Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg

Softwarepraktikum für Fortgeschrittene

Eric Müller ; Florian Beutler: Software-Praktikum: Entzerrung von Bildern, ein Panorama für das Innere des Gottorf Globus

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Einleitung: Beschreibung des Gottorfer Globus und dessen Bedeutung
Aufgabe: Beschreibung der Aufgabenstellung des Praktikums
verwendete Software: Beschreibung der verwendeten Software
Ergebnisse: Vorstellung der Ergebnisse

Mathmap
Mathmap ist ein Plugin für GIMP mit der man Funktionen auf ein Bild anwenden kann.


Abbildung: Screenshot von Mathmap

Leider hat sich herausgestellt, dass die Parameter der Bildaufnahme zu schlecht bekannt sind und die Theorie einer einfachen Umkehrfunktion für die shärische Verzerrung war deshalb nicht möglich.
Unbekannte Parameter:
1. Öffnungswinkel (Blendeneinstellungen unterschiedlich).
2. Projektionsebene nicht normal zur Kugeloberfläche.
3. Radius variiert (Gegenstandsweite ca. 1.5m).

Global Mapper
Global Mapper ist in der Lage, Daten zu konvertieren, zu editieren und ermöglicht, GIS-Funktionalitäten in einer einfach zu bedienenden Software einzusetzen. In Global Mapper kann man seine Dateien als Ebenen laden, z.B. ein Digitales Höhenmodell (DEM) zusammen mit einer gescannten topographischen Karte, um eine 3D-Ansicht der Karte zu erzeugen.
Wir haben Global Mapper dafür verwendet unsere Bilder zu entzerren. Die Bilder sind shärisch verzerrt. In Global Mapper können wir diese Bilder zusammen mit Sternbildern laden. Auf unseren Bildern sind Sterne zu sehen, die wohl auch fachgerecht im Globus angebracht wurden. Jedem Stern auf unserem Bild ordnen wir den selben Stern im Sternbild als Referenzpunkt zu.


Abbildung: Screenshot Global Mapper



Probleme: Global Mapper kann nicht wirklich shärisch entzerren. Die Bilder werden ledigleich gestreckt und gestaucht, so dass die Referenzpunkte übereinander liegen. Die als Referenzpunkte zur Verfügung stehenden Sterne reichen meisst nicht aus um das Bild vernünftig zu entzerren. Mit den daraus gewonnen Bildern konnte kein brauchbaren Panoramabilder erstellt werden.
Unten sieht man das Ergebnis zweier mit Hugin zusammengefügten Bilder, die mit Global Mapper bearbeitet wurden. Man sieht am verknickten Äquator das Problem, das bei der Verwendung von Global Mapper immer wieder auftritt. Um dieses Problem zu vermindern muss man mehr Referenzpunkte setzen, allerdings ist bei uns die Anzahl der Sterne auf 10-15 limitiert (Empfehlung 100 Referenzpunkte). Ausserdem wurde bei einigen Sternen eine Diskrepanz zwischen Refernzbild und Globus festgestellt, der entweder an einer ungenauen Sternbestimmung zur damaligen Zeit (Der neue Globus wurde nach damaligen Werten rekonstruiert) oder leichten Veränderungen der Sternstellung in den letzten 450 Jahren (Wir haben keine Sternkarte von 1650 gefunden, die wir hierfür als Referenz verwenden könnten) liegt.


Abbildung: Zwei mit Global Mapper bearbeitete Bilder zusammengefügt mit Hugin

Sonstige Software
Panorama Maker
Panorama Maker ist eine komerzielle Software, die für normale Panoramen sehr gut geeignet ist. Die Software stösst allerdings schon bei gegeneinander vertreten Bildern an seine Grenzen und kommt mit der sphärischen Verzerrung überhaupt nicht zurecht.

Photostudio Pro
Photoshop Pro ist eine kommerzielle Software zum Bearbeiten von Bildern. Der Entwickler meinte nach Ansicht eines unserer Bilder, dass die Software uns wohl nicht helfen könne.

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