Un Miliardo di Pixel ... Infrarossi
10 Maggio 2008

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Fotografia all'infrarosso e stitching

Ho fotografato paesaggi per parecchi anni ed il passare al grande (e poi grandissimo) formato e' stato un evento abbastanza prevedibile.

La necessita' di produrre immagini di notevoli dimensioni ma attraverso un equipaggiamento trasportabile, per esempio, anche in montagna mi ha portato a considerare le tecniche di stitching. Tutto questo non a scapito del grande formato, dato che continuo ad andare in giro con la mia 8x10 e anche con la piu' impegnativa 14x17, ma come importante sostituto quando l'impegno fisico diventerebbe veramente eccessivo. A questo aggiungo la mia passione di sempre per la fotografia all'infrarosso, che risale a quando scattavo 6x9 con la Maco 820ir e la Fuji GSW690. Ecco che fotografia digitale, stitching e le DSLR modificate permanentemente per la fotografia all'infrarosso hanno creato una opportunita' impossibile da ignorare.

La fotografia oggetto di questo articolo e' un po' diversa da tante altre presenti sulla rete. Innanzi tutto e' stata una sfida alle mie modeste risorse informatiche dato che consiste in 287 scatti. Voglio anche premettere che non partecipo ad alcuna gara per generare la piu' grande immagine digitale su Internet. L'ultima volta che ho controllato, nel maggio 2007, la primatista aveva 13 miliardi di pixel, e da allora sara' stata ampiamente superata da qualcosa di ancora piu' grande.

Il motivo per cui presento questa immagine, che raggiunge a malapena un modestissimo miliardo di pixel, e' solo per dimostrare cosa si puo' fare con un semplice PC del 2003 con 2GB di memoria e 90GB di spazio su disco rigido usato dal sotware come buffer temporaneo. Piu' interessante di questo pero' e' il fatto che questi grandissimi panorami presentano una serie di problemi quando si compongono con lo stitching che raramente sono discussi. Per ultimo, l'immagine e' stata presa in un ambiente sicuramente sfidante dal punto di vista fisico, a riprova che lo stitching e' un utilissimo strumento per il fotografo di paesaggi che ... si arrampica.

Innanzi tutto una breve descrizione dell'equipaggiamento. La macchina e' una Canon Rebel XT modificata permanentemente per fotografare all'infrarosso. La lente e' il tele che uso sempre per i miei grandi panorami, un piccolo e trasportabilissimo Nikon 105mm AIS che si comporta in modo esemplare nella fotografia all'infrarosso. Il cavalletto e' un Gitzo al carbonio con una testa panoramica Really Right Stuff. La testa ha marcati angoli (il passo e' di 5 gradi) sia in senso verticale che orizzontale. Conoscendo l'angolo di copertura della lente sia verticale che orizzontale si puo' calcolare ogni quanti gradi scattare, tenendo conto della necessaria sovrapposizione tra i fotogrammi. In questo modo si puo' scattare senza guardare dentro la macchina ma facendo riferimento ai gradi marcati sulla testa. Usando un flessibile con la mano destra e spostando la testa con la sinistra riesco a scattare una volta al secondo in senso orizzontale. Ruotare la camera lungo l'asse verticale mi richiede circa 15 secondi. Dopo di che posso ricominciare la sequenza orizzontale a uno scatto al secondo. Il motivo per cui sono andato in questi dettagli operativi sara' chiaro fra poco.

L'immagine e' stata presa sopra ai 3000 mila metri nel gruppo dell'Ortles. Sul lato sinistro c'e' l'Ortles che sfiora i 4000 metri, il passo dello Stelvio muovendosi verso destra, una catena di montagne in territorio italiano ed un piccolo lago sulla estrema destra che ho evidenziato con una cornicetta rossa.

L'immagine e' uno stitch di 287 scatti e consiste in 60.000 per 17.600 pixel. Lascio al lettore il compito di misurare le dimensioni di un muro di casa sua su cui si possa appendere la fotografia. Diciamo che e' meglio che sia grandicello. Volendo sperimentare con la tecnica dei falsi colori ho lasciato il file in RGB, quindi le sua dimensioni sono di circa 3GB (mi sono accontentato di 8bit per pixel). L'immagine qui e' ovviamente una versione molto ridotta, alla quale ho applicato solo un po' di maschera di contrasto e sistemato i livelli. L'immagine nelle sue dimensioni originali e' stata sottoposta a maschere di contrasto selettive, curve, un po' di riduzione del rumore, e manipolazioni per sbloccare alcune ombre che erano troppo profonde e anche alcune piccole bruciature.

Per dimostrare la risoluzione dell'immagine ho anche incluso un crop del 100% del piccolo lago sul lato destro della panoramica.

Guardando il crop e' evidente la presenza di rumore sulla superficie del lago. Qui non e' stata usato alcun software di riduzione del rumore, ma io tipicamente uso NeatImage, che si comporta discretamente anche in presenza di rumore generato da un sensore di DSLR.


Sofferenze nello Stitching

La sfida piu' seria nel generare questo panorama e' stata il combinare insieme le immagini senza trovarsi con strani artefatti (vedi sotto). Detto questo, sicuramente per me l'essere stato in grado di portare tutto l'equipaggiamento su a 3000 metri e' stata una sfida ancora maggiore! Certo, non e' una 8x10, quello sarebbe stato un risultato ancora piu' esaltante. Ma mi accontento...

Torniamo al problema dello stitching di questi grandi panorami. Il grattacapo piu' grosso e' dato da tutto quello che si muove tra uno scatto e l'altro. Esempi classici sono le nuvole o l'acqua del mare o del lago. Le nuvole hanno questo fastidioso vezzo di cambiare forma in continuazione e in alta montagna le cose peggiorano parecchio. Per migliorare la situazione accelerare la sequenza degli scatti aiuta molto. Come dicevo sopra, riesco a scattare una volta al secondo. L'immagine in questione e' composta da sette strisce di quarantuno fotogrammi per striscia. Anche scattando una volta al secondo il tempo necessario per ritornare sotto ad un fotogramma precedentemente preso e' attorno al minuto. Infatti ci vogliono quaranta secondi per i quarantuno scatti, piu' almeno 10-15 secondi per ruotare la testa lungo l'asse verticale e ritornare al punto di partenza della sequenza. E qui sta il problema: in un minuto le nuvole hanno cambiato decisamente forma, il fotogramma in alto e quello immediatamente in basso non combaciano piu'. Quando il software cerca di farli combaciare crea orribili sbuffi bianchi che non esistono nella foto originale (e questo e' brutto) e che assomigliano piu' a macchie bianche di nebbia appesa in cielo che a vere nuvole (e questo e' un vero disastro). Se andate a guardare nei dettagli alcune delle reginette della gara a chi fa la panoramica piu' grande vedrete schifezze terribili di questo genere. Immagini assolutamente impossibili da stampare, perche' chiunque le guardi dal vivo con un minimo di attenzione vedrebbe questi cieli pieni di sbuffi bianchi da tutte le parti. In tutta onesta' devo dire che a nessuno di queste persone interessa piu' di tanto stampare l'immagine, dato che lo scopo e' piu' di competizione informatica che fotografica. Ma non e' finita, c'e di peggio: dato che il software viene forzato a far combaciare parti in movimento perde per cosi' dire la bussola e comincia a creare strane deformazioni in tutta l'immagine, con il risultato che l'immagine risultante (da rettangolare come dovrebbe essere) si presenta come un rettangolo con un lato pesantemente curvato su se stesso. Oppure che si apre a ventaglio vero l'alto. In altre parole, al di la' di questi artefatti di cielo che renderebbero l'immagine comunque non stampabile, la foto stessa e' irrimediabilmente deformata.

Il piano originale era di generare l'immagine con i 287 fotogrammi con PTGui, ben noto a tutti i frequentatori di questo forum. Questo richiedeva 14 ore di calcolo sul mio vecchio PC e quindi non mi ha dato molte opportunita' per provare esperimenti diversi sul come risolvere il problema dello nuvole e delle deformazioni nella parte alta della panoramica. Ne ho fatti alcuni, ma purtroppo senza grande successo. Alla fine ho deciso che l'unico approccio era di mettere insieme prima tutto quello che era assolutamente immobile per poi prendermi cura del cielo separatemente.

Ho quindi usato PTGui per mettere insieme tutta la parte della panoramica che consisteva solamente in fotogrammi che avevano delle porzioni (anche piccole) di forme immobili in modo che il software potesse ancorarsi su dei punti fissi e non in movimento. L'immagine che ne e' risultata era assolutamente senza problemi: tutta la catena montuosa piu' la porzione di cielo vicina alle vette. Mi rimanevano tre strisce di solo cielo, quindi senza punti a cui fare riferimento, da mettere insieme. Nonostante tutti i miei sforzi non sono riuscito con PTGui ad ottenere nulla di usabile da queste strisce (a causa delle nuvole che cambiavano forma) e sono tornato ad usare un software di stitching che usavo prima di passare a PTGui, Panavue. Questo software e' molto meno performante di PTGui ma offre un controllo totalmente manuale con una interfaccia piu' rigida ma anche piu' semplice. Con questo ho generato tre strisce separate di cielo, ciascuna di quarantuno fotogrammi. Con le tre strisce di fotogrammi del cielo a disposizione ho aperto Photoshop e stratificato le quattro immagini insieme (le tre strisce di cielo e l'immagine generata da PTGui con tutte le montagne) e ho fatto un blending rimuovendo (manualmente ...) tutti gli artefatti creati dai software di stitching (sempre per il movimento delle nuvole). Non essendo un esperto di PTGui non mi sento di affermare che PTGui non sarebbe stato in grado di risolvere il problema del cielo e delle deformazioni: semplicemente, dopo alcuni tentativi ciascuno dei quali richiedeva ore ed ore di calcolo, ho trovato un diverso workflow che funzionava per me e a quel punto mi sono concentrato sul migliorare la foto.

Dopo circa 60 ore di intenso lavoro di post produzione e circa due mesi dall'inizio del progetto ho ottenuto la mia immmagine.. Il passo successivo sara' di decidere come stamparla senza distruggere il mio salvadanaio. Fortunatamente ci sono gli splendidi grandi dipinti giapponesi che possono essere una ottima fonte di idee su come risolvere il problema di una foto che, anche a voler essere generosi sul numero di punti per pollice in stampa, andra' comunque ad occupare un'area di circa 4.2m x 1.2m.

Prima di concludere, se il tema vi ha divertito, in un mio piccolo sito dedicato alla fotografia all'infrarosso includo una serie di immagini di vari soggetti con una sezione dedicata ad immagini di grandissime dimensioni generate tramite stitching. Quella oggetto di questo articolo e' inclusa e presentata con la tecnica dei falsi colori. Qui ho usato Zoomify, un tool molto flessibile e divertente da usare per mostrare su Web grandissime immagini. Dovete solo avere un po' di pazienza se la vostra connessione non e' velocissima.

Kanpai!


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