RENDERING VIA SOFTWARE
DA IMMAGINE FISHEYE AD ORTOSCOPICA,
SEMI-FISHEYE E QTVR CILINDRICO E CUBICO
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(NOTA: la prima parte di questa pagina risale al 2006 e
le considerazioni
in essa contenute sono cronologicamente legate a quel periodo!)
Alcuni recenti software di gestione RAW
o plug-in di rendering dell'immagine forniscono un'opzione che consente di
renderizzare un'immagine ottenuta con fisheye da 180° a copertura totale
trasformandola in una fotografia più o meno
ortoscopica, applicando una deformazione variabile nelle varie zone
dell'immagine, secondo un modello vettoriale
prefissato e dedicato ad uno specifico obiettivo (come nel caso di Nikon Capture
per l'AF Nikkor DX 10,5mm f/2,8 ED)
oppure regolabile su parametri variabili direttamente dall'utente (come nel
caso, ad esempio, del plug-in di Adobe Photoshop
PT Lens); in entrambi i casi si ammicca all'utente facendogli balenare l'idea di
ottenere una immagine supergrandangolare
convenzionale sfruttando il fish-eye già presente nel suo corredo (e di solito
non esageratamente costoso), eliminando così
la necessità di acquistare un ben più impegnativo supergrandangolare
ortoscopico....
In realtà, come al solito, la questione è un po' più complessa di come
appare a prima vista, dal momento che, per renderizzare
l'immagine fisheye fino ad ottenere una geometria rettilineare, il software deve
interpolare certe aree periferiche in modo molto
massiccio, ingrandendo alcune porzioni al punto che la loro risoluzione finale
è decisamente inferiore a quella assiale, e quasi
certamente insufficiente per stampe di qualità; inoltre quasi tutti i fisheye
presentano percettibili fringings periferici dovuti ad
aberrazione cromatica laterale, e questi ultimi nelle fasi di interpolazione
vengono ingranditi al punto che appaiono decisamente
visibili; questo fattore, unito alla vistosa morbidezza e presenza di
aberrazioni residue nelle aree periferiche fortemente interpolate,
fa si che la resa di queste porzioni dell'immagine sia semplicemente
insoddisfacente; a tale proposito, ho realizzato una sequenza
di esempio utilizzando una immagine digitale ottenuta con un corpo Canon EOS 5D
a formato pieno 24x26mm dotato di Nikon
AF-Fisheye Nikkor 16mm f/2,8 (adattato con apposito anello) utilizzato ad f/8;
il rendering è stato attuato in Adobe Photoshop
CS2 utilizzando il Plug-in ePaperPress PT Lens 8.0, regolando manualmente i
parametri; il risultato è eloquente, sia nel bene che
nel male...
Lo scatto originale messo in opera con Canon EOS 5D ed
AF-Fisheye Nikkor 16mm f/2,8 D ad f/8,
esponendo per le luci medio-alte ed aggiungendo un fill-flash con Canon 580EX
rivolto verso la
parte alta del loggiato; l'imagine era già stata in precedenza abbondantemente
bilanciata con vari
passaggi al tool di Photoshop "luci-ombre" e con varie selezioni
zonali manuali, per ottenere una esposizione
piacevole anche se "impossibile" in un semplice scatto, nudo e crudo
in passaggio a PT Lens 8.0 introduce una deformazione
all'immagine parametrata manualmente: mi sono
basato visivamente sulle due linee orizzontali del loggiato, regolando i valori
affinchè fossero più o
meno rettilinee; notare l'ampia porzione centrale "implosa", che rende
questa parte dell'immagine
inutilizzabile, e la forte interpolazione a salire delle parti periferiche come
ad esempio in campanile
ad ore 9, la cui larghezza attuale è pari a 4-5 volte quella originaria ( e di
conseguenza la risoluzione
in quella zona è inferiore di un fattore equivalente rispetto a quella di
partenza)
con il tool di Photoshop "modifica-trasforma-distorci"
ho provveduto a raddrizzare la prospettiva del
colonnato, mentre con "modifica-trasforma-scala" ho allungato
verticalmente l'immagine, tagliando la
porzione superiore inutilizzabile, per recuperare le proporzioni originali
con l'ultimo passaggio ho applicato "modifica-trasforma-prospettiva"
per eliminare l'effetto-trapezio della fuga prospettica verso
sinistra; trasferendo il file su un livello di larghezza maggiore ho allargato
l'immagine con "modifica-trasforma-scala", per recuperare
una resa prospettica più verosimile, dal momento che la somma delle
renderizzazioni aveva portato ad una eccessiva compressione
orizzontale delle zone centrali; al termine della sequenza la vista fisheye del
colonnato è stata trasformata in una visione ortoscopica
ultragrandangolare, sia pure col sacrificio di vaste porzioni dell'immagine;
tuttavia possiamo facilmente notare che:
1) le linee orizzontali mantengono un residuo di distorsione fisheye, non
percepita inizialmente a causa dell'anteprima di ridotte
dimensioni che impedisce di parametrare con accuratezza
2) la resa prospettica è assolutamente irrreale, dal momento che le porzioni
periferiche si allargano progressivamente in modo
eccessivo rispetto al centro (vedi colonne)
3) la nitidezza delle zone laterali estreme, interpolate
svariate volte rispetto all'immagine curva d'origine, appare a senso comune
decisamente insufficiente, con l'aggravante delle aberrazioni residue del
fisheye fortemente esaltate
4) i fringings di aberrazione cromatica laterale sono stati
parimenti ingranditi dall'interpolazione, completando un quadro
poco soddisfacente
Credo che questa opzione sia una forzatura estrema del sistema,sull'onda di una
suggestione collettiva che vede il digitale
come una sorta di "potere magico" in grado di operare qualsiasi
miracolo (è purtroppo ne ho conferma quotidiana nelle
deliranti richieste che ricevo dai committenti poco addentro all'argomento); in
realtà l'interpolazione delle zone laterali è
molto accentuata, ed il risultato finale non consente stampe di qualità; può
essere sfruttato come risorsa di emergenza per
casi particolari, ma non può certo divenire la regola!
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UPGRADING 17/09/2010
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Mi rendo conto che queste considerazioni sono ormai
obsolete (il pezzo è vecchio di alcuni anni), ed oggi è senz'altro
possibile ottimizzare i files ottenuti con un obiettivo di tipo fisheye in modo
assai più proficuo, come dimostrato dalle
immagini che seguono: il file originale è stato renderizzato dal plug-in di
Photoshop Image Trends Inc Fisheye-Hemi 2
(full-frame), in grado di normalizzare la distorsione presente unicamente nelle
linee a sviluppo verticale, lasciandola in
quelle ad andamento orizzontale (semi-fisheye): in questo modo le linee orizzontali presentano
il tipico andamento proprio
della prospettiva cilindrica, ben nota a chi usa fotocamere panoramiche ad
obiettivo rotante, tuttavia - in cambio - il crop
d'immagine rispetto alla visualizzazione originale è veramente esiguo e
l'angolo di campo finale superiore a quello di
qualsivoglia grandangolare ortoscopico prodotto finora;
fra l'altro, in soggetti come questa veduta d'interno, l'andamento
curvilineo delle linee orizzontali lontane dall'orizzonte mediano è quasi
impercettibile, direi trascurabile dal punto di vista
visivo, quindi l'immagine finale appare come prodotta da un grandangolare
ortoscopico dalla copertura inimmaginabile.
L'immagine originale (a sua volta ottenuta con un High Dynamic
Range partendo da un bracketing
a forcella di tre fotogrammi esposti ad intervalli di 1 stop) è stata
realizzata sul 24x36mm con un
AF-Fisheye Nikkor 16mm f/2,8 D, e la tipica deformazione del fisheye full-frame
da 180° sulla
diagonale del formato è perfettamente evidente e riconoscibile.
La stessa immagine, filtrata con Image Trends Inc Fisheye-Hemi
2 (full-frame) presenta
linee verticali ortogonali ed un crop rispetto alla vista originale davvero
trascurabile; rimangono
solamente delle linee "cadenti", convergenti, dovute ad un errore in
fase di ripresa (il fisheye
non era perfettamente in bolla ma orientato leggermente verso l'alto); le linee
orizzontali non
sono renderizzate (notare la leggera curvatura "cilindrica" del mobile
bianco sullo sfondo), tuttavia
nella parte alta dell'immagine non ci sono elementi geometrici che evidenzino
questa caratteristica,
e la curvatura nelle linee grafiche del pavimento viene vista ed accettata come
una fuga prospettica
gradevole.
Un semplice passaggio nei tools di trasformazione di Photoshop consente di
correggere le linee
cadenti (sia pure al prezzo di un leggero, ulteriore crop dell'immagine) e di
completare una visualizzazione
caratterizzata da una copertura sulla diagonale ben superiore ai 122° che
costituiscono il limite attuale
degli ortoscopici (Voigtlaender 12mm f/5,6, Sigma EX 12-24mm f/4,5-5,6); la
nitidezza del file a
formato pieno, nelle zone renderizzate, è buona, e comunque è sempre meglio
partire da files di
grandi dimensioni per minimizzare in stampa una eventuale perdita di dettaglio
localizzata.
Un altro esempio eloquente di defishing semi-fisheye, questa
volta in esterni, è rappresentato da
questa vista del castello di Donnafugata (Ragusa), reso famoso dalla celebre
fiction televisiva
"Il Commissario Montalbano" ed utilizzato sovente come location,
principalmente quale buen
retiro dell'anziano boss della malavita organizzata Don Balduccio Sinagra;
questa immagine è stata
realizzata con una Canon EOS 5D mark II equipaggiata con l'AF-Fisheye-Nikkor
16mm f/2,8 D
e successivamente sottoposta a defishing con Image Trends Inc Fisheye-Hemi
2 (full-frame), ottenendo
un'immagine iper-grandangolare praticamente ortoscopica (l'unico elemento che
tradisce l'assenza di
rendering nelle linee orizzontali è il cordone merlato dell'edificio
principale, leggermente incurvato),
irrealizzabile con super-grandangolari convenzionali (per riferimento, mi
trovavo sulla torretta gemella
di quella prospicente l'edificio che si può vedere in fondo al terrazzamento di
destra): a titolo di esempio,
dallo stesso punto di ripresa con un 17mm su formato 24x36mm potevo inquadrare
di misura solamente
il corpo centrale del castello, dalla torre di sinistra alla terrazza sulla
destra... Per ottenere una visuale
ancora più ampia sono dovuto ricorrere al metodo multi-shot descritto
inseguito.
Un'altra interessante applicazione delle immagini fisheye è rappresentata dalla
cosiddetta fotografia
immersiva 3D, anche nota come Quick Time Virtual reality (da cui
l'acronimo QTVR) a rendering
cilindrico oppure cubico; nel caso di QTVR cilindrico (come l'esempio seguente),
sei immagini
fisheye verticali vengono scattate ruotando sul punto nodale dell'obiettivo -
grazie ad una speciale
testa per treppiedi con registri assiali - spaziandole di 60° l'una dall'altra
e montandole in modo da
visualizzare una panoramica a 360° continua e fruibile ruotandola sull'asse
verticale grazie ad un
visualizzatore come Quick Time.
Per visionare questa panoramica in rotazione basta posizionare
al suo interno il puntatore
e trascinare a destra o a sinistra tenendo premuto il pulsante sinistro del
mouse (o equivalente).
La panoramica di partenza ottenuta con 6 scatti verticali
realizzati con una Nikon D700
e l'AF-Fisheye-Nikkor 16mm f/2,8 D; la dimensione originale di questo file è di
10.000
pixel (sarebbe stato possibile renderizzarlo anche ad una dimensione superiore
ma ho
scelto questa misura per uniformità e praticità operativa); naturalmente la
resa tonale
dell'immagine e la compensazione che rende leggibili ombre e luci
simultaneamente hanno
richiesto un lungo lavoro di post-produzione fine, indipendente da questi
rendering.
Un aspetto ancora più spettacolare e complesso è rappresentato dal QTVR
cubico, nell'ambito
del quale l'immagine panoramica finale assume un rendering 3D ed è possibile
navigarla ruotandola
sui tre assi e visionando anche le porzioni che stanno sopra la fotocamera (es:
cielo, soffitto) o sotto
di essa (es: selciato, pavimento), ottenendo una visualizzazione stepless come
se il soggetto originale
fosse distribuito all'interno di un cubo; per ottenere questo effetto occorrono
i sei scatti fisheye a 60°
dell'esempio precedente più due ulteriori scatti (zenitale e nadirale) puntando
in bolla verso l'alto e
verso il basso lo stesso fisheye; il vero problema sta nel fatto che questi due
scatti vanno trattati a parte
con un software di defishing perchè servono per riempire due "buchi
neri" (zenit e nadir holes) generati
dalla renderizzazione cubica dei sei scatti standard (in pratica il fisheye non
è in grado di fotografare in asse
sopra e sotto il treppiede sul quale è montato l'apparecchio, per cui occorre
riempire a mano le due fessure
con la corrispondente porzione prelevata dai due scatti supplementari
trattati con defishing indipendente)...
Naturalmente è quasi impossibile effettuare gli scatti zenitale e nadirale
perfettamente in bolla (ad esempio,
nello scatto nadir verrebbero fotografate le gambe del cavalletto o quelle del
fotografo), e la differente
prospettiva di ripresa, unita magari ad un algoritmo di defishing diverso da
quello utilizzato dal software
per le sei immagini base, rende sempre incompatibile la porzione da riportare,
richiedendo complessi e
lunghi rendering vettoriali per distorcere la porzione ed inserirla; l'immagine
che segue (un interno di un
palazzo signorile che si erge sullo stesso corso dove abito, mostrato con
l'autorizzazione della proprietaria)
è un buon esempio di QTVR cubico, ma immaginate le difficoltà per riempire la
nadir hole nel pavimento
tutto intarsiato...
Per visionare questo QTVR cubico occorre posizionare al suo interno il
puntatore
e trascinarlo tenendo premuto il tasto sinistro del mouse (o suo equivalente);
trascinando
nelle quattro direzioni (rilasciando il pulsante, riposizionando a più riprese
il puntatore e
cliccando per trascinare di nuovo) è possibile visionare tutto l'ambiente,
ruotandolo proprio
come se stessimo navigando l'interno di un "cubo"; nel soffitto ci
sono alcuni leggeri errori
di stitching dovuti ad un difetto di allineamento in rotazione della testa con
controllo del punto
nodale utilizzata per gli scatti.
Qui sopra è riprodotta la panoramica iniziale a rendering
cilindrico (realizzata con l'AF-Fisheye-Nikkor
16mm f/2,8 D applicato ad una Canon EOS 5D), sottoposta in seguito ad ulteriore
rendering cubico
per ottenere le "sei facce del cubo" riprodotte qui sopra, necessarie
per la visualizzazione 3D finale;
tuttavia...
...è stato necessario colmare lo spazio lasciato dalla
renderizzazione nelle famigerate
zenit hole e nadir hole... Immaginate la difficoltà incontrata prendendo due
scatti
eseguiti a parte col fisheye non in bolla assiale, sottoposte a defishing con un
altro software dotato di algoritmi differenti, e deformando vettorialmente
numerose
volte il "patch" fino a farlo collimare perfettamente... In questo
caso la collimazione
diretta era impossibile ed è stato necessario operare manualmente e
ripetutamente
ritagliando porzioni parziali e ruotandole/distorcendole/ridimensionandole a
parte,
completando con numerosi interventi di timbro clone per cammuffare le
interfacce;
e c'è di peggio...
...in questo caso il cavalletto si trovava nel vano di una porta che separa due
stanze (il QTVR
cubico, altamente spettacolare, riproduceva entrambi i vani, visualizzati come
stando all'altezza
della porta stessa); nello scatto supplementare per riempire la nadir hole la
fuga prospettica di
pavimento e porta erano così differenti che non è stato possibile utilizzarlo
nel modo consueto
ma la grande maggioranza del "materiale" riportato è stato clonato
con timbro clone di Photoshop,
talora pixel per pixel ad ingrandimenti elevati, richiedendo circa TRE ore di
computer solamente
per questo scopo...
Scoraggio quindi i novizi entusiasti dal cimentarsi nel QTVR cubico di interni,
a meno che non
siano pronti ad affrontare di buon grado situazioni come questa; in esterni,
invece, il problema
è solitamente legato al foro zenitale: certi software che renderizzano la
panoramica, in fase di
blending, tendono ad abbassare in automatico i toni nella parte alta (una sorta
di HDR per rendere
più satura la zona che di solito contiene il cielo, spesso molto chiaro quando
si espone per le ombre),
e quando si va ad applicare la "toppa" prelevata dallo scatto
supplementare questa porzione risulta
più chiara e meno contrastata, richiedendo un certo lavoro manuale per
correggerla ed adeguare
i punti di interfaccia.
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