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GEOMATICS FOR CONSERVATION & COMMUNICATION OF CULTURAL HERITAGE LABORATORY

SOFTWARE SOFTWARE DIDI STITCHINGSTITCHINGPTGUIPTGUI

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 | [email protected] | PTGui | 1/23


Un po’ di storia

Nel 1998, il matematico e fisico Helmut Dersch, rilasciò la prima versione delpacchetto PanoramaPanorama ToolsTools, una serie di utility in grado di effettuare complesseoperazioni di stitching tra i fotogrammi rimuovendo la distorsione delle ottiche.Panorama Tools non si poteva definire user friendly, in quanto non possedeva alcunainterfaccia grafica ed era dunque necessario scrivere dei files di testo (scripts) cheg q ( p )contenessero i dati di input necessari: anche i control points, ovvero i punti dicoincidenza delle immagini, andavano trascritti in forma numerica.

Nel 2001, Dersh ha sviluppato le interfacce grafiche (GUI = Graphical UserInterface), che sfruttano le funzionalità grafiche offerte dai moderni sistemi operativie provvedono a tradurre le impostazioni dell'utente in scripts elaborabili dallePanotools. Le GUI più utilizzate sono PTAssembler e PTMac (rispettivamente per Wine Mac), Hugin (sia Win che Mac) e PTGui (solo Win).


) g ( ) ( )


PTGui – Caratteristiche

creazione di stitch: proiezione Rettilineare, Cilindrica ed Equirettangolare (o

f i ) d d l di i i iSferica), partendo da un numero qualunque di immagini;

file di input: JPEG, TIFF, PNG e BMP;

control points: ricerca automatica ed interfaccia grafica per la loro gestionecontrol points: ricerca automatica ed interfaccia grafica per la loro gestione

(aggiunta ed eliminazione);

anteprima: stitch final in tempo reale;

dati EXIF: lettura dei dati incorporati nelle immagini digitali, utili per

determinare i parametri dell'ottica utilizzata (solo per formato JPG);

fil di JPEG TIFF PSD PSB MOVfile di output: JPEG, TIFF, PSD, PSB e MOV;

file di output multi-layer: per modificare, a posteriori, i singoli fotogrammi;

dimensioni massime output: GigaPixel;


dimensioni massime output: GigaPixel;


Camera/lens parameters

Il campo lens type definisce il tipo di obiettivo utilizzato: per gli obiettivi di normale utilizzo( i t l h d li) i d i t R tili t i fi h i d


(sia tele che grandangoli) si deve impostare Rectilinear, mentre per i fish-eye si deveimpostare Circular.


Source Images

P i i Per aggiungere, rimuovere esostituire i fotogrammi utiliper lo stitching, attraverso itasti Add, Remove e Replace;tasti Add, Remove e Replace;

per ordinare i fotogramminella corretta sequenza, dai i t d t isinistra a destra o viceversa,

attraverso i tasti Move Up eMove Down;

per ordinare i fotogrammi inordine alfabetico attraverso iltasti Sort;



Tipi di proiezione

Rettilineare; Cilindrica;

Equirettangolare o Sferica;



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 sulpiano, utilizzando rette che passano per il centro della sfera.



L i i ttili è ll d l t i t i i t l tLa proiezione rettilineare è quella del nostro sistema visivo e, naturalmente,quello degli obiettivi fotografici "normali" (non fish-eye).

Vantaggi non vengono introdotte distorsioni sulle linee: tutte le linee dritte della scena

l i d tt d itt ll tit h fi l Si t tt d di ' ttireale vengono riprodotte dritte nello stitch finale. Si tratta dunque di un'ottimascelta per le immagini di architetture.

Svantaggi la qualità degrada allontanandosi dal punto di tangenza con la sfera. Non

i tili t i i i i i fi li iù di 100° di lconviene utilizzare questa proiezione per immagini finali con più di 100° di angolodi campo, pena una marcata perdita di qualità ai lati dovuta ad un eccessivostiramento dei fotogrammi ai bordi dello stitch.



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 sulcilindro, utilizzando rette che passano per il centro della sfera.La proiezione cilindrica preserva le linee verticali ma non è in grado diLa proiezione cilindrica preserva le linee verticali, ma non è in grado dirappresentare i dati nelle zone vicine ai poli (nadir e zenit), che risultano distorti estirati sempre più, fino all'infinito.



Le linee rette, che non sono verticali nella realtà, vengono curvate (esclusol'orizzonte).



Proiezione Equirettangolare o Sferica (360° x 180°)

Proiezione che permette di mappare una porzione della superficie della sfera inuna immagine bidimensionale. È anche chiamata la non proiezione, dato che lacoordinata orizzontale è semplicemente la longitudine mentre quella verticale è lal i di f i lilatitudine, senza nessuna trasformazione applicata.

Un classico e conosciutissimo esempio della proiezione equirettangolare è lamappa del mondo:mappa del mondo:

E’ molto utilizzata in applicazioni non-fotografiche come QTVR (Quick Time Virtual


pp g (Reality), dove il software permette la navigazione all'interno della scena virtuale.


Le verticali rimangono tali; l'orizzonte diventa una linea retta che attraversa ilcentro dell'immagine. Le altre linee e gli angoli sono distorti. Le aree vicine ai poliappaiono stirate orizzontalmente.



Control points

Vengono generati in automatico e poi, eventualmente modificati, i punti dig g p , , pcoincidenza tra gli scatti di uno stitch.



Se la ricerca automatica trova pochi CP, oppure sono troppo raggruppati, è utileaggiungere qualche punto manualmente;

Se alcuni CP sono stati individuati su oggetti dell'immagine dei quali si dubita circala stabilità (nuvole, erba mossa dal vento, ecc.), può essere utile eliminarli eaggiungerne di nuovi in aree di sovrapposizione più affidabili.

Alcuni comandi Tab numerici: indicano il numero di immagine visualizzata. In grassetto leimmagini che hanno CP in comune;g ; CP Type: generalmente impostato su Normal, indica punti omologhi. Esistonoanche i punti Vertical e Horizontal che servono solo a determinare le ortogonalitàall'interno dell'immagine finale. O ti i l t tti t tti i l tit hi ti d i CP Optimize: normalmente sempre attivato, ottimizza lo stitching a partire dai CPinseriti. Rotate: per comodità di lavoro, le immagini possono essere ruotate di +90°, 180°,-90°. Questa impostazione non modifica il progetto, ma la sola visualizzazione inQ p p g ,questa cartella. Zoom: imposta il livello di ingrandimento delle immagini visualizzate. Con i tastiCtrl+ e Ctrl- si agisce sullo zoom per passi successivi. Tasto destro del mouse per il

ll’i i


pan nell’immagine. Prev e Next, determinano il salto alla coppia di immagini precedente/successiva.


Panorama editor


Panorama editor

Solo warping


Panorama editor


Panorama editor

Warping e blending


Panorama editor


Panorama editor

Singolo scatto


Panorama editor


Riposizionamento del centro dell’immagine


Panorama editor


Impostazione manuale dell’angolo di campo


Create Panorama

Dimensione dello stitch in pixel. Per ottenere la massima qualità di uscita, èp q ,consigliato cliccare su Set optimum size e scegliere Maximum size; Formato del file di uscita: JPG (sconsigliato se si devono eseguire post-elaborazioni), TIFF, PSD e PSB; S tti il f t JPG è ibil li l i t i Settings: per il formato JPG è possibile scegliere la compressione, mentre per iformati TIFF, PSD e PSB è possibile scegliere tra 8 e 16bit/canale di profonditàcolore. Layers: in questo campo è necessario specificare quali informazioni siy q p p qdesiderano in uscita. In genere è sufficiente indicare Blended panorama only,anche se l'uscita multi-layer può rivelarsi in alcuni casi molto importante;



INTEGRAZIONE DELLE LACUNEINTEGRAZIONE 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 diinformazione. I panorami parziali non possono essere utilizzati per la creazione di Tourvirtuali 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 daltreppiede.Lo scatto può essere realizzato anche a mano libera, con le precauzioni del caso, o inalternativa con il cavalletto


alternativa con il cavalletto


- Una volta creata l’immagine sferica, si procede alla creazione dell’immagine cubica (conTG i )

Integrazione con un’immagine master

PTGui o con Panotour Pro)



- Esportate le 6 immagini cubiche, si corregge la faccia nadirale contenente la lacuna con loscatto master del pavimento.


- Creare nuovamente l’immagine sferica (con PTGui o con Panotour Pro)

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