Projektionsarten

Alles eine Frage des Blickwinkels

Der Blickwinkel und der Charakter des fertigen Panoramas werden ganz maßgeblich davon beeinflusst, wie die Aufnahme projiziert, also in ein zweidimensionales Bild übertragen wird. Theoretisch ist ein Wechsel der Projektionsart mit professioneller Software jederzeit möglich, in der Praxis schränkt der Qualitätsverlust durch Pixel-Rasterung diese Flexibilität ein und macht eine frühzeitige Festlegung empfehlenswert.

Die entscheidende Größe zur Unterscheidung der verschiedenen Projektionsarten ist der Bildwinkel – auch FOV oder „field of view“ genannt. Er beschreibt den Ausschnitt des Raumes vor dem Objektiv, der auf den Bildaufnahmesensor projiziert wird und errechnet sich aus der Bilddiagonale (d) und der Brennweite (f):
Bildwinkel = 2 *(d/2f)

Einige beispielhafte Bildwinkel:

Flächenprojektion (rektilinear)

Diese Art der Projektion entspricht einer Aufnahme mit extremem Weitwinkel und ist entsprechend gut für Fotos und Drucke geeignet, die einen begrenzten Ausschnitt des Umfelds realistisch darstellen sollen. Denn alle Geraden werden im Bild gerade abgebildet und sich verhalten damit analog zu den normalen Sehgewohnheiten. Im Gegenzug ist allerdings der Bildwinkel auf etwa 120°x120° begrenzt, jenseits dieses Bereichs kommt es zu starken Verzerrungen im Randbereich. Optimal ist diese Methode für Motive bis zu 90°x90° geeignet.

Zylindrische Projektion

Wie der Name schon sagt eröffnet diese Art der Projektion einen Rundum-Blick wie auf der Innenseite eines Zylinders. Erkennungsmerkmal der zylindrischen Projektion ist die gerade Darstellung aller vertikalen Linien, während alle horizontalen Geraden mit Ausnahme der Horizontlinie kurvenförmig gekrümmt werden. Horizontal eröffnet sich ein Rundum-Bildwinkel von 360°, vertikal ist er auf ca. 120° beschränkt. Jenseits dieses Werts werden die Randbereiche genau wie bei der Flächenprojektion verzerrt. Abhilfe schafft hier die Mercator-Projektion, die im vertikalen Bildbereich jenseits von 90° zum Einsatz kommt. Ähnlich wie bei rechteckigen Weltkarten wird die Karte so in Nord-Süd-Richtung verzerrt, dass sie alle Winkel realistisch abbildet – nur die Flächengrößen entsprechen dann nicht mehr den Vorbildern. (evtl. Illustration durch Weltkarte nur Zylinder und Mercator)

Sphärische Projektion

Unter diesem Oberbegriff werden verschiedene Projektionsarten zusammengefasst, die den gesamten Raum mit allen Blickrichtungen kugelförmig abbilden und damit einen Bildwinkel von 360° horizontal und 180° vertikal schaffen. Am Besten sind diese Panoramen für die Bildschirm-Darstellung und die Integration in interaktive Umgebungen geeignet.

Kugel-Projektion

Die Funktionsweise dieser Projektionsart erklärt sich am Besten, wenn man sich das Bild wie die Schal einer Mandarine vorstellt, die man in einzelnen Segmenten abtrennt. Die so entstehenden spitz zulaufenden Elipsen werden nebeneinander gestellt. In der Mitte haben die Segmente Kontakt, zum Rand oben und unten hin bleiben Lücken, die in der Bearbeitung durch horizontales Ziehen verbunden werden. Entsprechend ist das Ergebnis, ein sogenanntes equirektangulares Panorama, bei zweidimensionaler Ausgabe an den beiden Polen verzerrt, es eignet sich aber hervorragend für interaktive Rundgänge und virtuelle Welten.

Kubus-Projektion

Diese würfelförnmige Projektion bedeutet, dass der Raum aus sechs einzeln aufgenommenen Bildern (links, rechts, vorne, hinten, oben und unten) zusammengesetzt ist, die sich mit entsprechender Software als virtueller Raum betrachten lässt.

Stereografische Projektion

Diese Projektion dient weniger der realistischen Darstellung als dem künstlerischen Ausdruck. Der untere Bereich des aufgenommenen Panoramas wird zum Mittelpunkt gemacht und die oberen Bereiche kreisförmig drumherum zu einer Kugel gezogen – darum wird diese Methode auch „Kleine Planeten“ genannt.