Scans grosser Vorlagen passgenau zusammensetzen Vorbemerkung Alternative Freeware Autostitch Hinweise zum Scannen |
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Es dürfte mittlerweile weithin bekannt sein, dass sich mit der von Helmut Dersch entwickelten, aber auf seiner Webseite derzeit nicht angebotenen Freeware 'Panorama-Tools' unter Zuhilfenahme des als Shareware vertriebenen Programms PTgui nach einer kurzen Lernphase hochwertige Panoramen erstellen lassen. Hierfür gibt es im Internet eine Reihe von hilfreichen Tutorials. Wer in dieser Hinsicht eine Einstiegshilfe braucht, dem sei das Tutorial auf der Seite Digitale Fotografie für Eilige (und Einsteiger) empfohlen, nach dessen Anleitung man bald sein erstes Ergebnis betrachten kann. Weniger bekannt, obwohl in der PTGui-FAQ knapp geschildert, ist, dass man mit den Panorama-Tools auch abschnittweise gescannte Bilder perfekt zusammensetzen kann. Angefangen von einem Kalenderbild, das sich mit zwei Scans erfassen lässt, bis zu kompletten Landkarten, die beispielsweise aus drei Zeilen von je fünf Scans zusammengesetzt werden sollen, ist alles machbar. Für Besitzer von Canon-Digitalkameras: Die Ergebnisse sind (auch mit Autopano, s.u.) deutlich besser als diejenigen, die Photo Stitch liefert. Seit Version 5 steht PTGui "auf eigenen Beinen" und ist daher auf die Panorama-Tools nicht mehr angewiesen. Gleichwohl stehen die Funktionen der Panorama-Tools weiterhin zur Verfügung. Mittlerweile (Oktober 2007) ist PTGui zwar bis zur Version 7.3 gediehen, die Bedienung ist jedoch, wie ich anhand der Demo-Version feststellen konnte, grundsätzlich gleich geblieben. Auch die automatische Kontrollpunkterzeugung ist allem Anschein nach nicht verbessert worden, weshalb auch Version 7.3 nach wie vor mitunter in Bildpaaren keine Kontrollpunkte findet, bei denen man von Hand mühelos welche setzen kann! Zwar lassen sich große Vorlagen auch mit einem einzigen Bild der Digitalkamera ablichten. Wenn es auf die Wiedergabe feiner Details ankommt, ist der Scanner aber immer noch überlegen: Es gibt weder Verzeichnungs- noch Ausleuchtungsprobleme und bereits der 300dpi-Scan einer DIN A4-Vorlage besteht aus 8,69 Millionen Pixeln, die sicherlich mehr Details offenbaren als eine Digitalkamera mit ähnlicher Pixelzahl. |
Zum Einstieg: Detailgenau: |
Die Shareware-Version von PTGui läuft 30 Tage lang ohne Funktionsbeschränkungen und erlaubt es ohne weiteres, das folgende Tutorial nachzuvollziehen. Auch für diejenigen, die eine Freeware-Lösung zum Erstellen von Panoramen oder zum Zusammensetzen von Scans suchen, ist Land in Sicht: Das aus der Linux-Welt portierte Programm Hugin ist Freeware und braucht einen Vergleich mit PTGui kaum noch zu scheuen. Für Hugin gibt es hier bereits ein 'Flat-stitching-Tutorial', das mich zum Übertragen der dort geschilderten Vorgehensweise auf PTGui animiert hat. Noch bequemer und ebenfalls kostenlos kann es mit Autostitch gehen (siehe unten). |
Freeware-GUI: Schnell und ganz einfach mit Autostitch |
Zusammengesetzt werden soll
ein Ausschnitt aus einer Bergbaukarte von 1881. Die Karte hat eine Leinenrückseite,
auf der die Kartenteilstücke der besseren Faltbarkeit wegen, wie im Bild
sichtbar, durch Stege getrennt, aufgeklebt sind. Da sich diese Stege auch
ein wenig zusammenschieben können, ist beim Scannen, ebenso wie sonst bei
Falten in anderen Vorlagen, darauf zu achten, dass eine gute Planlage
sichergestellt ist. Eine bei den einzelnen Scans unterschiedlich ausgeprägte
Restwelligkeit der Vorlage kann auch von der besten Software nicht völlig
ausgebügelt werden. |
Trivial aber wichtig: Scanvorlage gut und gleichmäßig andrücken |
Von dieser Karte wurden 6 Scans mit den Namen Karte00.tif ... Karte05.tif
angefertigt. Die Nummerierung der Dateien entspricht auf diese Weise den
"Image"-Nummern bei PTGui, was die Orientierung beim Setzen der Kontrollpunkte
und bei der Optimierung erleichtert. Oft ist eine Lageskizze praktisch,
um bei mehreren Scans den Überblick zu behalten, für welche Bildpaare bereits
Kontrollpunkte gesetzt wurden und welches das Ankerbild ist. Beim 3. und 5. Scan (02 und 04) ist die Karte offensichtlich ein wenig verrutscht, was für das Endergebnis aber unschädlich ist, solange eine Überlappung noch vorhanden ist. Beim Scannen sollte man darauf achten, dass das Scanprogramm keine automatischen Kontrast- und Farbkorrekturen vornimmt, weil diese von Scan zu Scan unterschiedlich ausfallen können. Allerdings ist PTGui recht gut in der Lage, kleinere Unterschiede auszugleichen (Voreinstellung: Blend using PTGui auf der Registerkarte "Create Panorama". |
Überblick bewahren Automatik- korrekturen beim Scanner ausschalten Ausgleich von Farb- und Helligkeits- |
Mittels 'Add' (Registerkarte "Source Images") werden die Bilder wie gewohnt dem Projekt hinzugefügt und gegebenfalls in die richtige Reihenfolge gebracht. Bei den "Lens Settings" kann man einen Bildwinkel (Field of view - FOV) im panoramatechnischen Sinn für einen Scan natürlich nicht eintragen. Gleichwohl wird hier für die weitere Bearbeitung eine Angabe benötigt. Ein Wert von 2 Grad ist zweckmäßig, weil damit die Darstellung der montierten Scans im Panoramaeditor (dazu unten) nicht zu klein ausfällt. Die Grundeinstellungen für das "Objektiv" (Lens Settings) sehen dann so aus: |
Source Images
Lens Settings |
Durch diese Einstellungen wird berücksichtigt, dass die Scans zwar gegeneinander verdreht sein können, ebenso wie eine Kamera beim Fotografieren eines Panoramas mehr oder weniger um die optische Achse gedreht wird (Roll). Andererseits erfährt die Vorlage keine Bewegung, die einer Schwenkung der Kamera (Yaw) oder deren Neigung nach oben oder unten (Pitch) entspricht. Ferner müssen die Scans nicht nur passend gedreht werden, sondern auch horizontal und vertikal verschoben werden (d) und (e). Verzeichnungen (a, b und c), gibt es beim Scan ebenfalls nicht, weshalb auch hier nichts zu korrigieren ist. | |
Der Bildwinkel für
das fertige Panorama wird überschlägig ermittelt, indem man
den aus der Zeilen- und Spaltenzahl (hier 2 x 3) den größeren
Wert nimmt und ihn mit dem bei den Lens Settings eingegebenen Bildwinkel
multipliziert. Diesen Wert, hier also 6 Grad, trägt man als horizontalen
und vertikalen Bildwinkel (FOV) ein. Weitere Eintragungen sind hier - im Gegensatz zu PTGui 4 - nicht mehr zu machen. |
Panorama Settings
Field of view: |
Für das
Setzen der Kontrollpunkte sollte die Link-Funktion abgeschaltet werden,
ebenso das Pattern-Matching. Beide Funktionen setzen voraus, dass sinnvolle
Werte für den Bildwinkel der Einzelbilder vorliegen und diese im Panorama-Editor
an ihre ungefähre Position gerückt worden sind, was hier aber
nicht der Fall ist. 3-4 Kontrollpunkte pro Bildpaar, gleichmäßig
über den Überlappungsbereich verteilt, sind genug. An den äußersten Rand der Scans sollte man dabei aber nur mit Zurückhaltung gehen. Denn das Vorlagenglas auf dem Scanner ist meistens von einem bis zum 2 mm dicken Rand umgeben, der verhindert, dass die Vorlage hier sauber auf dem Glas aufliegt. Wenn beim nächsten Scan dieser Punkt etwas weiter vom Rand des Scanners entfernt ist, kann ein hier gesetzter Kontrollpunkt das Optimierungsergebnis beeinträchtigen. Hinweis: Man kann die Kontrollpunkte auch von PTGui selbst (Menüpunkt "Control Points") oder dem Freeware-Plugin Autopano setzen lassen, wobei PTGui die besseren Ergebnisse liefert. Wenn das Ergebnis überzeugt, spart das einige Arbeit. Autopano neigt allerdings (jedenfalls bei mir) dazu, keine Kontrollpunkte an den Bildrändern zu setzen. Vielmehr finden sich diese meistens gehäuft um das Zentrum des Überlappungsbereichs. Dieses Verhalten ist offenbar auch in c't 9/2005 S. 112 ff. beim Test von Hugin beobachtet worden. Das kann im Ergebnis dazu führen, dass das Ergebnis der Zusammensetzung an den Bildrändern nicht befriedigt. Leider kann, im Gegensatz zu Hugin, der Kontrollpunktgenerator Autopano-SIFT nicht in PTGui 5 eingebunden werden. Autopano-SIFT verteilt die Kontrollpunkte nämlich nach meiner Beobachtung auf die ganze Länge des Überlappungsbereichs. Unabhängig davon setzen PTGui und Autopano zudem Kontrollpunkte z.B. im Überlappungsbereich von Karte00.tif und Karte03.tif. Diese Kontrollpunkte können das Optimierungsergebnis beeinträchtigen und sollten daher in der Kontrollpunktliste (Strg-B) entfernt werden sollten. Der Kontrollpunkt-Generator von PTGui 5 (die letzte 5er-Version ist 5.84) funktioniert oft recht gut, hat aber mit den hier verwendeten Scans keine Kontrollpunkte für das Bildpaar 1 - 4 gefunden! |
Control Points
Kontrollpunkte nicht auf dem äußersten Rand setzen Jump: aus Kontrollpunkte manuell setzen oder von automatisch von PTGui finden lassen |
Die Optimierung erfolgt
im "Advanced"-Modus. Wie immer dient ein Bild als Ankerbild, das nicht optimiert
wird. Hier empfiehlt es sich, sofern möglich, einen zentral gelegenen
Scan zu nehmen. Ich entscheide mich hier für "Image 1" (d.h. den als
"Karte01.tif" benannten zweiten Scan). Bei allen anderen Bildern werden
ausschließlich Roll, FOV, d und e optimiert. Sofern alle Scans die
gleichen Pixelmaße für Höhe und Breite aufweisen, kann eine
Optimierung des FOV auch unterbleiben, weil der "Bildwinkel" für
alle Einzelbilder ohnehin gleich sein müsste. Nach der Optimierung
kann man bei den "Image parameters" sehen, dass der FOV für
die optimierten Bilder tatsächlich nur minimal vom Wert des Ankerbildes
abweicht. Normalerweise betrachtet der Optimizer das Optimierungsergebnis mindestens als "very good". Bei sorgfältiger Arbeit und guten Scans wird durchaus auch die dann unzutreffende Meldung "This is too good to be true" ausgegeben. |
Optimizer
Yaw: Clear all "Run Optimizer" Kontrollpunkte prüfen, wenn Optimierung schlechter als "very good" |
Nun ist es an der Zeit, mit Strg-E den Panorama-Editor
aufzurufen und mit den Schiebereglern (nur damit!) die schwarzen Ränder
zu minimieren. Die Schaltflächen für "Center Panorama" und
"Fit Panorama" können hier nicht verwendet werden. Wenn das Ankerbild
nicht im Zentrum der Scans liegt, ist es unvermeidbar dass der schwarze
Rand im Panoramaeditor ungleich breit ist. Anschließend sollte die
Vorschau keinen Anlass zu Beanstandungen geben. Hinweis: Es kommt vor, dass die Kartenränder, obwohl sie auf den Scans vollständig enthalten sind, im Panorama-Editor "angeknabbert" sind, d. h. nicht vollständig angezeigt werden. Sie sind dann auch in der fertigen Zusammensetzung angeschnitten. In diesem Fall ist es meist hilfreich, auf der Registerkarte Crop den flimmernden Rahmen ringsum etwas nach außen zu ziehen (also das Gegenteil von einem Beschnitt zu machen), Apply to all images zu wählen und die Optimierung erneut durchzuführen. |
Panorama-Editor
Beschneidung der schwarzen Ränder nur mit den Schiebereglern 'Crop' bei Problemen am Rand |
Vor dem Berechnen der endgültigen Zusammensetzung (Create Panorama) sollte man mit "Set optimum size... - Maximum size" sicherstellen, dass die Original-Scans möglichst ohne Skalierung übernommen werden. Anschließend kann die erstellte Datei in der Bildbearbeitung beschnitten werden. Bei "Blend using:" kann, sofern installiert, anstelle
von PTGui das Plugin Smartblend
eingestellt werden, welches, besonders bei leicht faltigen oder verwellten
Scans mitunter bessere Ergebnisse liefert als der PTGui-Blender. |
Create Panorama
Set Optimum Size |
Gescannte Bilder zusammensetzen ("Flat stichting") mit Autostitch. Die vorstehend geschilderten Schritte nachzuvollziehen ist zugegebenermaßen recht mühsam. Kürzlich habe ich daher einfach mal das kompakte Programm Autostitch (Version 2.187, heruntergeladen im Oktober 2007) auf die Scans losgelassen und war erstaunt, wie schnell und einfach es auch gehen kann. Autostitch wird als Demo zum Download angeboten und soll in erster Linie die Leistungsfähigkeit des verwendeten Algorithmus demonstrieren. Und der ist nach nach meinem Eindruck PTGui jedenfalls bis einschließlich Version 5 überlegen. Die Demo läuft wohl irgendwann aus, wird aber offenbar dann jedesmal wieder aktualisiert ins Netz gestellt. Das von Autostitch verwendete Verfahren der Kontrollpunktsuche wird auch in dem kommerziellen Programm Autopano Pro verwendet. Hier ganz schnell, wie verblüffend einfach es mit Autostitch geht: - alle Bilder müssen im JPG-Format vorliegen, also bei Bedarf umwandeln, z. B. mit der Stapelkonvertierung von IrfanView. - Edit - Options aufrufen und nur die nachfolgend gekennzeichneten Optionen setzen bzw. abhaken: Natürlich kann man für eine schnelle Vorschau bei "Scale" auch einen viel kleineren Wert einsetzen. - Nun mit File - Open die zu montierenden JPG-Dateien laden, Autostitch beginnt augenblicklich mit dem Zusammensetzen der Bilder. Auf meinem Pentium 4 - 3000 MHz war nach rund 7 Minuten die fertige Zusammensetzung unter dem erst nachträglich änderbaren Namen "Pano.jpg" erstellt. Das Ergebnis ist bestechend gut und praktisch frei von Verzerrungen, wie die verkleinerte Wiedergabe der 7017 x 6582 Pixel großen Originaldatei zeigt: Autostitch setzte bei mir sogar solche Panoramen klaglos zusammen, bei denen PTGui 5.84 über mehrere Bilder hinweg gar keine Kontrollpunkte fand und die auch manuell nur mühsam zu setzen waren! Mitunter sind die Ergebnisse bei Autostitch deutlich sichtbar verzerrt, denn auch dieses Programm will ja ein "normales" Panorama zusammensetzen. Solche Verzerrungen kann man bei der hier vorgestellten Arbeitsweise mit PTGui und den Einflussmöglichkeiten des Panoramaeditors natürlich komplett vermeiden. Wenn aber ein Autostitch-Vorschaubild ("Scale" z. B. 10%) schon brauchbar aussieht, dann sollte man auch die Berechnung eines Vollformat-Bildes mal von Autostitch machen lassen, weil man sich so eventuell viel Arbeit spart. Viel Spaß! |
Genial einfach und immer einen Versuch wert: Autostitch |