# Ottimizzazione

## Definizione

L'ottimizzazione è il processo attraverso il quale viene determinata la distorsione da applicare a una coppia di immagini per ottenere l'allineamento della coppia fornita di punti di controllo.

## Varianti di ottimizzazione

Il seguente articolo riguarda l'ottimizzatore interno di PTGui. L'originale PTOptimizer dei panotools come anche l'ottimizzatore di hugin, lavorano in modo analogo ma hanno una serie di caratteristiche leggermente diverse e utilizzano internamente diverse tattiche; il risultato può quindi essere leggermente diverso.

## Capire l'ottimizzazione

John Houghton ha scritto questa chiara spiegazione dell'ottimizzazione nella mailing list di ptgui.

Si ipotizzi per un momento che le proprie immagini siano state scattate con una fotocamera perfettamente posizionata (senza errore di parallasse) e con un obiettivo perfetto (senza distorsioni). Ogni immagine è posizionata nella superficie sferica di assemblatura e deformata (trasformata) in modo che, vista dal centro della sfera stessa, sia visualizzata in modo esattamente identico alla scena originale vista dalla posizione della fotocamera. Il campo inquadrato dall'obiettivo, determina la dimensione delle immagini.

È poi possibile far semplicemente scorrere le immagini in modo che si allineino perfettamente nelle zone di sovrapposizione. Per permettere all'ottimizzatore di eseguire questo allineamento, l'utente assegna dei punti di controllo a elementi corrispondenti nelle immagini (l'ottimizzatore non "vede" le immagini di per sè stesse). Per allineare perfettamente le immagini, è sufficiente un minimo di due punti di controllo accuratamente posizionati per ogni zona di sovrapposizione, anche se un numero maggiore non guasta.

Purtroppo, un obiettivo reale non è perfetto e normalmente è affetto da distorsione a barilotto o a cuscinetto. Se non corretti durante il processo di deformazione, sarà difficile allineare perfettamente le immagini nelle zone di sovrapposizione. Questo problema è corretto affrontato dai parametri dell'obiettivo a,b e c, che insieme controllano la quantità di correzione della distorsione applicata.

Quando attivato, l'ottimizzatore proverà diversi valori di questi parametri nel tentativo di allineare nel modo migliore tutti i punti di controllo. Per far sì che l'ottimizzatore possa allineare accuratamente le immagini su tutta la zona di sovrapposizione, sono necessari dei punti di controllo sparsi in modo uniforme sull'intera area (o almeno lungo la linea anticipata lungo la quale il programma di fusione posizionerà la cucitura). Se si conoscono già i valori ottimali dei parametri a,b e c (per esempio da progetti realizzati in precedenza), questi possono essere inseriti utilizzando il database degli obiettivi, con un modello o manualmente. Non devono essere inclusi nel processo di ottimizzazione e non è più fondamentale individuare molti punti di controllo sparsi.

Due ulteriori fattori che causano problemi all'ottimizzazione sono gli oggetti mobili e l'errore di parallasse:

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punti di controllo non dovrebbero essere assegnati a elementi che potrebbero essersi mossi tra gli scatti. L'oggetto mobile apparirà in diverse posizioni relativamente allo sfondo in scatti successivi. Naturalmente, l'ottimizzatore non sarà in grado di allineare contemporaneamente l'oggetto che si è spostato e lo sfondo che invece è rimasto immobile; l'allineamento dell'oggetto mobile comprometterà l'allineamento dello sfondo Per esempio i punti di controllo individuati sulle nuvole potrebbero essere allineati perfettamente ma l'orizzonte potrebbe risultare disallineato o storto. Il generatore automatico di punti di controllo non sarà in grado di distinguere gli oggetti mobili, quindi occorre controllare questi punti e cancellare quelli erroneamente individuati.

I problemi che insorgono a causa dell'errore di parallasse (causati dal non ruotare la fotocamera rispetto alla pupilla di ingresso dell'obiettivo) sono simili. Gli oggetti vicino sembrano muoversi relativamente allo sfondo in scatti successivi e quindi di dovrebbe evitare di assegnare a questi dei punti di controllo. Uno sfondo distante sarà pressoché esente da errore di parallasse e dovrebbe essere allineato correttamente dall'ottimizzatore. Nel caso di obiettivi fisheye, gli effetti dell'errore di parallassex non possono generalmente essere evitati del tutto: la posizione della pupilla di ingresso varia in funzione dell'angolo rispetto all'asse dell'obiettivo con cui i raggi entrano nell'obiettivo stesso, quindi non esiste un unico punto.

Quando l'ottimizzatore fornisce dei pessimi risultati, con la rilevazione di distanze elevate, controllare il posizionamento dei punti di controllo peggiori. È necessario capire per quale motivo le distanze tra i punti di controllo siano così elevate. Se un punto non è assegnato correttamente allo stesso elemento nelle due immagini, correggerlo in modo che lo sia. Se è già correttamente posizionato, si deve controllare che l'oggetto non si sia mosso tra gli scatti o che non sia affetto dall'errore di parallasse. Se così fosse, cancellare il punto; in caso contrario cercare un'altra spiegazione: i parametri dell'obiettivo potrebbero essere inesatti oppure potrebbero essere stati esclusi dall'ottimizzazione quando invece avrebbero dovuto. I parametri di spostamento d ed e dovrebbero essere ottimizzati nel caso di obiettivi fisheye, ma occorre essere attenti ai valori strani che si potrebbero ottenere. In questi frangenti l'esperienza la fa da padrona. È comunque possibile azzerare in ogni momenti i parametri dell'obiettivo e riprovare l'ottimizzazione.

Nella migliore delle ipotesi si sarà in grado di ottenere un'ottimizzazione in cui le distanze dei punti di controllo sono molto basse (meno di 2 per esempio) con dei punti di controllo ben disposti, nel qual caso il risultato dell'assemblatura sarà molto buono. I disallineamenti causati da errore di parallasse e oggetti in movimento potranno essere corretti in post processing; anche Smartblend può essere utile nel distinguere questi errori, posizionando le cuciture intorno agli oggetti durante la fusione.

L'ottimizzatore non cambierà mai la posizione dei punti nelle immagini. Questi dovrebbero essere assegnati a elementi corrispondenti, ma l'ottimizzatore non accede alle immagini e quindi non ha modo di sapere se questi sono assegnati correttamente o no.

L'ottimizzatore dispone le immagini in modo da rendere minima la separazione tra i punti di controllo, riducendola idealmente a 0 quando tutti i punti sono perfettamente allineati (se questo è possibile). Se sono presenti molti punti posizionati in modo sbagliato e si corregge la posizione di uno solo di essi, l'ottimizzatore varierà la posizione delle immagine per tenerne conto. Nel farlo, alcuni punti potrebbero avvicinarsi mentre altri allontanarsi, ma comunque la distanza media dovrebbe ridursi. Elevate distanze tra i punti di controllo sono causate dal posizionamento errato dei punti di controllo ma possono anche derivare da altre cause quali degli errati parametri dell'obiettivo, l'errore di parallasse e gli oggetti in movimento come è stato spiegato in precedenza.

## Collegamenti esterni

- Guida all'ottimizzazione: http://www.johnhpanos.com/optitute.htm

Tratto e tradotto da "http://wiki.panotools.org/Optimization"