Warum haben Kameras keinen präzisen Orientierungssensor?


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Wenn ich Fotos mache, ist es immer die anstrengende Aufgabe, sie richtig auszurichten, damit der Horizont gerade aussieht. Moderne Kameras verfügen über einen Orientierungssensor, der anzeigt, ob es sich um eine Porträt- oder eine Landschaftsaufnahme handelt, jedoch nicht genauer. Warum nicht einen billigen Orientierungssensor einbauen (wie wir ihn in jedem Telefon haben), damit die Fotos später bei Bedarf automatisch ausgerichtet werden können? Oder gibt es solche Kameras vielleicht schon?


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Viele neuere Kameras enthalten Kreiselsensoren. Einige schreiben Roll- und Pitch-Informationen in den EXIF-Header. Exiftool zeigt wahrscheinlich an, ob dies für eine bestimmte Kamera der Fall ist. Es sollte möglich sein, ein Pixel-Pipeline-Exiftool -> Imagemagick zu erstellen, um Bilder in eine wünschenswertere Ausrichtung vorzuverarbeiten, wenn solche Daten geschrieben werden. Eine genaue und automatische Drehung entspricht der fotografischen Absicht.

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Als praktische Lösung habe ich eine Blitzschuh-Wasserwaage verwendet.

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"Moderne Kameras verfügen über einen Orientierungssensor, der anzeigt, ob es sich um eine Porträt- oder eine Landschaftsaufnahme handelt, aber nichts präziseres." Ihre Prämisse ist falsch - siehe diese Frage zum Beispiel von vor 3 Tagen: Nikon D7200, virtuellen Horizont im Sucher
einschalten

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Ist der Horizont immer perfekt senkrecht zum "up" -Vektor?
AC

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@AC: Wenn nicht, nennen wir das einen Hang oder einen Berghang.
Dotancohen

Antworten:


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Meine Pentax K5ii kann ihre Sensorverschiebungsfunktion verwenden, um den Sensor zu drehen, um den Horizont auszurichten. Außerdem wird im Sucher oder auf der Rückseite eine 2-Achsen-Pegelanzeige angezeigt. Einige Kameras verfügen über die von Ihnen beschriebenen Funktionen.


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Beim Betrachten der EXIF-Daten einer Pentax stellte ich fest, dass einige Kameras Pitch- und Roll-Daten in EXIF ​​schreiben. Andererseits finde ich die Wettersiegelung nützlicher.

Ich stimme zu, ich habe den automatischen Leveler eigentlich nie benutzt, obwohl ich ziemlich oft auf die Level-Anzeigen verweise. Die Versiegelung ist mir viel wichtiger.
Joseph Rogers

Ich habe gerade eine Pentax K5 und RTFM gekauft, um herauszufinden, dass dies tatsächlich möglich ist.
John U

@ JohnU Ich denke, der K5 war die erste Pentax mit dieser Fähigkeit. Ich glaube, es kann auch Astro-Tracer, wenn Sie das Hotshoe-GPS-Modul bekommen. Ich kann mich nicht erinnern, ob wir die Komposition auf dem K5 angepasst haben oder ob das eine K3-Sache war.
Joseph Rogers

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Sie können Ihrer Antwort ein bisschen mehr Informationen hinzufügen: Wenn Sie die Ausgabe in JPEG einstellen und die Option Auto Horizon Correction aktivieren, kann der alte Einstiegs-K50 seinen Horizont-Level-Sensor verwenden, um das Bild (natürlich nicht den Sensor) vorher zu drehen Speichern Sie es.
MotoDrizzt

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Meine Nikon D800 hatte einen digitalen künstlichen Horizont, also haben einige Kameras diesen.

Das Drehen von Bildern in Software ist jedoch absolut ein letzter Ausweg, da dies zu seltsamen Moire-Effekten führen kann und Sie einen Teil der Peripherie des Bildes verlieren.

Natürlich leiden rotierende Bilder bei der Verwendung der Filmfotografie im Druckstadium nicht unter optischen Problemen.

Wie es bei allen Fotografien die allgemeine Regel ist, sollten Sie es direkt in der Kamera machen und nur dann in der Post optimieren, wenn Sie müssen.


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Das Drehen eines digitalen Bildes führt zu Moiré und Zuschneiden?!
Osullic

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@osullic yes-- Der digitale Chip verfügt über Sensoren, die in einem quadratischen Raster angeordnet sind. Film ist eine mehr oder weniger gleichmäßig zufällige Verteilung lichtempfindlicher Moleküle - es gibt keine Periodizität. Schauen Sie sich diesen Abschnitt der Wikipedia-Seite über Moiré-Muster an, um zu sehen, was sich beim Drehen eines Gitters ergeben kann: en.wikipedia.org/wiki/Moir%C3%A9_pattern#Rotated_patterns
user151841

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@osullic, wie kann man zB 5 ° drehen, ohne danach die Kanten zu schneiden, dh zu beschneiden?
Gerhardh

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Das Richtige in der Kamera und nur als letztes Mittel in der Post zu optimieren, sollte in Stein gemeißelt werden ...
Jindra Lacko

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^^^ es sollte eine Meldung beim Start sein wie bei stat navs :-D
Digital Lightcraft

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Meine Canon DSLR verfügt über eine elektronische Richtmaschine, die ich beim Erstellen eines Bildes auf dem LCD-Bildschirm aktivieren kann. Ich bin nicht sicher, ob diese Daten in die Exif-Daten der Datei geschrieben werden oder nicht. Ich bin mir nicht sicher, ob dies eine Mid- / High-End-Funktion ist, aber es ist keine neue Funktion. Es ist in meiner 6D, die 2012 veröffentlicht wurde.

Softwareanwendungen wie Photoshop und Lightroom und wahrscheinlich viele andere verfügen über Nivellierungswerkzeuge, einschließlich automatischer Modi, mit denen sie Linien im Bild erkennen können, die horizontal oder vertikal sein sollten.


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Es ist immer die anstrengende Aufgabe, sie richtig auszurichten, damit der Horizont gerade aussieht

Durch Einstellen der Kamerapegel muss der "Horizont" nicht unbedingt gerade aussehen. Es funktioniert, wenn der Hintergrund ein Ozean oder eine weite Ebene ist, aber es ist nicht ungewöhnlich, einen Berg oder Hügel oder das ferne Ufer eines Sees im Hintergrund zu haben. Dies mag technisch gesehen kein Horizont sein, aber sie können Ihr Foto trotzdem schief aussehen lassen.

Darüber hinaus ist es keine "anstrengende Aufgabe", Ihr Foto so auszurichten, dass es den starken vertikalen oder horizontalen Linien entspricht. Die Sucher in den meisten DSLRs verfügen im Allgemeinen über eine Reihe von Autofokuspunkten, die auch dann sichtbar sind, wenn sie nicht ausgewählt sind. Sie können mehrere kolineare AF-Messfelder als Richtlinie verwenden.

Gewöhnen Sie sich an, sich zu fragen: Entspricht der Abstand zwischen dem AF-Punkt ganz links und dem Horizont dem Abstand zwischen dem AF-Punkt ganz rechts und dem Horizont? Oder: Wäre eine Linie, die durch die mittlere Spalte der AF-Messfelder gezogen wird, parallel zur vertikalen Achse des Gesichts meines Motivs? Wenn Sie daran denken, die Kameraausrichtung während der Aufnahme zu betrachten, ist es ziemlich einfach, Probleme zu vermeiden.

Warum nicht einen billigen Orientierungssensor einbauen ... damit die Fotos später bei Bedarf automatisch ausgerichtet werden können? Oder gibt es solche Kameras vielleicht schon?

Viele tun es. Canon hat bereits 2011 damit begonnen, elektronische Pegel einzubauen: 6D, 60D und T3i haben jeweils einen. Soweit ich weiß, ist die elektronische Ebene jedoch nur eine Kompositionshilfe; Die Informationen sind nicht in den EXIF-Informationen für jedes Bild enthalten, daher können Sie diese Informationen nicht verwenden, um jedes Bild anschließend automatisch anzupassen.


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Ich frage mich, warum es nicht im EXIF ​​enthalten ist ... wäre großartig für einfache Aufnahmen.
JonathanReez

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Einige Hersteller schließen es wahrscheinlich ein, aber in Form von proprietären Tags, die Software wie exiftool nur verarbeiten kann, wenn jemand sie herausfindet.
Junkyardsparkle

Und vergessen Sie, dass Adobe-Produkte jemals solche proprietären Informationen gelesen haben, die im Abschnitt mit den Herstellernotizen der EXIF-Informationen enthalten sind!
Michael C

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Lassen Sie mich zunächst sagen, dass ich ein Ingenieur und kein Fotograf bin. Die Arten von Kameras, mit denen ich arbeite, kosten zig Millionen bis Hunderte Millionen Dollar, aber ich denke, für die Zwecke dieser Fragen kann ich möglicherweise helfen .

Oft ist "ein Sensor" billig, aber "ein Sensor, der genau genug ist und die richtigen Informationen liefert", ist unglaublich teuer.

Die meisten Kameras bieten wahrscheinlich einen Beschleunigungsmesser mit 3 Freiheitsgraden. Dies bedeutet, dass Sie 3 Beschleunigungsvektoren relativ zum Beschleunigungsmesser erhalten können (Hinweis: Ich habe nicht gesagt, "welche Richtung ist unten"). Um festzustellen, in welche Richtung "unten" ist, müssen Sie eine dreidimensionale Transformation durchführen (nicht schwer) und davon ausgehen, dass sich die Kamera nicht bewegt (wahrscheinlich auch ziemlich einfach). Dann müssen Sie feststellen, wie genau es ist (war der Beschleunigungsmesser beim Aufnehmen des Bildes falsch von der Brennebene ausgerichtet? Wie viel davon war auf die Werkskalibrierung zurückzuführen und wie viel auf das Verrutschen nach der Fabrik?). Dann müssen Sie es dem Benutzer präsentieren (geben Sie ihnen alle drei Dimensionen? Wenn Sie ihnen nur zwei Dimensionen geben, wie codieren Sie die dritte Dimension darin?).

Am Ende haben Sie also mehr Software (Softwareentwickler sind teuer), mehr Dokumentation (Dokumentation ist teuer), möglicherweise mehr Kalibrierung (Kalibrierung ist teuer) für eine Funktion, die nur wenige Menschen verstehen oder verwenden werden.


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Für die Zwecke einer DSLR ist der Sensor wahrscheinlich billig. Gegenwärtig enthalten selbst relativ kostengünstige Point-and-Shoot-Kameras manchmal eine Bildstabilisierung, die auf der Bewegung des Sensors als Reaktion auf Verwacklungen der Kamera basiert, und preisgünstige Pentax-DSLRs drehen den Sensor ein oder zwei Grad, um einen horizontalen Horizont im Bild zu erzeugen.

@benrudgers, wenn Sie sagen "dreht den Sensor ein oder zwei Grad" Ich nehme an, Sie meinen den Bildsensor? Wenn ja, glaube ich nicht, dass sie Aktuatoren am Bildsensor haben.
Sam

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Pentax-DSLRs führen durch Bewegen des Sensors eine Verwacklungsreduzierung (Bildstabilisierung) durch. Viele drehen den Sensor automatisch, um "den Horizont" anzupassen. Einige neuere Pentax-Kameras bewegen den Sensor unter dem Bayer-Filter, um nacheinander RGB-Daten an jeder Pixelposition auf dem Sensor zu erfassen. Die Sensoren können auch so eingestellt werden, dass sie beim Einschalten vibrieren, um die Staubansammlung zu verringern. Kameras sind erstaunlich hochtechnologische Präzisionsinstrumente, ihre Allgegenwart macht es nur weniger offensichtlich.

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Das Korrigieren einer beliebigen Drehung in der Nachbearbeitung bedeutet immer einen erheblichen Auflösungsverlust und / oder Rechenaufwand - im Gegensatz zum Korrigieren von 90 °, bei dem Sie nur die Achsen vertauschen (und dies möglicherweise sogar vor dem Komprimieren des Bilds zur Speicherung), sind Algorithmen wie JPEG nicht völlig linienunabhängig vs Spalten).

Es ist wahrscheinlich, dass ein Hersteller nicht nur einen teuren Sensor verwenden muss (bedenken Sie, dass 5 oder 10 US-Dollar Materialkosten für ein hochwertiges MEMS-Gyroskop niemals nur 5 oder 10 US-Dollar mehr für den Verkaufspreis bedeuten), sondern auch genügend Rechenleistung Leistung mit hoher Energieeffizienz an Bord der Kamera, wenn sie als gut integrierte Funktion verkauft werden soll. Wenn die Neuberechnung zu einer schlechten Qualität führt, einige Sekunden dauert oder der Akku entladen wird, wird die Kamera wahrscheinlich als schlechter angesehen, als wenn die Funktion nicht hinzugefügt wurde.

Natürlich wäre es eine Option für teure Geräte, die ohnehin über eine solche Rechenleistung verfügen, eine digitale Korrektur für Wechselobjektive zu implementieren.


Beachten Sie, dass einige Kameras den Sensor zum Ausgleich tatsächlich um bis zu einige Grad drehen .
Bitte lesen Sie mein Profil

sehr interessant. Was tun / wie lautet der Name der Technologie?
Rackandboneman

Pentax ist die einzige, die ich mit Sicherheit kenne. Ich denke, sie nennen es einfach "Horizon Correction". Sie verwenden ihre Bildstabilisierung mit Sensorverschiebung auch auf verschiedene andere interessante Arten (Verschiebung zur perspektivischen Korrektur oder zur Verfolgung der Erdrotation für die Langzeitbelichtung von Sternen ohne Spuren).
Bitte lesen Sie mein Profil

"Leider verursachten Experimente für die nächste Generation der Horizontkorrektur schwere Erdbeben und Geländeschäden" :)
Rackandboneman

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Jede Digitalkamera, die ich verwendet habe, hatte die Möglichkeit, Fadenkreuzlinien auf dem Display zu überlagern. Normalerweise sind dies die Drittel, aber andere geben Ihnen möglicherweise auch ein Fadenkreuz in der Mitte. Es ist einfach nicht "anstrengend", den Horizont mit dem Fadenkreuz in Einklang zu bringen.

Warum haben wir das nicht? Nur weil jemand, der in der Lage ist, eine Kamera ruhig genug zu halten, um ein unscharfes Foto aufzunehmen, und das Handbuch seiner Kamera lesen kann, um herauszufinden, wie das Fadenkreuz eingeschaltet wird, diese Funktion nicht benötigt.


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Die letzten Panasonic DMC-TZ xx- Kameras, die ich hatte (technisch gesehen Point & Shoot, aber sehr praktisch, da sie überall hin mitgenommen werden können), hatten die Fähigkeit, einen künstlichen Horizont im Sucher einzuschalten, der das Nivellieren der Kamera ermöglicht , (falls gewünscht), sehr schnell und einfach.

Sie ändern sogar die Farbe von Gelb nach Grün, wenn Sie eine Stufe haben.


Können Sie diese Informationen auch verwenden, um das Foto später in Lightroom automatisch zu drehen?
JonathanReez

@NikitaSokolsky Persönlich verwende ich GIMP, ImageMagick, ExifTool usw., so dass ich dies leicht tun könnte, aber es ist so viel einfacher, die Kamera mit dem künstlichen Horizont auszurichten (es sei denn, ich wünsche absichtlich eine verzerrte Aufnahme).
Steve Barnes
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