Lineares
Panorama: Eine Alternative zur klassischen Drehung
Die klassische Panorama-Fotografie basiert auf der Drehung der Kamera
um ihren Nodalpunkt. Diese Technik ermöglicht beeindruckende
Rundumaufnahmen und funktioniert besonders gut bei Szenen mit großer
Tiefenausdehnung. Doch was passiert, wenn das Motiv selbst langgestreckt
ist, wie etwa ein Wandgemälde oder eine Häuserfront, und sich nicht
sinnvoll durch Rotation erfassen lässt?
In solchen Fällen bietet das lineare Panorama eine gute Alternative:
Statt die Kamera zu drehen, wird sie entlang einer geraden Linie bewegt.
Diese Methode eröffnet neue gestalterische Möglichkeiten und stellt
besondere Anforderungen an Projektion, Perspektive und Technik. Der
folgende Beitrag beleuchtet die Unterschiede zwischen klassischen und
linearen Panoramen und zeigt anhand eines konkreten Beispiels, wie ein
lineares Panorama entsteht.
Projektionstypen in
der Panorama-Fotografie
Für ein Bild mit einem Bildwinkel bis etwa 110° kann die rectilineare
Abbildung verwendet werden.
Diese Projektion
bewahrt gerade Linien und eignet sich besonders für Architektur- oder
Landschaftsaufnahmen mit moderatem Blickwinkel. Sobald der Bildwinkel
diesen Bereich überschreitet, treten bei der rectilinearen Projektion
zunehmend starke Verzerrungen auf, insbesondere an den Bildrändern.
Gerade Linien wirken dann übermäßig gedehnt, und das Bild verliert an
natürlicher Wirkung.
Für größere Blickwinkel sind daher die äquirektangulare oder
zylindrische Projektion besser geeignet. Sie verteilen die Verzerrung
gleichmäßiger und ermöglichen ein harmonischeres Gesamtbild, besonders
bei Rundum-Panoramen oder Szenen mit einem Sichtfeld über 180°.
Beim klassischen Panorama wird die Kamera für die
einzelnen Bilder um ihren Nodalpunkt gedreht, um Parallaxfehler zu
vermeiden.
Vergleich von
Projektionstypen
| Projektionstyp |
Typischer Bildwinkel |
Abbildungseigenschaften |
Ideale Einsatzbereiche |
| Rectilinear |
< 110° |
Gerade Linien bleiben erhalten; starke Randstreckung ab 110°
|
Architektur, Landschaften mit moderatem Sichtfeld |
| Zylindrisch |
90°–360° |
Nur vertikale Linien bleiben gerade |
Weite Panoramen, Rundum-Szenen, Stadtansichten, Naturvistas
|
| Äquirektangular |
180°–360° |
Gleichmäßige Abbildung in beiden Achsen; geeignet für
Kugelpanoramen |
360°-Panoramen, virtuelle Touren, immersive Szenen |
Während die klassische Panorama-Technik bei weitwinkligen Szenen
hervorragend funktioniert, stößt sie bei langgestreckten Motiven wie
Wandgemälden oder Häuserfronten entlang einer Straße an ihre Grenzen.
Die Drehung um den Nodalpunkt führt hier zu perspektivischen
Verzerrungen und einem unnatürlichen Bildaufbau, da sich die räumliche
Tiefe des Motivs nicht gleichmäßig erfassen lässt.
Hier setzt das lineare Panorama an: Statt die Kamera
zu drehen, wird sie linear entlang des Motivs mit konstantem Abstand und
paralleler Ausrichtung bewegt. Das Ergebnis ist ein visuelles Band, das
die räumliche Kontinuität bewahrt und das Motiv in seiner gesamten Länge
zeigt. Diese Technik eignet sich besonders für Szenen mit geringer
Tiefenausdehnung und großer horizontaler Ausdehnung, bei denen eine
klassische Panoramaaufnahme zu perspektivischen Brüchen führen
würde.
Die lineare Methode bringt jedoch eigene technische und
gestalterische Herausforderungen mit sich, die bei der Planung und
Umsetzung berücksichtigt werden müssen:
- Parallaxfehler durch hervorstehende Objekte wie Stühle, Autos oder
Personen, die sich bei der Bewegung der Kamera unterschiedlich
überlagern
- Perspektivische Verzerrungen, da sich die Kamera seitlich bewegt und
dadurch die Fluchtlinien des Motivs beeinflusst werden
- Bewegte Elemente wie Autos oder Fußgänger, die zu Stitchingfehlern
oder Geisterbildern führen können
- Lichtveränderungen entlang der Strecke, etwa durch Schattenwurf,
unterschiedliche Beleuchtung oder wechselnde Wetterbedingungen
Lineares Panorama am
Beispiel eines Murals
In diesem Projekt wird ein Mural dokumentiert, das
seitlich im Inneren der Bellevue
Connector Bridge angebracht ist und sich über deren gesamte Länge
erstreckt. Es zeigt eine zusammenhängende Szene, die sich nur durch eine
lineare Kamerabewegung vollständig und verzerrungsfrei erfassen
lässt.
Denn das Wandbild passt nicht in ein einziges (Fisheye) Bild.
Und das Geländer passt nicht zur Idee für mehr Abstand einfach mal eben
drüberzusteigen.
Interactive
Panorama Bellevue Connector
Bridge
Siehe Bellevue
Connector Bridge
Um das Mural abzubilden, wird die Kamera linear entlang des Motivs
mit konstantem Abstand und paralleler Ausrichtung bewegt.
Wie beim klassischen Panorama sind manuelle Einstellungen für
Belichtung, Weißabgleich und Fokus entscheidend für konsistente
Ergebnisse. Weiterhin ist zu beachten:
- Kamerabewegung: Linear entlang der Straße – z. B. auf einem Slider,
Fahrrad oder zu Fuß mit Markierungen
- Konstanter Abstand: Möglichst gleichbleibend, z. B. 5 m zur
Häuserfront
- Horizontale Ausrichtung: Kamera bleibt parallel zum Motiv
- Überlappung: 20–50 % zwischen den Bildern
Die Rectilinearprojektion führt zu Verzerrungen in den Randbereichen
– ähnlich wie bei einem Weitwinkelobjektiv.
Um ein lineares Panorama zu erstellen, wird eine (fast) orthogonale
Projektion verwendet. Der resultierende kleine Bildwinkel minimiert
Verzerrungen. Dadurch lassen sich Panoramen erstellen, die aufgrund des
erforderlichen großen Blickwinkels sonst nicht abbildbar wären.
Die Optimierung ergab in diesem Beispiel eine effektive Brennweite von
etwa 1400 mm, entsprechend einem Bildwinkel von etwa horizontal 8° und
vertikal 1°.
Dasselbe Verfahren findet auch beim Zusammensetzen von Scans
Anwendung (Mosaik). Die dabei verwendete orthogonale Projektion ist der
Grund, warum das mit Fisheye-Bildern nicht funktioniert. Sie kann nur
auf rectilineare Bilder angewendet werden, genauso wenig wie ein
gekrümmter Spiegel parallele Linien korrekt reflektieren kann. 
Panorama-Erstellung in PTGui
Im ersten Schritt werden sämtliche Bilder in PTGui importiert, um mit
der Panorama-Erstellung zu beginnen.
Für jedes Einzelbild werden horizontale (grün) und vertikale (rot)
Kontrollpunkte gesetzt.
Zwischen den Bildern werden zusätzlich horizontale Kontrollpunkte (gelb)
eingefügt, um eine gleichmäßige Ausrichtung des Panoramas
sicherzustellen. Auch zwischen dem ersten und letzten Bild werden
horizontale Kontrollpunkte gesetzt, um die Gesamtgeometrie
auszurichten.
Für jedes einzelne Bild werden horizontale Kontrollpunkte
gesetzt.
Zusätzlich zu den normalen Kontrollpunkten zwischen den Bildern
werden horizontale Kontrollpunkte eingefügt.
Die Projektion wird auf “Rectilinear” gesetzt. Für alle Bilder außer
dem ersten Bild wird die individuelle Optimierung für Objektiv und
Verschiebung gesetzt.
Zunächst ohne Blickwinkel, Parameter ‚b‘ und Verschiebung optimieren,
um die Bilder grob auszurichten.
Dann wird mit Blickwinkel, Parameter ‚b‘ und Verschiebung optimiert.
Ein kleiner horizontaler und vertikaler Bildwinkel reduziert
Verzerrungen an den Bildrändern. Bei einer Optimierung mit der
tatsächlichen Objektivbrennweite läge der Blickwinkel über 180 Grad und
das Panorama ließe sich nicht korrekt erzeugen.
Das
Ergebnis: Ein lineares Panorama in voller Länge
Aus 11 Einzelbildern entsteht ein durchgehendes Panorama mit
44135 × 3242 Bildpunkten (143,1 MP, 61,4 MB), das die gesamte Szene in
hoher Detailtreue abbildet. Die Aufnahme wurde mit der Z50
II bei
18 mm Brennweite erstellt und anschließend gemäß der beschriebenen
Schritte in PTGui zusammengesetzt.
1/320s f/6,3 ISO 100/21° 18-140mm f/3,5-6,3 VR
f=18mm/27mm
Skaliert auf 7k×500 für die Webansicht:
Größere
Version mit 27k×2k, 13MB
Linear
Panorama: An Alternative to Classical Rotation
Classical panoramic photography relies on rotating the camera around
its nodal point. This technique enables impressive 360° captures and
works especially well for scenes with significant depth. But what if the
subject itself is elongated—like a mural or a row of buildings—and
cannot be effectively captured through rotation?
In such cases, the linear panorama offers a compelling alternative:
instead of rotating the camera, it is moved along a straight path. This
method opens up new creative possibilities and introduces unique
challenges in projection, perspective, and technique. The following
article explores the differences between classical and linear panoramas
and illustrates how a linear panorama is created using a real-world
example.
Projection Types in
Panoramic Photography
For images with a field of view up to approximately 110°, the
rectilinear projection can be used. This projection
preserves straight lines and is ideal for architectural or landscape
shots with moderate angles. Once the field of view exceeds this range,
rectilinear projection introduces strong distortions, especially at the
edges. Straight lines appear overly stretched, and the image loses its
natural appearance.
For wider fields of view, equirectangular or cylindrical projections
are better suited. These distribute distortion more evenly and produce a
more harmonious overall image, especially for full panoramas or scenes
with a field of view over 180°.
In classical panoramas, the camera is rotated around
its nodal point to avoid parallax errors.
Comparison of Projection
Types
| Projection type |
Typical image angle |
Mapping properties |
Ideal areas of application |
| Rectilinear |
< 110° |
Straight lines are preserved; Strong edge stretching from 110°
|
Architecture, landscapes with a moderate field of view |
| Cylindrical |
90°–360° |
Only vertical lines remain straight |
Wide panoramas, all-around scenes, cityscapes, nature vistas
|
| Equirectangular |
180°–360° |
Uniform image in both axes; suitable for spherical panoramas
|
360° panoramas, virtual tours, immersive scenes |
While classical panorama techniques work well for wide-angle scenes,
they struggle with elongated subjects like murals or building facades
along a street. Rotating around the nodal point introduces perspective
distortions and an unnatural composition, as the spatial depth of the
subject cannot be evenly captured.
This is where the linear panorama comes in: instead
of rotating the camera, it is moved linearly along the subject with
constant distance and parallel alignment. The result is a visual ribbon
that preserves spatial continuity and displays the subject in its full
length. This technique is especially suitable for scenes with low depth
and large horizontal extent, where classical panoramas would cause
perspective breaks.
However, the linear method introduces its own technical and creative
challenges:
- Parallax errors from protruding objects like chairs, cars, or people
that overlap differently during camera movement
- Perspective distortions due to lateral camera movement affecting
vanishing lines
- Moving elements like cars or pedestrians causing stitching errors or
ghosting
- Lighting changes along the path, such as shadows, varying
illumination, or changing weather
Linear Panorama Example: A
Mural
This project documents a mural, spanning its entire
length inside the Bellevue
Connector Bridge. It depicts a continuous scene that can only be
captured fully and distortion-free through linear camera movement.
The mural doesn’t fit into a single (fisheye) image. And the railing
isn’t suitable for simply stepping over to gain more distance.
Interactive
Panorama Bellevue Connector
Bridge
See Bellevue
Connector Bridge
To capture the mural, the camera is moved linearly along the subject
with constant distance and parallel alignment.
As with classical panoramas, manual settings for exposure, white
balance, and focus are crucial for consistent results. Additionally:
- Camera movement: Linear along the street – e.g., on a slider,
bicycle, or on foot with markers
- Constant distance: Ideally consistent, e.g., 5 m from the building
facade
- Horizontal alignment: Camera remains parallel to the subject
- Overlap: 20–50% between images
The rectilinear projection causes edge distortions—similar to a
wide-angle lens.
To create a linear panorama, a (nearly) orthogonal projection is
used. The resulting small field of view minimizes distortions. This
allows panoramas to be created that would otherwise be impossible due to
the required wide field of view.
In this example, optimization resulted in an effective focal length
of approximately 1400 mm, corresponding to a field of view of about 8°
horizontal and 1° vertical.
This same technique is used in scan stitching (mosaics). The
orthogonal projection applied here is why fisheye images don’t work. It
can only be applied to rectilinear images—just as a curved mirror cannot
reflect parallel lines correctly.
Panorama Creation in PTGui
The first step is importing all images into PTGui to begin panorama
creation.
For each image, horizontal (green) and vertical (red) control points
are set. Horizontal control points (yellow) are also added between
images to ensure consistent alignment. Horizontal control points are
also placed between the first and last image to align the overall
geometry.
Each image receives horizontal control points.
In addition to regular control points between images, horizontal
control points are added.
The projection is set to “Rectilinear.” For all images except the
first, individual optimization for lens and shift is applied.
First, optimize without field of view, parameter ‘b’, and shift to
roughly align the images. Then optimize with field of view, parameter
‘b’, and shift.
A small horizontal and vertical field of view reduces edge
distortions. If optimized using the actual lens focal length, the field
of view would exceed 180°, making correct panorama creation
impossible.
The Result: A
Full-Length Linear Panorama
From 11 individual images, a continuous panorama of 44135 × 3242
pixels (143.1 MP, 61.4 MB) is created, capturing the entire scene in
high detail. The shot was taken with the Z50 II at
18 mm focal length and stitched in PTGui as described.
1/320s f/6.3 ISO 100/21° 18-140mm f/3.5-6.3 VR
f=18mm/27mm
Scaled to 7k×500 for web view:
Larger
version with 27k×2k, 13MB
