Как снимать витражи, расположенные в труднодоступных местах?


Как снимать витражи, расположенные в труднодоступных местах?

Витраж.

В этой статье я попытался ответить на ряд вопросов начинающего фотографа, заданных в форуме и письме. Речь пойдёт о детальной технической съёмке витражей, расположенных в труднодоступных местах.

Ссылка на связанный топик в форуме, где тоже есть ответы на вопросы по данной теме>>>


Подобные съёмки ведутся для сохранения всеобъемлющей информации о витражах на случай их реставрации, а также утраты при стихийном бедствии или вандализме. Рассматриваемые технологии можно применить и для съёмки других элементов декора памятников архитектуры.


Технология получения изображений высокого разрешения с помощью фотокамеры

Прежде чем выбирать оборудование и метод съёмки, нужно ознакомиться с техническим заданием, где могут быть прописаны следующие данные: разрешение снимков, глубина цвета (битность) и цветовой охват конечных изображений.

Например, получение 32-битных изображений может потребовать двух экспонирований или получения эрзац HDR из RAW. Ну и думаю, не стоит говорить о том, что съёмку нужно вести в формате RAW (Nikon – NEF, Canon – CR2, CRW и т.д.)

Меня не ознакомили с подробностями проекта, поэтому я буду рассматривать два способа съёмки – обычный, когда весь объект попадает в объектив камеры, и многокадровый, когда приходится снимать объект за несколько кадров с изменением положения камеры.

Подробнее о многокадровой съёмке можно почитать здесь>>>


Витраж под потолком здания и ось съёмки.

Для детальной съёмки витража, желательно размещать камеру в приемлемой точке съёмки, а именно, поближе к перпендикуляру, восстановленному из центра снимаемого объекта. Однако, с учётом того, что высота объёмных деталей витражей, а именно оплётки, невелика, в сложных случаях можно допустить значительное отклонение положения камеры от рекомендуемой прямой.

При многокадровой съёмке с повышенным разрешением, придётся ещё и позиционировать камеру с привязкой к нодальной точке. Проще говоря, потребуется снимать панорамы.

О том, как определить положение нодальной точки объектива без панорамной головки>>>


Даже не пытайтесь двигать камеру вдоль витража, если вам требуется получить одно результирующее изображение. Без кропотливой ручной работы, читай, дорисовки деталей, нельзя корректно сшить изображения объёмных предметов, полученные из разных точек съёмки.

А вот изображения, снятые из одной (нодальной) точки, можно сшить в полностью автоматическом режиме или в пакетном режиме, если требуется сшивка большого количества панорам. Причём, чем больше фокусное расстояние объектива, а значит и дистанция съёмки, тем лучше будут результаты.


Съёмка витражей, расположенных в неудобных для съёмки местах.

Ниже я попытался проанализировать разные способы получения многокадровых и однокадровых изображений в малодоступных местах, с использованием специального оборудования. То есть, речь пойдёт о случаях, когда телеобъектив и панорамная головка (если речь идёт о панорамах), не могут решить задачу. Например, если рядом с целевым объектом, расположенным на большой высоте, нет высоких здании, откуда можно было бы вести съёмку, или наоборот – на расстоянии нескольких метров имеется глухая стена, не позволяющая снимать с большого расстояния.


Съёмка с помощью октокоптера

Октокоптер для профессиональной съёмки.

После осмотра разных исторических памятников с витражами, использование для съёмки октокоптера мне кажется весьма перспективным решением. Боюсь, что некоторые витражи снять другим способом будет крайне сложно или неоправданно дорого.

Речь идёт о октокоптерах (Octocopter), снабжённых лидарами (Lidar) с лазерной системой ориентации и платформой для установки дополнительного оборудования. Такие дроны могут нести на себе до 5-6 килограмм полезной нагрузки, что позволяет установить на них профессиональную DSLR камеру с электронным трёхосевым стабилизатором-стедикамом. Точность позиционирования лучших образцов внутри помещения может достигать 5 миллиметров, чего уже достаточно для съёмки витражей с расстояния в несколько метров. При съёмке снаружи здания, особенно на большой высоте, получить такую точность позиционирования будет сложно из-за порывов ветра или удалённости стационарных объектов. Решение: либо снимать панораму с большего расстояния, либо ждать безветренной погоды, либо отказаться от съёмки панорам.

Если размеры витража и требования к разрешению снимков позволяют, то можно снимать в один кадр. При наличии хорошей профессиональной оптики с оптической стабилизацией изображения и полнокадровой (Full Frame) камеры с разрешением матрицы 20 и более мегапикселей, можно получить весьма приличные изображения.

Вытянутый по вертикали витраж.

Но, если высота витража, скажем, 3 метра, а разрешение камеры 21МП, то при портретной ориентации камеры, можно получить разрешение 43dpi:


5588 / (300 / 2,54) ≈ 43(dpi)


А при пейзажной – только 31dpi:


3712 / (300 / 2,54) ≈ 31(dpi)


Понятно, что в первом случае разрешение в полтора раза выше. Я пока не видел фабричных трёхосевых стабилизаторов для октокоптеров с изменяющейся ориентацией камеры. Но, если они существуют, то стоит отдать им предпочтение или, на худой конец, модернизировать один из имеющийся.

Стоит так же упомянуть о том, что каждый объектив имеет наивысшее разрешение при определённом значении апертуры. Это значение и нужно использовать, если не требуется увеличивать ГРИП, например, при многокадровой съёмке или отклонении камеры от вышеуказанного перпендикуляра.

Недостаток предложенного метода съёмки в очень высокой цене оборудования. Стоимость октокоптера, способного поднимать несколько килограмм полезного веса (на момент написания статьи), составляла около 5К$, не считая, конечно, самой камеры с оптикой, трёхосевого стабилизатора и лазерного лидара, повышающего точность ориентации в пространстве.

Оператор квадрокоптера.


Хорошо бы, конечно, арендовать октокоптер вместе с оператором, но тогда можно стать ненужным промежуточным звеном проекта. :)



Съёмка с помощью операторского крана

Средний операторский кран.

Другой менее универсальный инструмент для съёмки в труднодоступных местах, использование которого мне кажется тоже оправданным, ¬– операторский кран (Camera Crane). Существуют сравнительно недорогие компактные краны вроде этого, стоимостью порядка 4К$. Но, длина стрелы компактных кранов редко превышает десять метров, чего может не хватить для высоко расположенных объектов.


Большой операторский кран.


Более крупный операторский кран с вылетом стрелы 15-25 метров уже сможет обеспечить съёмку внутри почти любого крупного помещения, а тем более за его пределами. Но боюсь, что аренда такого крана с обслуживающим персоналом обойдётся ненамного дешевле покупки октокоптера.


Вышка с люлькой внутри храма.


Даже удалось найти в сети подтверждение того, что с подобной техникой могут пустить в храм.



Съёмка со строительных лесов

Строительные леса в храме.

Не уверен, что рационально поднимать леса для съёмки одного-двух витражей, но если сборку-разборку этих грандиозных сооружений совместить с реставрационными работами, то почему бы и нет.

Недостаток строительных лесов в том, что их обычно располагают радом со стенами. То есть, снимать придётся с близкого расстояния – метр-полтора. Этого расстояния недостаточно для съёмки витража, шириной или высотой 3 метра. При многокадровой съёмке, мы получим перспективные искажения. А при однокадровой, кроме перспективных искажений, ещё и снижение разрешения по краям кадра, обусловленное спецификой широкоугольных объективов.

Однако, если сшивка отдельных частей панорамы не планируется, то получить хорошие детализированные изображения с близкого расстояния конечно возможно.

Использование на лесах мини крана с вылетом стрелы 2-3 метра вряд ли обеспечит достаточную точность позиционирования камеры для панорамной съёмки из-за нестабильности всей системы, например, из-за прогиба настила под весом оператора. А вот для съёмки в один кадр – препятствий не наблюдается.


Камера на тросах и поиск бюджетного решения

Что касается идеи, которую активно продвигает автор вопросов, то она мне кажется трудноосуществимой, особенно, если речь идёт о панорамной съёмке.

Стальной трос.


Суть идеи в подвешивании камеры на горизонтальном стальном тросе, проходящем через отверстия в двух, расположенных визави, рамах витражей.


Медные трубки.


Предполагается так же усилить отверстия в рамах медными трубками.


Раз есть запрос, попробую добавить своё умозрительное заключение.


Недостатки конструкции, видимые моим невооружённым глазом.

  1. Опасность разрушения рам витражей.
  2. Высокое трение во фрикционной паре (стальной канат и медная трубка).
  3. Склонность системы к колебаниям (качели).
Spider Camera

Тут было бы уместно напомнить, о существовании фабричных решений для позиционирования камеры с помощью тросов. Называются эти системы по-разному: Spidercam, Cablecam, Wirecam, Skycam и т.д., но суть у них одна. Камера перемещается по помещению с помощью тросов. В сети можно найти много любительских решений с вариациями на эту тему, но все они требуют, как минимум, много времени на проектирование и постройку системы. Фабричные же девайсы стоят кучу денег, имеют немалый вес и для их монтажа требуются надёжные опоры. Чем меньше провисание троса, тем выше нагрузка на трос.

Вот онлайн калькулятор для расчёта, натяжения троса, который позволит оценить нагрузку на элементы крепления и сам трос: photoshipone.com/calculating-cable-tension-for-cable-cam-rigging/

Калькулятор не учитывает вес троса, но даже без этого становится ясно, что нужно всё тщательно просчитать, прежде чем крепить трос к раме витража.

Растяжка тросов для системы SpiderCamera.

Если трос длинный, а опоры ненадёжные, коими часто являются стены и другие элементы памятников архитектуры, тросы растягивают на манер подвесных мостов, то есть стены используют только как опору, а нагрузку переносят на растяжки, вынесенные за пределы опоры. Таким образом, изменяют направление вектора силы, воздействующего на опору. Но способ, который хорош для каменной стены, может оказаться пагубным для деревянной рамы витража, в которую заключена стеклянная мозаика. Я бы вообще не решился что-либо крепить к витражной раме.

Стальная трубка, проходящая через стену.


А вот если просверлить три или четыре (зависит от конфигурации помещения) технологических отверстия в стенах каждого помещения и вставить в отверстия, нержавеющие трубки, отполированные внутри, то риск каких-либо серьёзных разрушений можно свести на нет.


Блок для Wirecam.


С таким же успехом можно установить блоки с помощью более толстого троса, что позволит демонтировать систему после съёмки, не поднимаясь наверх.


Кевларовый трос.

Для обеспечения низкого трения в узлах скольжения и снижения веса конструкции (что не менее важно), можно использовать лёгкий, но прочный кевларовый трос. При диаметре троса 2-3мм, диаметр отверстия под трубку может быть всего 6мм.

Трос должен иметь оплётку, охватывающую прямые волокна. Тросы другой конструкции не годятся!

Для задания положения камеры в пространстве, можно заранее нанести футовые метки на каждый несущий трос. Это позволит в последствие устанавливать камеру по заранее рассчитанным длинам каждого троса.


Чертёж подвеса камеры.


Это эскиз приспособления, нарисованного на скорую руку. Изготовление деталей из дюралюминия позволит снизить вес конструкции.


Описание к эскизу.

  1. Кольцо предназначено для крепления приспособления к тросам через любой узел, имеющий свободу в двух плоскостях. Например, можно использовать короткий отрезок того же кевларового троса диаметром 0,5-1мм.
  2. Винт 1/4” для крепления камеры.
  3. Элементы весовой балансировки.
  4. Отверстия для тросов управления положением камеры.
  5. Бобины для выборки излишков управляющих тросов.
  6. Фиксаторы управляющих тросов.

Направлять камеру на объект можно будет с помощью двух тонких кевларовых тросиков, закреплённых в отверстиях поз.4 с одной стороны и на бобинах поз.5 с другой стороны. Длину тросов можно отрегулировать, сматывая излишки на бобины и фиксируя фиксаторами поз.6. Подозреваю, что после установки камеры в требуемое положение, вал с бобинами нужно будет закрепить на полу до прекращения колебаний системы.

Для визирования и управления функциями DSLR камеры удобно использовать Wi-Fi интерфейс и планшет.


Пока я вижу несколько основных недостатка этого способа съёмки, которые скорее всего не позволят осуществить этот умозрительный проект.

  1. Удобство управления положением камеры в пространстве будет зависеть от высоты камеры над полом – чем выше, тем хуже.
  2. Фокусным расстоянием трансфокатора DSLR камеры нельзя управлять дистанционно, что потребует спуска камеры при каждом изменение фокусного расстояния.
  3. Затухающие колебания подвесной системы могут быть весьма продолжительными, а любое неосторожное действие будет их продлевать. Даже в профессиональных спайдер-камерах, снабжённых стабилизатором на основе гироскопа, не удаётся полностью избавиться от вертикальных колебаний.
  4. Большой дрейф нодальной точки, обусловленный примитивностью конструкции, не позволит снимать панорамы с близкого расстояния.
  5. Ограничение времени работы DSLR камеры в режиме Live View может не позволить вести комфортную съёмку, из-за возникновения затухающих колебаний в системе, необходимости спуска камеры для изменения фокусного расстояния и т.д. Дело в том, что при достижении некоторой температуры матрицы, специальный датчик отключает режим Live View.

По сути, попытка построить оригинальную подвесную систему сродни изобретению велосипеда. Лучше сразу проектировать Cabelcam на основе известных конструкций, с сервоприводом и микропроцессорным управлением.


Как объединить детальную информацию о местах паек оплётки и цвете стёкол?

Два совмещённых изображения витража.

Сложно получить корректную информацию о цвете стекла и конфигурации паек оплётки за одно экспонирование. Стёкла нужно снимать на просвет, а оплётку в отражённом свете. Если требуется, то оба этих изображения можно в последствие совместить. Например, при съёмке изнутри здания, можно произвести один кадр с использованием естественного освещения, а второй с импульсной подсветкой. Затем кадры можно будет объединить (возможно потребуется обтравка стёкол).

Но если изображения будут получены из разных, пусть даже очень близких точек съёмки, совмещение таких кадров превратиться в трудоёмкий процесс.


Калибровочная мишень.

Более сложная задача – сохранение точной информации о цвете стёкол мозаики.

Проще всего было бы это сделать в условиях студии. Сфотографировать сначала калибровочную мишень на просвет, а затем отснять все витражи.

При съёмке витражей, расположенных на большой высоте, можно поступить примерно также. Снять небо через мишень, а потом витраж. Освещение при этом должно быть рассеянным – никаких прямых солнечных лучей.

А вот в нижней части здания, на цвет стёкол будут влиять рефлексы, отброшенные окружающими постройками и прочими объектами. Кирпичная стена, листва дерева или любой другой крупный объект, находящийся рядом с витражом, может нарушить цветовой баланс. Так что по-хорошему, каждая фотография витража должна быть снабжена фотографией калибровочной мишени. При финальной обработке, эта информация поможет скорректировать конечные изображения по цифрам, сохранив с максимальной точностью информацию о цвете.

Обязательно помещайте в каждый кадр бирку, если у вас ещё нет сложившейся системы учёта, привязанной к нумерации кадров в камере! Любой сбой может привести к путанице, особенно, если речь идёт о панорамах. Для панорам можно, например, перед каждый очередной съёмкой серии, помещать бирку с инвентарным номером объекта в пустой кадр


Близкие темы

● Ссылка на связанный топик в форуме, где тоже есть ответы на вопросы по данной теме>>>


Как переснять любой документ при помощи ЦФК?


Как определить положение Нодальной точки?

Самодельная панорамная головка


Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (6)

ДмитрийИюль 13th, 2016 at 23:39

А итоговый результат этого действа?

adminИюль 14th, 2016 at 09:30

Дмитрий, результат на второй картинке снизу. Хотя, от меня только размышлизмы требовались.
Ссылка на топик в форуме>>>

Slava_kryИюль 18th, 2016 at 16:42

Приветствую!
Вот для чего вы спрашивали. :)
Тут стойка или кран самое лучшее.
Хорошая прочная стойка с движением вверх-вниз по столбу. Можно соединить и последовательные кадры, главное чтобы стойка не колебалась. :)
Коптер тут опасен и время съёмки достаточно большое. Момент инерции всей системы при стабилизации положения тоже важен. Мой коптер весит ~12 кг и ведёт себя как «корова» очень инерционный механизм.

Хорошая, прочно стоящая стойка с салазками ИМХО лучшее, что возможно для такой задачи. Вы имеете возможность подобрать фокусное расстояние, расстояние до объекта… и самое главное, возможность скомпенсировать расстояние, если стойку нельзя поставить рядом, с помощью хорошего телеобъектива. Возможность задиафрагмировать объектив ради исключения ошибок с помощью большого ГРИП.
Такое вот резюме. :)

Slava_kryИюль 18th, 2016 at 16:46

Я к тому что хороший телеобъектив имеет немалые размеры и ЦТ который достаточно случаен, а вместе это ооочень большие проблемы для стабилизации. Т.е. вам придётся ещё создавать стаб по новой с учётом объектива. А стойка может себе позволить телеобъектив.

Slava_kryИюль 21st, 2016 at 11:39

Вот товарищи с громадным опытом: prophotos.ru/lessons/18278-panoramnyy-konveyer-ot-organizatsii-do-postobrabotki
Можете у них поспрошать. :)

adminИюль 21st, 2016 at 13:09

Доброго здоровья Slava_kry!

Мой коптер весит ~12 кг и ведёт себя как «корова» очень инерционный механизм.

Если у вас лазерный лидар, сообщите, пожалуйста, модель лидара и величину дрейфа позиционирования на расстоянии 10-20 метров от объектов.

«Салазки» и панорамы несовместимы даже теоритически. Но, похоже, автор вопросов, на текущий момент, отказался от идеи с панорамами. Ищем компромисс.

Про стойку высотой 20-30 метров тоже непонятно. О какой именно стойке идёт речь (название модели)?

Если есть реальный опыт по сабжу и вы хотите помочь автору вопросов, то можете списаться с ним через форум. Ссылка на топик есть в «Близких темах» к статье.

Оставить комментарий

Загрузка...
Загрузка...