La bonne mise en oeuvre des techniques d'assemblage d'images nécessite de respecter certaines contraintes méthodologiques tant au niveau de l'acquisition initiale des images qu'au niveau de la chaîne de traitement. Cela concerne principalement les conditions d'acquisition des prises en vue des photographies (appareils photographiques numériques) ou de numérisation des supports photographiques, les dispositifs matériels d'acquisition de la série d'images, et le contrôle du cadrage ou du recadrage des images.

   La phase d'acquisition des prises de vue est capitale car elle conditionne la qualité du résultat final de l'assemblage qui en sera fait. A ce niveau, deux objectifs antagonistes doivent être satisfaits simultanément: d'une part maximiser la redondance entre les images pour faciliter le processus de mise en correspondance de l'assemblage ce qui entraîne une augmentation du nombre de ces images et, d'autre part maximiser la cohérence des orientation et des contenus de ces images.

   Afin d'assurer une cohérence maximale au niveau du contenu des images à assembler, il est nécessaire de diminuer au mieux les disparités des zones semblables de ces images. Les disparités peuvent se situer aussi bien au niveau du contenu de la scène photographiée elle-même (mouvement dans la scène entre chaque prise de vue), des conditions d'éclairement ou d'acquisition des niveaux de luminance, et des caractéristiques d'acquisition ou de rendu colorimétriques.

   Concernant les problème de mouvement dans la scène à photographier, aucune solution générale ne peut être entièrement satisfaisante. Afin de minimiser les effets des mouvements non contrôlables, il faut choisir une stratégie de choix des instants de prise de vue: acquisition la plus rapide possible, choix d'un intervalle adapté à la fréquence de répétition d'un événement répétitif ou cyclique, évitement d'incohérences sur les zones de recouvrement envisagées,...

   Le contrôle des conditions d'éclairement ou de l'acquisition des niveaux de luminance ne peut être réalisé que par le contrôle des mécanismes de numérisation au niveau du dispositif d'acquisition et du couplage optique/capteur. S'agissant des appareils photographiques (numériques ou argentique) et des scanneurs de supports photographiques, il est nécessaire de désactiver tous les processus (généralement automatiques) qui adaptent au mieux la qualité au niveau de la prise de vue d'une seule image, mais qui peuvent introduire des disparités au niveau d'une série d'images prises dans des conditions locales variables:

• le contrôle automatique de l'exposition : il est alors nécessaire de choisir sur un appareil photographique un couple vitesse d'obturation/ouverture fixe compatible avec toutes les conditions d'éclairement de chacune des image l'ensemble de la série, et sur un scanneur de désactiver les automatismes de luminosité/contraste automatiques,
• le contrôle automatique de la balance des couleurs (équilibre des blancs de l'image): pour éviter que cette balance des couleurs ne se modifie, il est préférable de la fixer, par exemple à cette de la "lumière du jour" en photographie de scènes extérieures.

Par ailleurs, il est fortement déconseillé de changer les caractéristiques de l'optique utilisée au cours de la prise de vue de la série d'images, en particulier de changer d'objectif ou la focale utilisée (en cas d'utilisation de zoom), sauf à rendre plus complexe la résolution de l'assemblage.
De plus, la mise au point automatique se doit d'être désactivée. En effet, outre le fait que cet automatisme peu parfois être pris en défaut dans certaines conditions et donner des images floues inexpoitables, le changement de la distance de mise au point peut générer un léger changement dans le grossissement effectif de l'objectif et générer des incohérences géométriques. Une distance moyenne, calculée en fonction de l'environnement photographié, doit être fixée manuellement en laissant la "profondeur de champ" minimiser les effets du défaut de mise au point (plus efficace avec un diaphragme plus fermé).

   Afin de maximiser la cohérence des orientations et du positionnement géométrique de l'appareil photographique, des dispositifs matériels de prise de vue sont généralement nécessaires. En effet la qualité de l'assemblage, et les moyens à mettre en oeuvre pour le réaliser, dépendent fortement du respect de certaines contraintes géométriques, et en particulier celle du calage du niveau horizontal correspondant au plan de l'horizon et celle du centrage optique de l'objectif.
D'autre part, pour optimiser le temps nécessaire pour réaliser la phase d'acquisition il est utile de pouvoir gérer de manière systématique les orientations à l'aide de repères géométriques prédéfinis (cadrans gradués, taquets à angles fixes,...) afin d'assurer systématiquement, par exemple, des zones de recouvrement optimales dans les deux plans de la future image panoramique (horizontal et en élévation).
Ces dispositifs de prise de vue sont généralement matérialisés par des pieds ou des montures photographiques spécifiques.

   Afin d'assurer que la représentation du plan qui représente l'horizon dans l'image assemblée soit bien horizontal dans l'image assemblée, il est préférable que l'axe horizontal de chaque image de la série soit également horizontal. Cela permet d'éliminer une orientation inconnue aux images et éliminer de facto les effets des déformations qui en découle (effet d'inclinaison ou de vague). Cela peut être réalisé en ajustant l'axe de rotation du pied photographique, qui sert à couvrir le champ horizontal de l'environnement, pour qu'il coïncide avec la verticale du lieu. Ainsi les axes horizontaux du capteurs du capteur photographique seront a priori gardés horizontaux (au pire avec une orientation presque horizontale mais constante) lors de la rotation autour de l'axe vertical du pied.
Le contrôle de cette horizontalité est généralement effectué à l'aide d'un niveau à bulle fixé au bâti du pied photographique.

   Une optique photographique idéale est, dans l'absolu, caractérisée essentiellemment par la donnée de sa distance focale, distance mesurée entre le plan de l'image et le point focal dans le modèle simplifé du sténopé. Ce point est le lieu de convergence de tous les rayons projetés dans l'image, et possède à ce titre une caractéristique unique. Dans le cas des optiques photographiques, ce point est généralement dénommé centre optique ou point nodal.

Or les conditions d'applications de l'assemblage d'image dans un espace purement bidimensionnel exige que le lieu géométrique des positions de chaque image coïncide.
Si ce lieu s'avère distinct du point nodal de chaque image, des problème d'erreurs de parallaxe peuvent être introduits par le désalignement entre chacun des centres optiques des photographies à assembler.

En effet, même dans le cas d'un mouvement de rotation pure entre chaque photographie (utilisation d'un pied), le point nodal de chaque photographie ne coïncide pas forcément avec l'axe de rotation de l'appareil.
Pour illustrer ce problème, prenons une situation ou deux objets (A et B) sont presque alignés par rapport à l'observateur.

Examinons en premier le cas où l'axe de rotation ne coïncide pas avec le point nodal, comme sur l'illustration suivante:

Dans l'image 1, l'objet A se situe à GAUCHE de l'object B. Dans l'image 2, l'objet A si situe à DROITE de l'objet B.

Dans ce cas, il est quasimment impossible de réaliser automatiquement une superposition correcte des deux images. Il est très difficile de choisir quelles parties de l'image de A devra figurer dans l'image composite. L'effet le plus flagrant de ce problème est l'apparition inévitable d'images "fantômes" ou dédoublées.

Prenons maintenant le cas où le point nodal est confondu géométriquement avec l'axe de rotation, comme sur l'illustration suivante:

Quelque soit la rotation effectuée entre les deux prises de vue (et les deux images), l'écartement angulaire entre l'objet A et l'objet B restera constant.

Les deux parties des objets A et B se superposeront exactement et permettront un assemblage optimal.

   Ce point nodal, caractéristique de l'optique photographique, devra donc être systématiquement mis en coïncidence avec l'axe de rotation horizontal lors de la prise de vue de la série d'image. Des montures spécifiques, permettant de régler ce décentrement, peuvent être utilisées, notamment pour la création d'images panoramiques cylindriques.

Cette contrainte doit également restée vérifiée lors d'une rotation dans le plan vertical (élévation), en particulier pour la création d'images panoramiques sphériques nécessitant généralement cette rotation. Cela implique que des dispositifs spécifiques de prise de vue assurant cette double coïncidence doivent être utilisés pour créer des images panoramiques sphériques.

   Tout au long de la chaîne d'acquisition de l'image photographique, il est nécessaire de contrôler, tout particulièrement, le positionnement du centre optique des images.
Dans le cas de l'utilisation d'un appareil et d'optiques photographiques de bonne qualité, il est possible de faire l'hypothèse que l'image du centre optique projetée sur le film (ou le capteur) est située au centre des images et que ce centre ne se modifie pas au cours de la prise de vue d'une série d'images. En présence d'un défaut d'alignement de l'optique il sera nécessaire de prendre en compte la position de ce centre optique comme une inconnue, unique et constante, à déterminer lors d'une calibration ou d'une détermination numérique de ce paramètre a posteriori, pour évaluer ce défaut de cadrage de ces images.

De plus, l'utilisation d'images photographiques issues d'un appareil photographique argentique introduit une nouvelle source de décalage dans le cadrage des images. En effet, lors de la phase de numérisation des négatifs (ou diapositives) ou, a fortiori, des tirages papiers, à l'aide d'un scanneur, plusieurs sources d'erreurs de positionnement du centre optique et de cadrage peuvent être introduites:

• la taille exacte des images est difficile à estimer (les bords de l'image numérisée peuvent être flous ou non rectilignes), ainsi donc que le centre du quadrilatère,
• le centre optique de l'objectif n'est pas matérialisé, et ne se retrouve pas dans l'image scannée (sauf à utiliser des dispositifs de marquage spéciaux au niveau de l'appareil photographique qui insèrent des repères géométriques sur les films argentiques),
• une rotation peut apparaître entre l'orientation de l'original et celle l'image scannée (pas de calage absolu en orientation entre l'original et le scanneur par exemple),
• les défauts géométriques du scanneur (résolutions d'acquisition verticale et horizontale non parfaitement équivalentes, orientation du capteur CCD linéaire du scanneur non parfaitement perpendiculaire à la direction du déplacement du scan) s'ajoutent à ceux de l'image elle-même

Afin de minimiser l'influence de ces défauts, tout en conservant le contrôle de la chaîne d'acquisition, il est possible:

• d'assimiler le modèle géométrique de l'ensemble optique+scanneur comme un seul élément optique dont le centre optique et la rotation de chacune des images sont des inconnues à déterminer,
• de minimiser l'effet des rotations dues au scanneur par un redressement des images en alignant par exemple le bord du cadre inférieur de l'image scannée brute avec l'axe horizontal. On pourra éventuellement considérer que ces rotations sont nulles et ne sont plus des inconnues à déterminer,
• d'éliminer les bords imprécis des images par un recadrage ("rognage") de l'image (seule la partie centrale est conservée) en fixant une taille légèrement inférieure à la taille apparente. Dans ce cas, la focale effective de l'image sera modifiée par rapport aux indications données sur l'objectif lui-même, étant calculée sur une dimension maximale du cadre du capteur (24x36 mm par exemple en argentique). Il sera possible, soit de la recalculer en fonction de l'ancienne valeur (relation trigonométrique), soit de la réestimer (en considérant cette valeur comme une inconnue).