2016-03-04

Täysnyypän Hugin-käyttöohje

Yksinkertaisimmillaan panoraaman saa Huginissa aikaiseksi noin viidellä klikkauksella, mutta assistantin käyttö ei opeta mitään Huginin käytöstä noin käytännön tasolla joten lienee parempi sukeltaa tässä oppaassa ohjelmaan vähän syvemmälle. Seuraavassa siis lyhyt ohjeistus Huginin yleisimpiin toimintoihin panoraamakuvaajan vinkkelistä.

Sumuinen niemenkärki Älänteellä

Huginin peruskäyttö

EXIF-tietojen käyttö ja täyttö

Kun kuvat ladataan Huginiin, ihan ensimmäiseksi ohjelma lukee kuvien EXIF-kenttien metatiedot, joista selviävät mm. valokuvien kirkkaus, objektiivin tuottama kuvakulma, valkotasapaino ja muut kuvatekniset seikat. Ei siis kannata raw-käännösvaiheessa karsia mitään metatietokenttiä pois kuvista, ne ovat ihan käytännöllisiä olla olemassa. Jos kuitenkin metatietoja ei ole, kysyy Hugin latausvaiheessa käytettyä polttoväliä ja rajauskerrointa joista voi laskea kuvan kuvakulman. Ei kannata stressata jos arvoja ei tiedä tarkalleen, sillä ne kuvien sijainnin optimointivaiheessa joka tapauksessa selviävät tarkimmin.



Kannattaa heti kuvien lisäämisen jälkeen tehdä pieni tolkullisuustarkastus kuvien EXIF-tietojen suhteen. Kohdistuspisteiden etsintä kun toimii luotettavimmin kun kuvakulma on edes sinne päin. Kuvakulma lasketaan kennon koosta ja polttovälistä, niiden arvot näkee helpoiten tuosta kuvalistauksen alta, Lens type -otsikon alta. Toinen tapa on tuplaklikata kuvan tietuetta kuvalistauksessa, kuvakulma annetaan sitten ihan asteina avautuvan ikkunan Lens-välilehdellä (kuvakaappaus).

Lens type on normaalisti rectilinear, kalansilmille on useampikin vaihtoehto. Circular fisheye on tarkoitettu pyöreän kuvan kennolle tekeville kalansilmäobjektiiveille, full frame taas kalansilmille jotka eivät jätä mustia reunoja kuvaan - näiden kahden ainoa ero on siinä kuinka kuvia rajataan, pyöreille kuville Hugin tekee pyöreän rajauksen. Lisäksi on muita erikoistapauksille varattuja valintoja, kuten 10.5mm:n Nikon-kalansilmälle tarkoitettu fisheye Thoby -valinta. Käytännössä siis 99% ajasta sovelias valinta on rectilinear, pallopanoraamahörhöt sitten kikkailee kalansilmien kanssa.

Kohdistuspisteiden luonti Cpfindillä

Kohdistuspisteet (control points) kertovat Huginille missä kahden tai useamman toisensa osittain peittävän kuvan samanlaiset yksityiskohdat ovat. Ilman niitä kuvia ei voi kohdistaa toisiinsa ellei jotenkin tiedä niiden tarkkoja sijainteja toisiinsa nähden - esimerkiksi robottipanoraamapäät tallentavat kuvien sijainnit kymmenesosa-asteen tarkkuudella panoraamamallineita varten.



Edelleen Photos-välilehden alalaidassa on Feature matching -otsakkeen alla pudotusvalikko ja nappi, joka sanoo create control points. Jos valittuna kuvalistauksessa on vain yksi kuva (kuten kuvakaappauksessa yllä) tai ei yhtään, yrittää Huginin kohdistuspisteiden etsintäohjelma Cpfind luoda kohdistuspisteet kaikille kuville, muussa tapauksessa vain valitulle osajoukolle. Kuvien määrästä ja koosta riippuen kohdistuspisteiden luonti kestää muutamasta sekunnista muutamaan minuuttiin. Prosessin lopuksi Hugin kertoo montako kohdistuspistettä löytyi, pienessäkin panoraamassa niitä on helposti sata, isossa kymmenenkin tuhatta.

Oletuksena kohdistuspisteet etsitään riveittäin; rivissä jokainen kuva kohdistetaan molemminpuolisiin naapureihinsa ja rivien päätykuvat ylä- ja alapuolisten rivien päätykuviin. Cpfindiä voi myös käskeä tekemään monenlaista muutakin kohdistusta, siitä tarkemmin tämän postauksen lopussa.

Kuvien sijaintien laskeminen

Kun tiedetään mitkä kuvat ovat toisensa naapureita, voidaan kuville laskea sijainti panoraamassa.



Edelleen samalla ikkunalla on Optimise-kohta jossa on kaksi kappaletta calculate-nappeja. Ylemmästä nappulasta käskytetään Hugin etsimään oikeat paikat panoraaman kuville ja korjaamaan objektiivin vääristymät. Alemmalla näppylällä taas voi tasata kuvista väri- ja valoisuuserot sekä korjata vinjetoinnin mistä lisää myöhemmin.

Kuvien sijaintien laskenta kannattaa tehdä vaiheittain. Pudotusvalikossa on kourallinen vaihtoehtoja (kuva), ylinnä yksinkertaisin ja alimmaisena monimutkaisin. Listan kaksi ylintä vaihtoehtoa laskee kaikkien kuvien sijainnit, ei muuta. Position ja view laskee sijainnit ja kuvakulman. Jos kuvakulma oli vähän hämärän peitossa kuvia Huginiin aukoessa, pitäisi kuvakulman tämän jälkeen olla aikalailla kohdillaan. Seuraava (positions ja barrel distortion) vaihtoehto laskee kuvien sijainnit ja pyrkii korjaamaan yksinkertaisen vääristymän jos objektiivissa semmoista on ollut. Positions, view and barrel sitten yhdistää kaksi edellistä. Lopuksi voi ajaa everything without translation, tässä vaiheessa ei pitäisi olla mitään jälkeä linssivääristymistä.

Listassa alemmat vaihteoehdot ottavat mukaan Huginin XYZ-mallin ja niitä tuskin tarvitsee tavallista panoraamaa tehdessä juuri koskaan - lineaaripanoraamoja tehdessä ja pallopanoraamojen nadiireita paikatessa ne ovat kyllä tarpeen. Näppäinoikotie optimoijan käyttöön on ctrl+t.

Jokaisen ajon jälkeen Hugin kertoo kohdistuspisteiden keskimääräisen ja suurimman virheen sekä virheen keskihajonnan. Nämä luvut ovat riippuvaisia valmiin panoraaman koosta, iso kuva tuottaa isomman virheen vaikka kohdistuspisteet ja kuvat olisivat samat panoraamojen välillä. On melko tavallista että suurin virhearvo on vaikka satoja pikseleitä, yleensä tuo johtuu esimerkiksi pilvistä joihin on tullut muutama ylimääräinen kohdistuspiste. Sitä ei siis kannata säikähtää, keskiarvo ja -hajonta ovat parempia indikaattoreita kuvien kohdistuksen laadun arviointiin.

Panoraaman esikatselu

Kun kuvat ovat suurinpiirtein paikoillaan, on hyvä aika vilkaista miltä panoraama tulee näyttämään. Huginissa on kaksi esikatseluikkunaa: nopea, mutta heikkolaatuisempi fast preview sekä tarkempi ja hitaampi preview-ikkuna. Suosittelen käyttämään nopeampaa esikatselutilaa, se tarjoaa enemmän säätömahdollisuuksia ja on kätevämpi käyttää.



Esikatseluikkuna on jaettu kuuteen välilehteen (animoitu tuohon ylle). Ensimmäinen niistä on panoraamankasausavustaja (assistant), jolla saa jonkinlaisen panoraaman ihan muutamalla napautuksella. Seuraava välilehti on varsinainen esikatselu (preview), jossa voi muuttaa kuvan valotusta; katsella, lisätä ja poistaa helposti kohdistuspisteitä tai vaikka korjata kuvan valkotasapaino. Layout-välilehti taas näyttää kuvat ja niiden yhteydet viereisiin kuviin. Mitä vihreämpi ja paksumpi viiva kuvia yhdistää, sitä enemmän ja tarkempia kohdistuspisteitä niiden välillä on. Paksu punainen viiva kuvien välillä on siis huonoin tapaus.

Projection-välilehdellä voi vaikuttaa siihen miten kuvan geometria käyttäytyy. Projektioita on useampia ja joissakin niistä on jopa muutama parametri säädettäväksi.

Esikatseluikkunassa move/drag-välilehdellä voi kuvaa raahailla kanvaksella mielensä mukaan. Hiiren oikeanpuolimmainen nappi pohjassa kuvaa voi pyörittää kanvaksen keskipisteen ympäri (roll) ja vasemmalla nappulalla sitä voi raahata pysty- ja vaakasuunnassa (pitch ja yaw). Crop-välilehdellä kuvasta voi rajata tyhjät pois, autocrop-näppylä laskee automaattisesti pinta-alaltaan eli megapikseleiltään suurimman nelikulmion jonka voi mahduttaa kaikkien näkyvillä olevien kuvien alueelle.

Preview, projection, move ja crop -välilehdillä voi ctrl-nappi pohjassa nähdä mikä kuva panoraamassa vastaa mitäkin kuvaa projektissa. Kuvien päälle ilmestyy siis isolla numero, joka on kuvan numero Huginin ohjelman pääikkunan kuvalistauksessa.

Sananen projektioista

Kannattaa huomata, että se miten kuva käyttäytyy sitä edestakaisin esikatseluikkunassa raahatessa on riippuvainen projektiosta. Oletusprojektio panoraamoille on kartoista tuttu tasavälinen lieriöprojektio (equirectangular), jossa kuva käyttäytyy täysin erilailla kuin vaikka rektilineaarisessa projektiossa. Tasavälisen lieriön hyvä puoli on se että kuvat saa helposti kanvakselle näkyviin, oli niiden sijainti panoraamapallolla mikä vain. Hugin tarjoaa myös kaksi muuta lieriöprojektiota: cylindricalin ja mercatorin. Vaakasuunnassa nämä ovat tismalleen samanlaisia, mutta eroja on kuinka kukin projektio käyttäytyy pystysuunnassa. Equirectangular litistyy kohti kuvan pystyosia mennessä; cylindrical ja mercator puolestaan venyvät, jälkimmäisessä venymisen ollessa vähäisempää.

Oikeastaan vaakasuuntaisesta ja pystysuuntaisesta kuvakulmasta voi päätellä mitä projektiota kannattaa käyttää:

  • panoraama on vaakasunnassa yli 270 astetta, pystysuunnassa 140 astetta tai enemmän: equirectangular. Ainoa tapa saada koko panoraamapallo tolkullisesti kuvaan, kun kuvakulma on 360x180 astetta.

  • vaaka yli 270 astetta, pystysuunnassa 140 astetta tai vähemmän: cylindrical, Lambert cylindrical tai Mercator, makuasioita.

  • vaaka alle 270 astetta, pystysuunnassa 140 astetta tai vähemmän: panini general. Panini-projektion hyvä puoli on se että se säädettävissä joko venyttämään kuvan keskiosaa tai litistämään sivuja.

  • kumpikin kuvakulma alle 120 astetta ja linjojen absoluuttinen suoruus on ensiarvoisen tärkeää: rectilinear.


  • Fisheye, ortographic, stereographic, equisolid ja Thoby ovat kaikki erilaisia kalansilmäprojektioita. Jos haluaa tehdä ns. pikkuplaneettapanoraaman niin nämä ovat siihen käyttöön omiaan. Lisäksi tarjolla on joitain karttaprojektioita, joiden käyttökelpoisuus valokuvauksen yhteydessä on kyseenalaista. Kuvakulman kavetessa erot projektioiden välillä lähestyvät nollaa, pitkällä polttovälillä kuvatussa kapean kuvakulman telepanoraamassa on melko samantekevää mikä projektio on valittuna.

    Kohdistuspisteiden luonti esikatseluikkunassa

    Nopean esikatseluikkunan preview-välilehdellä on yksi kätevä näppylä - edit CP eli kohdistuspisteiden muokkaus. Sen aktiiviseksi klikkaamalla voi tarkastella missä ja minkälaatuisia kohdistuspisteitä panoraamassa on. Hyvät pisteet näkyvät vihreinä, keskinkertaiset keltaisina, huonot vastaavasti oransseina ja punaisina. Vaaka -ja pystylinjoja osoittavat kohdistuspisteet näkyvät sinisinä viivoina.



    Esikatselukuvaan voi, edit cp -nappulan ollessa edelleen aktiivisena, raahata hiirellä nelikulmion jonka alueella oleville kuville Hugin luo automaattisesti kohdistuspisteitä. Tämä on kätevää jos vaikkapa parallaksin takia on vaikeuksia saada osa kuvista kohdistumaan kunnolla, ei muuta kuin lisää kohdistuspisteitä ongelmakohtiin ja kohdistus yleensä paranee siellä. Samalla nelikulmiolla on myös mahdollista poistaa kohdistuspisteitä panoraamaprojektista, vaikkapa tuulen mukana liikkuneista pilvistä tai puista. Kovin isoja alueita ei kannata koittaa kohdistaa kerrallaan, siihen tätä työkalua ei ole tehty.

    Esikatselupanoraamaa voi myös klikata ctrl-näppäin pohjassa. Tällöin Hugin varjaa kunkin osoittimen alla olevan kuvan ja antaa niille numeron (kuva). Jos klikkaa kuvaparia edelleen ctrl-nappi pohjassa, pääsee suoraan takaisin Huginiin control points -välilehteen luomaan käsin kohdistuspisteitä kuvien välille. Jos kuvia on valittuna yksi tai useampia kuin kaksi, ei tapahdu mitään.

    Vinjetoinnin korjaus ja valoisuuden tasaus

    Automaattivalotustoiminnoilla kuvissa saattaa olla suuriakin valoisuudenvaihteluita, jotka on hyvä tasata ennen panoraaman kasaamista. Myös vaihtuvat valo aiheuttaa eroja kuvien kirkkaudessa jotka olisi hyvä yrittää tasata. Valon laadun muutosta kuitenkin on vaikeampi korjata, eli rajansa kaikella. Sen sijaan että yritettäisiin tasata kirkkauserot käsin, sen voi antaa Huginin tehtäväksi. Puhutaan fotometrisistä optimoinneista.


    (Vinjetoinnin korjaus ja muu fotometria esikatselussa päällä ja pois päältä.)

    Kannattaa huomata että fotometriset korjaukset eivät oikein toimi jos kuville on ennen Huginia tehty suurempia tonemappausoperaatioita. Hugin olettaa kuvien olevan suurinpiirtein sellaisia kuin ne kamerasta ulos tullessaan ovat olleet, esimerkiksi Lightroomin/Camera Rawin shadows- ja highlights-säätimet toimivat kuvissa lokaalisti, tämä sotkee Huginin fotometristen optimisaatioiden toiminnan täysin.

    Jos esikatselussa ei suuria vinjetointimurheita tai eroja valoisuudessa näy, voi loikata seuraavaan vaiheeseen: panoraaman kasaamiseen. Valitsemalla photos-välilehdellä photometric-alasvetovalikosta custom-vaihtoehdon, uusi välilehti aukeaa Huginin pääikkunan ylälaitaan: exposure. Kyseisen välilehden pääkomponentit on listattu seuraavassa kuvassa.



    Kuvalistauksessa siis on listattu kuvakohtainen kirkkaus (Ev) ja valkotasapaino (Er ja Eb). Kirkkaus tässä tapauksessa tarkoittaa kuvan valotusajasta, aukosta ja ISO-arvosta laskettua valotusindeksiä. Erilaiset aukon, valotusajan ja herkkyyden yhdistelmät voivat tuottaa saman valotusindeksin, mutta puoliautomaattitiloilla kuvatessa vaihtuu muuttujista vain kaksi kuvien välillä joten kuvien kirkkaus on eri.

    Valkotasapainon Hugin osaa lukea kuvan EXIF-tiedoista, mutta yleensähän siihen ei ole tarvetta koskea, koska panoraaman valotukset on joko kuvattu tai kehitetty tietyllä valkotasapainolla? Ainakin toivottavasti on. Mutta jos ei ole, niin täällä ne saa tasattua kuvien välillä.

    Edelliset arvot olivat siis kuvakohtaisia. Lisäksi on kamera- ja objektiivikohtaisia korjauksia, kuten vinjetointi (Vb, Vc ja Vd), vinjetoinnin epäkeskoisuus (Vx ja Vy) ja kameran toistovaste (response type). Vinjetoinnin epäkeskisyys on annetty pikseleinä kuvan keskuksesta laskien, muut arvot ovat vain Huginin käyttämän matemaattisen mallin korjauseksponentteja. Valkotasapainon korjauksen yksiköt ovat värikanavakohtaisia kertoimia ja kuvan valotus on annettu aukkoina.

    Listoissa tummennetut arvot ovat niitä, joiden suhteen korjauksia tehdään. Ylläolevassa kuvakaappauksessa korjauksia tulisi siis kuvien valoisuuden ja vinjetoinnin saralla. Ctrl-nappi pohjassa klikkailemalla voi valita mitä korjataan, lisäksi saa hiiren oikealla napilla kuvalistauksessa auki valikon josta voi valita kaikki kerralla tai poistaa valinnan kaikista kuvista. Klikkaamalla optimize now, korjaus suoritetaan. Korjaukset voi tarkistaa esikatselusta, se on niiden osalta WYSIWYG eli jos virheitä on, ne näkyvät kyllä ennen panoraaman kasaamista.

    Sananen toistovasteesta

    Oletuksena Hugin olettaa kuvien olevan suurinpiirtein gamma 2,2 -toistovasteella kun Emor-malli saa oletusarvot 0, 0, 0, 0 ja 0. Tämä tarkoittaa siis hyvin suoraviivaista konversiota kameran kennon enemmän tai vähemmän lineaarisesta raakadatasta kuvatiedostoon. Esimerkiksi Adoben ohjelmat käyttävät kuvia kirkastavaa ja kontrastia lisäävää toistovastekäyrää kameran väriprofiilitiedostoissa (Adobe Standard DCP-tiedostot). Ellei ole siis mennyt tekemään muokattua versiota tästä profiilista vaikka DNG Profile Editorilla, eivät Adoben tuotteiden tekemät kuvat vastaa sitä mitä Hugin niiden odottaisi olevan. Tällä ei ole väliä jos kuvissa ei ole korjattavaa, vinjetointi on esim. poistettu raakakuvien käännösvaiheessa ja kuvissa on jo valmiiksi sama valoisuus. Jos ei ole korjauksia, ei voi olla virheitäkään. Tuossa tilanteessa ei myöskään ole väliä jos kuvia on tonemapattu rankastikin, Enblend viimeistään tasoittaa pienet lokaalit kirkkauserot kuvien välillä.


    (Vasemmalla Huginin oletustoistovaste kuville, keskellä selvästi väärä toistovaste ja oikealla Nikon D800:n neutral picture setting -asetuksilla otetuista kuvista laskettu toistovaste. )

    Kuitenkin ongelmia saattaa tulla jos kuvien valoisuus- ja värierot jätetään Huginin tasattaviksi ja toistovaste on väärä. Jos toistovasteen visualisointi antaa keskimmäisen kuvan tapaisen tuloksen on se melko varmasti väärä. Väärän tuloksen merkkeinä voi pitää voimakkaita muutoksia kesken käyrän, jomman kumman tai molemman pään leikkautumista sekä vaakasuoria alueita lasketussa vasteessa. Tälläisessä tilanteessa on parempi nollata vaste oletusarvoihinsa kuin käyttää selvästi väärää. Yleensä ottaen, ellei kuvien välillä ole useamman aukon valoisuuseroa, kannattaa jättää Emor-malli sikseen. Useimmat värivirheet mitä on panoraamoissa tulleet vastaan ovat nimenomaan aiheutuneet toistovasteen pieleen menneestä laskennasta. Sitten vasta kun valoisuuseroja löytyy kunnolla esim. valotuksen haarukoinnin ansiosta, kannattaa vaivautua laskemaan toistovaste.

    Panoraaman kasaaminen

    Kun esikatselu näyttää hyvältä rajauksen ja muun suhteen, on aika pistää Hugin kasaamaan panoraama. Pääikkunan stitcher-välilehdellä ei oikeastaan ole muuta tehtävää kuin klikata calculate optimal size -nappia, valita formaatti kuvalle ja klikata stitch!

    Oletuksena on valittu exposure corrected, low dynamic range joka tuottaa valotuksiltaan korjatun TIFF-tiedostona tallennetun panoraaman kiintolevylle, valmiina käpisteltäväksi.

    Pari sudenkuoppaa kuitenkin on. Jos kuvia on suuria määriä, saattaa tallennettava tiedosto olla yli kahden gigatavun kokoinen - helpostikin jos kasaa panoraaman 16-bittisistä tiedostoista. Hugin ei voi kuitenkaan tallentaa yli kahden gigatavun kokoisia TIFF-tiedostoja. Tästä rajoitteesta pääsee ohi pienentämällä kuvaa ennen panoraaman kasaamista tai tallentamalla suoraan PNG-tiedostoksi jolla vastaavaa kokorajoitusta ei ole. Toinen vaihtoehto todella suurten kuvien kohdalla on tehdä ne osissa ja yhdistää osat jälkeenpäin Gimpissä/Photoshopissa, ainakin 100 000 pikseliä leveitä kuvia voi tehdä noin - testattu on.

    1 kommentti:

    1. Minulle tulee joskus pitkiä taukoja Hugin ohjelman käytössä, joten tuppaa unohtumaan miten panoraman sai kasattua. Mielestäni ohjelman käyttäminen ei ole helpoimmasta päästä ja kirjoitin itselleni pienen muistilistan toiminnoista. Tämä on kuitenkin tervetullut ohje ja voittaa oman muistioni.

      Kiitos hyvästä ohjeesta ja asioiden avaamisesta.

      VastaaPoista

    Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...