 e 16bit/canale di profondità colore. Layers: in questo campo è necessario specificare quali informazioni si desiderano in uscita. In genere è sufficiente indicare Blended panorama only, anche se l'uscita multi-layer può rivelarsi in alcuni casi molto importante; Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 20/23

21 INTEGRAZIONE DELLE LACUNE Fatti gli scatti necessari alla creazione della panoramica, si può avere: 1. Un panorama completo (360 x180 ) Tutti gli scatti effettuati, compreso quello nadirale, sono utilizzabili 2. Un panorama parziale (<360 x180 ) La panoramica creata presenta una lacuna esagonale nera, indice della mancanza di informazione. I panorami parziali non possono essere utilizzati per la creazione di Tour virtuali compatibili con i dispositivi mobili Le procedure possibili sono: - Inserimento di un logo, direttamente all interno del software per la creazioni di Tour virtuali - Integrazione con un immagine master scattata nella parte del pavimento coperta dal treppiede. Lo scatto può essere realizzato anche a mano libera, con le precauzioni del caso, o in alternativa con il cavalletto Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 21/23

22 Integrazione con un immagine master - Una volta creata l immagine sferica, si procede alla creazione dell immagine cubica (con PTGui o con Panotour Pro) Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 22/23

23 - Esportate le 6 immagini cubiche, si corregge la faccia nadirale contenente la lacuna con lo scatto master del pavimento. - Creare nuovamente l immagine sferica (con PTGui o con Panotour Pro) Corso di perfezionamento in Geomatica per la Conservazione dei Beni Culturali info@geomaticaeconservazione.it PTGui 23/23