Imágenes panorámicas con Hugin

Hugin es un programa de código libre que facilita un entorno gráfico para la creación de mosaicos a partir de varias imágenes. Para la creación de fotografías panorámicas, este programa dispone de las siguientes herramientas:

-   La identificación de puntos de control se puede hacer de modo manual, localizando los puntos de manera individual sobre las imágenes, ó mediante localización automática a través de los algoritmos autopano-sift, autopano-sift-C, panomatic o autopano.

-   Utiliza un  algoritmo para tratar las distorsiones geométricas y radiométricas de las imágenes de entrada.

-   Puede generar mosaicos finales mezclando las imágenes originales.

-   Corrige la exposición, el viñeteado y el balance de blancos entre fotos.

Veamos como funciona Hugin a través de un ejemplo. Tratamos de resolver un mosaico, el “panorama kiosco plaza mayor” es un mosaico de 14 imágenes tomadas con una cámara Nikon D50 montada sobre trípode de la Plaza Mayor de Segovia:

A priori los problemas con los que nos podemos encontrar son:

-   Texturas muy similares: en algunas escenas hay pocas diferencias radiométricas, lo que puede complicar la búsqueda de puntos homólogos.

-   Patrones repetitivos: varias tomas pueden cubrir el mismo edificio tomando imágenes de los mismos elementos dos veces.

-   Variaciones de escala: debidas a la diferencia de distancia que separa la cámara de los distintos planos de la escena

-   Rotaciones: aunque la imagen se realizó con trípode, al no utilizar rótula se pueden producir rotaciones que influyan sobre la búsqueda de puntos homólogos.

Las fotografías que forman el mosaico fueron tomadas seleccionando el modo de enfoque y exposición manual de la cámara, para mantener invariantes estos dos parámetros y facilitar el post-proceso de las imágenes.

Carga de imágenes

Las imágenes se cargan a través de la pestaña principal de Hugin, a continuación se comprueba que los datos sobre la cámara y el objetivo son los esperados.

A continuación utilizamos la opción “Alinear” de Hugin para que el programa busque de manera automática puntos homólogos.

Correspondencia automática de imágenes

Para comenzar a trabajar con las imágenes, solicitamos a Hugin que busque correspondencia de imágenes de manera automática a través de la función “Alinear”. Esta función extrae los puntos de interés de cada fotografía para después unirlos.

Tras el proceso de alineación observamos a través de la ventana de previsualización de Hugin que el resultado inicial dista mucho del mosaico buscado. Encontramos errores radiométricos y geométricos sobre la imagen de partida:

A continuación procedemos a realizar el “Ajuste geométrico”, a través de la opción “Optimizar Todo” procedemos al alineamiento de las tomas teniendo en cuenta la distorsión de las lentes.

A priori se puede observar que los resultados de la optimización no son buenos, debemos estudiar  los puntos de control entre fotogramas y eliminamos los de mayor error iterando hasta quedarnos con puntos homólogos de suficiente calidad para obtener un mosaico que represente la escena con fidelidad.

Tras varias iteraciones en las que se elimina los puntos de control que arrojan un residuo mayor, llegamos a obtener buenos resultados del tipo:

Mejorando considerablemente el resultado con respecto de la imagen de la que partíamos.

Ajustes radiométricos

La naturaleza de la escena nos exige realizar ajustes radiométricos, que en Hugin se realizan a través de la pestaña “Exposición” que permite ajustar la radiometría de la imagen:

En el caso que nos ocupa, debemos utilizar la opción “Parámetro de usuario más abajo” ya que la exposición de la primera imagen es muy distinta a la del resto de las tomas que forman el panorama. Aunque las fotografías se tomaron en un día nublado, para la primera foto la iluminación cambió y se produce una diferencia grande entre esta y el resto de las imágenes.

Tomamos como referencia la imagen Kiosco-II-6.jpg y realizamos la optimización fotométrica eligiendo que Hugin utilice 500 puntos por imagen.

Obtención del panorama

A través de la pestaña “Empalmador” podemos configurar la exportación del mosaico. Se pueden configurar las siguientes opciones:

-   Tipo de proyección

-   Campo de visión

-   Tamaño del lienzo

-   Salida

-   Formatos de archivo

A continuación, el botón “Empalmar ya” genera el panorama:

Este es el resultado final:

Hugin se puede descargar desde la dirección: hugin.sourceforge.net