Vyfotografovat panoramatický snímek nemusí být tak jednoduché, jak by se mohlo na první pohled zdát. Vzhledem k tomu, že se poslední dobou panoramatickou fotografií poměrně intenzivně zabývám, rozhodl jsem se zveřejnit zde několik článků, které mají za cíl pomoci začátečníkům v této oblasti fotografie.

Chceme-li vytvořit 360° VR panorama, musíme z jednoho místa nafotit celý prostor kolem dokola, čehož se dá docílit zpravidla pouze složením několika fotografií dohromady. To samozřejmě přináší celou řadu problémů, které se u klasické fotografie řešit nemusí.Jedním z nejvážnějších je to, že by se scéna po celou dobu fotografování neměla měnit. Pokud naopak chceme nasnímat pohyblivou scénu (dělají se dokonce i panoramatická VR videa), zpravidla se musíme spokojit s menším než 360°/180° pokrytím prostoru. Takové fotografie/videa se pak snímají pomocí speciálních optických soustav (obvykle se jedná o speciální zrcadlo rotačního tvaru, které se umístí před vhodně zvolený běžný objektiv). Obraz z takové optiky dostaneme v polární souřadné soustavě a před dalším zpracováním ho musíme nejprve převést do pravoúhlé. Já se ovšem dále budu zabývat pouze snímáním obrazu klasickým objektivem po částech.

Pokud jste někdy zkusili nafotit dvě nebo tři fotky vedle sebe a v nějakém grafickém editoru je „slepit“ do jednoduchého panoramatu, jistě jste zjistili, že to není tak jednoduché, jak by se na první pohled zdálo.

Projekce

Prvním problémem je, že při takovém fotografování fotoaparát postupně pootáčíme, ale výsledný snímek si chceme prohlížet na rovinné ploše. Potřebujeme tedy část pomyslné koule (u 360°/180° panoramatu dokonce celou kouli) promítnout do plochy. To je netriviální úloha z deskriptivní geometrie. Naštěstí už dobře probádaná, protože úplně stejný problém řeší několik století kartografové, kdykoliv chtějí do rovinné mapy zakreslit část zeměkoule.

Existuje celá řada tzv. projekcí, každá z nich má odlišné vlastnosti a hodí se pro jiné účely. V panoramatické fotografii se například často používá tzv. ekvirektangulární projekce, ale někdy i různé jiné typy. Naštěstí programy zabývající se skládáním panoramat si s těmito projekcemi umí snadno poradit, je to vlastně jeden z jejich hlavních úkolů.

Optické vady

Druhým závažným problémem je, že ideální optickou soustavu známe bohužel jen z učebnic fyziky. V reálném světě je každá optická soustava, tedy i fotografický objektiv, zatížena řadou optických vad. Výrobci fotografické optiky konstruují složité optické soustavy právě proto, aby našli rozumný kompromis mezi užitnými vlastnostmi daného objektivu a velikostí jeho optických vad. Čím univerzálnější má takový objektiv být, tím musí být v konstrukci uděláno více kompromisů. Je sice hezké mít například objektiv s 12ti násobným zoomem, ale nepochybně bude „kreslit“ daleko hůře než kdybychom tento rozsah pokryli několika výměnnými objektivy s menším rozsahem zoomu nebo nejlépe použili skla s pevnou ohniskovou vzdáleností. Optické vady, které na běžných fotografiích ani nepostřehneme, mohou být při tvorbě panoramatu, díky transformaci obrazu projekcí výrazně posilněné. Pro spasování sousedních fotografií potřebujeme navíc najít a přesně zarovnat shodná místa, což se na fotografiích zatížených zkreslením dělá velmi nesnadno. Sám jsem některé své objektivy podrobil analýze optických vad až teprve když mi panoramata neustále „dělala nějakou neplechu“. Docela jsem se divil, jakými vadami je zatížený objektiv, o kterém jsem si až do té doby myslel, že je téměř perfektní. Díky své analýze jsem našel ohniskovou vzdálenost při které kreslí nejlépe, a od té chvíle panoramata fungují perfektně. (Co a jak jsem testoval popíšu možná někdy v budoucnu v samostatném článku.)
 

Střed otáčení

Je jasné, že z ruky se panoramata fotí velmi špatně (i když ani to není vyloučeno, pokud se ocitnete ve nouzi). Pro dobré výsledky to ovšem chce to minimálně stativ. Jenom s ním si ale bohužel vystačíme jen ve zcela speciálních případech. Obecně pro fotografování panoramat potřebujeme navíc tzv. panoramatickou hlavu. Důvodem je takzvané paralaktické zkreslení. To všichni známe velmi dobře z vlastní zkušenosti. Pozorujeme-li nějakou scénu s blízkými a vzdálenými předměty střídavě levým a pravým okem, všichni víme, že blízké předměty vůči vzdáleným mění svoji polohu. Na tom je nakonec založeno naše prostorové vidění. Při fotografování panoramatu je ovšem tento jev zcela nežádoucí.

Jak k němu tedy může dojít? Velmi snadno. V optické soustavě jakéhokoliv fotoaparátu existuje jediný správný střed, kolem kterého musíme aparát otáčet, aby k paralaxe nedocházelo. Na Internetu je tento bod často nesprávně nazýván uzlovým bodem (Nodal Point), ale o uzlový bod optické soustavy se v žádném případě nejedná. Kde se tento střed nachází? Zpravidla někde uvnitř objektivu poblíž vstupní čočky (na obrázku výše je znázorněn červeným bodem). Pokud aparátem otáčíme mimo něj (typicky například na stativu kolem stativového šroubu, který bývá vzadu poblíž roviny filmu), správný střed otáčení opisuje kružnici, čímž vlastně pokaždé fotíme z trochu jiného místa, a proto zákonitě musí dojít k paralaktickému zkreslení.

Panoramatická hlava je sestavena z několika na sebe kolmých a vzájemně posunutelných profilů umístěných na otáčivém ložisku. Nastavením profilů dosáhneme toho, že jak náklon (otočení fotoaparátu směrem nahoru a dolů), tak i natočení (otáčení kolem svislé osy) je prováděno přesně podle onoho významného bodu uvnitř objektivu.  Ložisko je navíc vybaveno zarážkami umožňujícími snadné natáčení aparátu o předem daný (nastavitelný) úhel.

Nalezení středu optické soustavy

Princip nalezení středu otáčení je velmi jednoduchý. Rozložíme stativ, nasadíme na něj panoramatickou hlavu a na ní upevníme fotoaparát. Pokud pracujeme s objektivem s proměnlivou ohniskovou vzdáleností, nastavíme ji přesně tak, jak bude nastavená při fotografování panoramatu. Střed otáčení se totiž zpravidla pro různě nastavené ohniskové vzdálenosti liší. Stativ umístíme někam, kde máme v blízkosti a v dálce k dispozici nějaké svislé linie, které můžeme dát do zákrytu. Třeba nějakou tyčku poblíž a pouliční lampu v dálce. Čím je poměr vzdáleností obou linií větší, tím přesnější bude nastavení. Já osobně vidím z balkónu panelák, takže to řeším tak, že na zábradlí do kousku modelíny (lze použít i žvýkačku :-)  zapíchnu špejli tak, abych jí v hledáčku viděl v zákrytu s hranou onoho paneláku viz obrázek. Pro představu vzdálenost špejle od objektivu je cca 30cm a vzdálenost hrany toho paneláku je cca 30m. To je víc než skvělý poměr, v praxi stačí i hrubší nastavení s daleko menším poměrem vzdáleností (třeba 1m a 10m).

Než začneme pracovat s naším zákrytovým obrázkem a předo-zadním posuvem aparátu, je třeba vyřešit pravo-levý posun. K tomuto účelu bývá na ložisku panoramatické hlavy nakreslený výrazný kříž. Nejprve tedy panoramatickou hlavu nastavíme tak, aby objektiv mířil svisle dolů a nastavováním příslušných prvků na panoramatické hlavě se snažíme střed kříže na ložisku hlavy přesně vycentrovat doprostřed hledáčku. Většina fotoaparátů má uprostřed matnice značku pro ostření, takže najít střed hledáčku nebývá problém. U levnějších kompaktních fotoaparátů bývá někdy stativový šroub umístěn jinde než pod osou objektivu. Pro tyto případy mívají panoramatické hlavy ještě přídavnou destičku ve tvaru T, kterou je nutno nejprve posunout polohu stativového šroubu právě pod optickou osu objektivu.
Máme-li tedy ve svislé poloze fotoaparátu osu objektivu ztotožněnou s osou otáčení ložiska panoramatické hlavy, je ještě nutno nastavit předo-zadní posun fotoaparátu po této ose. K tomu nastavíme panoramatickou hlavu tak, aby byl aparát ve vodorovné poloze a zaostříme naší výše uvedenou zákrytovou scénu. Objektivy s krátkou ohniskovou vzdáleností, které budeme pro focení panoramat používat, mají naštěstí velkou hloubku ostrosti, takže by to ve slušných světelných podmínkách neměl být takový problém. Pokud je potřeba, doladíme polohu stativu tak, aby uprostřed hledáčku došlo k přesnému zákrytu linií, které jsme si vyhlédli nebo připravili. Od chvíle kdy jsou ve středu hledáčku linie srovnané již se stativem nesmíme hnout a pouze pootočíme panoramatickou hlavou tak, aby linie byly jednou na levém a podruhé na pravém okraji hledáčku. Ve většině případů vidíme paralaxu. Blízká linie vůči vzdálené mění svoji polohu.

Pokud blízká linie jakoby utíká ve směru otáčení aparátu, musíme ho na panoramatické hlavě posunout více dopředu, pokud utíká proti směru otáčení aparátu, musíme ho naopak posunout dozadu. Jedině v případě, že přední linie zůstává vůči pozadí při otáčení panoramatickou hlavou stále na stejném místě, podařilo se nám přesně nalézt požadovaný střed otáčení. Ze stupnic na jednotlivých ramenech hlavy odečteme nastavené hodnoty a zapíšeme si je ke zvolené ohniskové vzdálenosti na zvoleném objektivu. Lepší panoramatické hlavy mají navíc různé aretační zarážky, kterými si můžeme správnou polohu součástí zaaretovat. Pokud naše hlava stupnice nemá, naopak si na ní nastavená místa vyznačíme například lihovým fixem. Nakonec můžeme ještě nastavení zkontrolovat při změně náklonu fotoaparátu. Ale pokud jsme pečlivě nastavili otáčení zprava doleva a osu objektivu při pohledu svisle dolů máme totožnou s osou otáčení ložiska, mělo by být naklánění nahoru a dolů také v pořádku a blízká a vzdálená linie by se vůči sobě neměly výškově posouvat. Tím máme panoramatickou hlavu nastavenou a můžeme se pustit do samotného fotografování.

Chyba paralaxy (kliknutím spustíte animaci cca 1,5 MB)	Správně nalezený střed otáčení (kliknutím spustíte animaci)