Richi´s Lab

Panorama-Bilder

Bilder aus aktuellen Spiegelreflexkameras bieten derart hohe Auflösungen, dass es bei einer passenden Vergrößerung fast nicht mehr notwendig ist Panoramabilder zu erzeugen. Bildet man ein großes Die mit einer Breite von 7mm formatfüllend auf einem Sensor mit 35 Megapixel ab, so löst ein Pixel bereits 1,5µm auf. Das ist im Hinblick auf das theoretische Auflösungsvermögen der hier verwendeten Optik fast ausreichend. Die Abbildungsleistung der Optik ist allerdings nicht ideal. Das vorliegende Canon EF-S 10-22mm f/3,5-4,5 besitzt zum Beispiel in der rechten oberen Ecke immer eine gewisse Unschärfe. Auch wenn ein höherer Vergrößerungsfaktor mit der verwendeten Optik rechnerisch nicht mehr Auflösung erzeugt, so kann er trotzdem hilfreich sein, um Abbildungsschwächen zu kompensieren. Bei höheren Vergrößerungsfaktoren und großen Dies müssen dann aber für ein Übersichtsbild mehrere Bildausschnitte zu einem Panorama zusammengefügt werden.

 

Mikropositionierungssystem

Will man aus Einzelbildern ein Panorama generieren, so muss man das Die innerhalb der schmalen Fokusebene verschieben. Mikropositionierungssysteme sind dafür das ideale Werkzeug. Dabei ist allerdings darauf zu achten, dass das Positioniersystem nicht die Lichtquelle abschirmt. Die Lichtquelle muss weiterhin fast direkt in das Objektiv leuchten können, damit die farbigen Resonanzen in den Schichten des Schaltkreises entstehen. Dazu kommt, dass es möglich sein muss das Die um die X- und die Y-Achse zu kippen. Nur so kann man es parallel zur Linse des Objektivs ausrichten.

Das hier zu sehende Mikropositioniersystem ermöglicht neben einer X- und einer Y-Bewegung auch ein Verkippen um die X- und die Y-Achse. Zur Fixierung bietet das System eine große Überwurfmutter. Am anderen Ende ist eine runde Metallfläche eingeschraubt. Mit etwas doppelseitigen Klebeband kann man auf dieser Fläche schnell und reversibel das Bauteil fixieren, das dokumentiert werden soll.

 

Mikropositionierungssystem

Das Mikropositioniersystem ist horizontal an einen passend angefertigten Metallblock angeschraubt. Der Metallblock besitzt rechts und links eine Bohrung mit jeweils einer Madenschraube. So kann man das System auf der idealen Höhe an einer Gewindestange fixieren. Der untere Metallblock sorgt für die notwendige Stabilität.

Der Aufbau hat den Vorteil, dass er die rückwärtige Beleuchtung nur wenig behindert und fast alle notwendigen Einstellmöglichkeiten bietet. Es fehlt lediglich die Möglichkeit einer Verschiebung in der Z-Achse. Das lässt sich allerdings über die Fokussierung des Objektivs kompensieren. Die horizontale Anordnung ist hier ideal, da sie sich bei der Kamera als praktisch und stabil erwiesen hat.

 

Ausleuchtung

Bei integrierten Schaltkreisen, die sich noch im Gehäuse befinden, passiert es manchmal, dass weiter unten liegende Bildbereiche weniger optimal ausgeleuchtet werden. Diese Bereiche erscheinen dann etwas dunkler und oft sind auch die Farben weniger stark gesättigt.

 

Ausleuchtung

Um das Problem der unterschiedlichen Ausleuchtung zu umgehen, kann man die automatische Belichtungsmessung der Kamera nutzen. Das funktioniert allerdings nur bei Teilen, deren Strukturen das Licht möglichst homogen reflektieren. Beinhalten Bildausschnitte viele helle Bereiche, so werden diese von der Belichtungsautomatik im Vergleich zum Gesamtbild zu stark abgedunkelt. Dunkle Bildausschnitte erscheinen zu hell.

Die besten Ergebnisse lassen sich mit einer manuellen Belichtung erzielen. Dabei kann man die Belichtungszeiten nach unten hin etwas verlängern, während man die Helligkeit der aufgenommenen Bilder laufend überprüft.

 

Helicon Focus

Es gibt viele Programme, die aus Einzelbildern automatisiert Panoramen erzeugen. Oft wird Hugin verwendet. Hugin scheint sehr gute Ergebnisse zu liefern, erfordert aber eine verhältnismäßig aufwendige manuelle Vorbereitung der einzelnen Bilder. Weniger aufwändig zu bedienen ist das Programm Helicon Focus, das auch für Focus-Stacking genutzt werden kann.

Im hier vorliegenden Beispiel wurden 24 Bilder geladen. Mit den seitlich angeordneten Bedienelementen stellt man die initiale Anordnung der Bilder und die Überlappung ein.

 

Helicon Focus

Werden die einzelnen Bilder mit einer konstanten Überlappung aufgenommen, so würde Helicon Focus wahrscheinlich selbsttätig ein optimales Panorama erzeugen. Nachdem die manuelle Verschiebung des Bildbereichs aber immer gewissen Ungenauigkeiten unterworfen ist, ergibt sich hier ohne weiteres Zutun ein nicht optimal zusammengesetztes Panorama.

 

Helicon Focus

Letztlich muss man die Einzelbilder dann händisch anordnen. Meistens finden sich genügend Anhaltspunkte für eine passende Ausrichtung. Die Kanten müssen nicht auf ein Pixel genau übereinander gelegt werden, eine bestmögliche Anordnung erhöht allerdings die Wahrscheinlichkeit für ein optimales Ergebnis.

 

Helicon Focus Einpassen

Helicon Focus Einpassen

In den Einstellungen kann man Helicon Focus vorgeben, bis zu welchem Abstand nach passenden Bildbereichen gesucht werden soll. Initial sind dort 0,1% eingetragen. Das führt mit dem manuellen Verschieben des Bildausschnitts oftmals zu fehlerhaften Ausgaben. Als optimal haben sich hier 0,3% erwiesen.

 

Helicon Focus Kantenglättung 0%

Helicon Focus Kantenglättung 0%

Eine weitere Konfigurationsmöglichkeit ist die Kantenglättung im Hauptfenster. Ob die Anordnung der Bilder optimal war, kann man am besten mit einer Kantenglättung von 0% bewerten. In dieser Einstellung entstehen harte Kanten (hier mittig im Bild), die sich gut erkennen lassen und so auch eventuelle Verschiebungen aufzeigen.

 

Helicon Focus Kantenglättung 100%

Helicon Focus Kantenglättung 100%

Eine Kantenglättung von 100% führt dann allerdings meist nicht zu einem optimalen Ergebnis. Die Kante wird so nicht maximal verschliffen, sondern es wird die Kante des anderen Bildes sichtbar. Hier ist der Übergang weniger abrupt aber trotzdem unten links bei den vertikal verlaufenden Leitungen zu erkennen.

 

Helicon Focus Kantenglättung 50%

Helicon Focus Kantenglättung 50%

Das beste Ergebnis liefert üblicherweise eine Kantenglättung von 50%.

 

Panoramabild

Ein vollständiges Panorama kann als TIF oder JPG gespeichert werden. Das Erzeugen einer TIF-Datei scheitert üblicherweise an der maximalen Dateigröße (4GB). Ein sehr großes Panorama (54 Einzelbilder) nimmt in der höchsten Qualitätsstufe 600MB ein.

 

Panoramabild bearbeitet

Das Panorama muss gedreht und zugeschnitten werden. Eine Erhöhung des Kontrasts verbessert die Bildqualität noch etwas. Das fertige Übersichtsbild bietet eine im Rahmen der Möglichkeiten optimale Schärfe über die ganze Fläche und erleichtert Analyse.

 

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