Как я могу сделать неискаженные изображения сверху стационарного газового компрессора?

Question

Мне нужно сделать вид сверху стационарного газового компрессора. Как я могу получить изображение, чтобы выглядеть плоским, регулируя фокусное расстояние? Пример: мне нужно знать, какой тип объектива или фотоаппарата купить, чтобы сфотографировать с высоты птичьего полета машину, не находясь над машиной. Я хочу иметь возможность масштабировать изображение без эффектов перспективы или линз, которые происходят с более длинным фокусным расстоянием.

Есть предложения?

Answer 1

Перспектива определяется положением камеры, а не фокусным расстоянием. Причина, по которой многие люди думают, что фокусное расстояние является определяющим фактором, заключается в том, что нужно приблизиться к объекту с объективом с коротким фокусным расстоянием, чем к объективу с длинным фокусным расстоянием, если нужно заполнить кадр объектом. Но именно расстояние до объекта на самом деле является определяющим фактором в перспективе.

Если ваш компрессор имеет высоту 10 метров, а ваша камера находится на 10 метров выше верхней части компрессора, нижняя часть компрессора будет вдвое дальше от камеры, чем верхняя часть компрессора. Элементы в нижней части компрессора будут выглядеть в два раза меньше, чем элементы такого же размера в верхней части компрессора.

Чтобы получить то, что мы считаем «нормальной» перспективой объекта, мы склонны использовать фокусное расстояние, которое либо совпадает, либо немного больше диагонали датчика. То есть, если мы используем полнокадровую камеру 36x24 мм с диагональю 43,3 мм, то мы используем объектив примерно 45-50 мм. Это дает нам угол зрения, который требует, чтобы мы были чуть более чем вдвое дальше от объекта, который мы изображаем, чем максимальная ширина / высота объекта. Если мы снимаем объект шириной четыре фута и высотой четыре фута, нам нужно сделать резервную копию чуть больше восьми футов, чтобы сделать его с помощью объектива normal .

Тип проекции , используемый объективом для представления трехмерного мира на плоскости двухмерного изображения, также может привести к тому, что мы называем геометрическим искажением . Но это отличается от искажения перспективы , которое возникает в результате очень близкого или очень дальнего положения камеры.

Чтобы получить представление о том, что объекты на дальнем конце трехмерного объекта имеют тот же размер, что и объекты на ближней стороне объекта, мы должны использовать телецентрический объектив типа , который даст нам Орфографический вид нашего предмета. Одно из основных требований телецентрической линзы состоит в том, что линза должна быть по меньшей мере такого же диаметра, что и объект. Это делает их очень дорогими. Если у вас нет бюджета, который соответствует или даже превышает военный бюджет небольшой страны, или если ваш газовый компрессор очень мал, сомнительно, что вы могли бы рассмотреть возможность применения телецентрической линзы для вашего проекта.

Другое решение для получения приблизительного орфографического изображения - использование камеры с линейным сканированием движения (a / k / камера с параллельным сканированием движения) или использование более типичной камеры для создания панорамы , где каждый снимок сделан с другое положение напротив ширины объекта .

_{¹ Как правило, фотографируемый объект перемещается мимо шлифовальной камеры с постоянной скоростью, но может иметь место и аверс, например, на платформах аэрофотосъемки или спутниковой камеры, которые отображают поверхность Земли, когда они пройти над ним.}

Answer 2

Единственный возможный ответ об объективе заключается в том, что если стоять дальше и использовать более длинный объектив, он будет более «плоским», чем противоположный. Стоять рядом с короткой линзой - худший из возможных ответов. Чем дальше расстояние (и, следовательно, чем длиннее объектив для его увеличения), тем более плоской выглядит перспектива.

Однако, как и портрет человеческого лица, расстояние от 6 до 10 футов (пара метров) считается очень приемлемым для правильного и приемлемого вида в перспективе (просто тогда выглядит как то, что мы знакомы с наблюдением). Но размер по-прежнему меняется в зависимости от расстояния, поэтому для ваших требований к компрессору (стремящихся к очень плоскому) требуется гораздо большее расстояние.

Предположим, ваш компрессор имеет высоту 3 фута, то есть если вы стоите на расстоянии 5 футов, некоторые части находятся на 5, а некоторые на 8 футах. Объекты на 8 футах всегда будут видны меньше, чем объекты на 5 футах. Но если вы стоите на расстоянии 100 футов, теперь некоторые части находятся на расстоянии 100 футов, а некоторые - на расстоянии 103 футов. Это будет очень небольшая разница в размере, которую можно назвать незначительной и плоской. Это эффект более длинного объектива (делает вещи более плоскими), но это различие полностью связано с расстоянием, а не объективом. Но независимо от того, на каком расстоянии вы стоите, всегда есть разница в 3 фута.

Правило таково: Перспективные эффекты зависят только от расстояния, а НЕ от используемого объектива. То есть перспектива зависит только от того, где вы стоите, чтобы увидеть его (т.е. расстояние до него). Где бы вы ни стояли, все, что видит ваш объектив, - это вид, видимый с этого места. Объекты, более удаленные, будут выглядеть меньше, чем объекты, расположенные ближе. Это просто, как работает расстояние, и мы называем это перспективой.

Кажущийся размер не является линейным с расстоянием, он зависит от тангенса видимого угла, который может быть далеко от линейного. При близком рассмотрении угол велик, что вызывает большой эффект. Но когда угол становится небольшим (скажем, менее 10 градусов, разница приближается к тому, чтобы стать линейной (однако, дальше все равно всегда меньше, чем ближе).
Для того, чтобы угол размера стал маленьким, требуется просмотр с большего расстояния ... что также делает размер небольшим ... таким образом, чтобы рассмотреть это больше, тогда требуется увеличение более длинной линзы. Но размер, угол и перспектива зависят от расстояния, а НЕ от объектива, стоящего на этом расстоянии.

Любой объектив просто показывает, что он видит из этого места. Линза не может ничего сделать, кроме как показать то, что видит. То, что он видит (перспектива), зависит от того, где вы стоите, чтобы увидеть сцену (т.е. зависит только от расстояния до различных объектов в сцене).

Так что, если вам нужно показать правильные пропорциональные виды, звучит так, как будто вам нужно показывать дополнительные виды под большим углом (объекты-объекты находятся на большем расстоянии), чтобы правильно показать все аспекты размера. Может также включать в себя таблицу характеристик размеров различных его частей.

Answer 3

Не существует расстояния, которое дало бы вам "вид в плане" трехмерного объекта с использованием практически объективной визуализации.

Чем дальше вы находитесь от объекта, тем больше стремитесь к минимизации визуального эффекта перспективы.

Его нельзя устранить с помощью «обычного» фотографического оборудования (несмотря на f-тета-линзы) в «студийной» обстановке.

Обходной путь:
Если нецелесообразно использовать вертикальное расстояние для достижения намеченного визуального эффекта, измените положение объекта , чтобы обеспечить достаточное горизонтальное расстояние до приблизительно 1015 * желаемое выравнивание расстояния. Другими словами, наклоните объект на 90 ° и используйте достаточное горизонтальное расстояние для достижения желаемого эффекта. У вас будет больше возможностей для точной настройки положения камеры и освещения.

Answer 4

Программный инструмент, такой как Hugin (бесплатный инструмент с открытым исходным кодом), должен позволять вам делать несколько фотографий компрессоров с относительно близкого расстояния (т. Е. На высоте головы над левой стороной, серединой, а затем с правой стороны компрессора, как видно сверху), а затем плавно объединить их в одну «панораму». До тех пор, пока вы перекрываете каждое исходное изображение примерно на 30%, Хугин довольно хорошо умеет объединяться.

Затем выберите что-то вроде «Прямолинейной проекции» для выходного изображения, и вы получите именно то, что вам нужно:

Прямолинейная проекция также обладает фундаментальным свойством, заключающимся в том, что прямые линии в реальном трехмерном пространстве отображаются на прямые линии на проецируемом изображении. *