Apr 3, 2017

Trattamento d'Immagine XI: Creare un Fotomosaico

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Edited: Apr 4, 2017

Quante volte avreste voluto avere un'immagine ad alta risoluzione di un fossile da analizzare (acquisita per esempio da microscopio), o possedere una foto completa di un organismo acquisito con la macro?

... si lo so pochi di voi.

Ma per i pochi interessati, propongo un sistema che ho sviluppato e che mi ha risolto il problema. Nel mio caso specifico è stata richiesta un minimo di attrezzatura, ma se possedete una macchina fotografica munita di macro le tecniche risulteranno le medesime.

Per fare una foto ad alta risoluzione occorrono di base alcuni strumenti:

1- Una macchina fotografica (ovvio), meglio una reflex.

2- Un treppiede per evitare le vibrazioni

3- Un cavo flessibile per lo scatto manuale o meglio un collegamento al computer per poter gestire le acquisizioni direttamente dal programma di pilotaggio; quest'ultimo permette di avere una pre-visualizzazione dell'immagine acquisita, gestire i tempi, ISO e quant'altro per poter avere la migliore immagine possibile.

4- Una slitta su cui è installata la camera fotografica e che permette movimenti micrometrici in quattro direzioni (avanti/indietro e destra/sinistra) per compiere messe a fuoco precise. Premetto che il modello che ho acquistato su ebay è un entry-level (prezzo variabile sui 25-30$), ma se si vuole un supporto più preciso rivolgetevi a slitte più costose e con movimenti più precisi.

5- Nel caso risulti essere necessario (in generale lo è) una piattaforma che permetta di compiere movimenti verticali è suggerita. E' importante che l'esemplare che si vuole fotografare sia posto di fronte all'obiettivo; tenete presente che se si lavora con la macro la messa a fuoco è molto importante (per approfondimenti sulla gestione della fuocheggiatura con la macro un po se ne è parlato qui: http://www.trilobiti.com/forum/microscopia-e-ottica/trattamento-dimmagine-iv-stacking-e-fusione )

6- Un sistema di illuminazione adatto. Io ho usato un anello a 144 led fissato davanti all'obiettivo. In questo caso particolare questa configurazione mi ha permesso di avere un'illuminazione omogenea e senza ombre (non mi interessava avere un rilievo visibile)

7- Un obiettivo per la macro. Nel mio caso ho utilizzato un sistema un poco differente, caratterizzato da un anello adattatore C-mount / Nikon per poter inserire degli anelli di prolunga della Pentax ed infine un obiettivo telecentrico. Questo mi ha permesso di ottenere degli ingrandimenti assai elevati mantenendo un'immagine molto dettagliata.

I componenti principali sono visibili nell'immagine che segue, con gli anelli di prolunga a sinistra (ne esistono di differenti lunghezze per poter avere vari ingrandimenti), l'adattatore C-mount, il sistema di illuminazione a led e l'obiettivo telecentrico.

I vari componenti una volta installati sul corpo macchina si presentano come segue; occorre ovviamente un buon treppiede per poter mantenere solido tutto il sistema che comincia a pesare non poco; a sinistra (blu) appare il sistema per effettuare gli spostamenti verticali dei soggetti da fotografare.

Sotto la camera è visibile la slitta micrometrica ed il cavetto che collega la reflex con il computer. Una volta installato l'illuminatore si collega il tutto e si è pronti per l'acquisizione dei fotogrammi:

Da tenere presente che le acquisizioni saranno fatte tutte con il settaggio della camera reflex in "Manuale"; i parametri come i tempi di esposizione, i valori degli ISO da utilizzare, i bilanciamenti del bianco ed altro saranno gestiti tutti dal programma di acquisizione. Io utilizzo Digicamcontrol (http://digicamcontrol.com/) un software gratuito che permette di pilotare un grande numero di modelli di fotocamere, ed in maniera sufficiente per quello che mi riguarda. Sotto l'interfaccia grafica con un cistoide utilizzato come test per verificare l'illuminazione laterale.

Ancora un'altra vista del sistema in fase di acquisizione. La slitta blu può anche essere utile per sostenere i campioni più ingombranti...

Oggetto di questo esercizio in questione è un piccolo lobopode proveniente dalla Formazione di Fezouata, Tremadociano superiore (Ordoviciano inferiore ~477 Milioni di anni), Marocco.

Le dimensioni del fossile raggiungono a malapena i 12 millimetri e l'individuo è situato sulle due facce del livello sedimentario splittato.

Per poter effettuare una ricostruzione la più fedele e completa possibile sarà quindi necessaria l'acquisizione delle due immagini sulle due superfici per poter in seguito fonderle in una singola immagine.

Il processo di acquisizione ha comportato la ripresa di 23 e 38 fotogrammi rispettivamente del piccolo fossile.

Le immagini sono state acquisite a piena risoluzione (JPEG FINE 6000x4000 pixel); nonostante sia un poco allergico a questo formato, le stesse non essendo compresse non mostrano il classico fenomeno di quadrettatura dovuto alla compressione dell'immagine (vedi questo paragrafo per approfondimenti: http://www.trilobiti.com/forum/microscopia-e-ottica/trattamento-dimmagine-ix-jpeg-vs-raw).

Gli spostamenti del sistema ottico per coprire tutta l'area sono stati effettuati utilizzando i movimenti micrometrici della slitta; è stato importante inoltre assicurarsi di avere un'ottimale sovrapposizione tra fotogrammi per permettere al programma di fotomosaicaggio di ricostruire tutto il panorama. Non sottovalutate il fatto che lavorando ad elevati ingrandimenti è importante acquisire immagini della stessa zona con messe a fuoco differenti nel caso si sia in presenza di una superficie scabra o con il fossile localizzato su livelli leggermente differenti (cioè a distanze differenti dal punto focale dell'obiettivo).

I singoli fotogrammi sono stati importati in Adobe Photoshop (ma altri programmi che permettono la fotocomposizione vanno bene) e tramite il comando di "Load Files into Stack" è stato ricreato un singolo grande fotogramma con tutte le immagini ricomposte correttamente (selezionare l'opzione di allineamento delle immagini per ottenere la fotocomposizione).

Il processo può prendere qualche minuto, in funzione della dimensione delle immagini da organizzare; tenete presente che nel caso in esame l'immagine occupa 2.56 Gb di memoria! Quindi è da prevedere un sistema assai "robusto" per poter manipolare immagini di queste dimensioni.

Al fine di ottimizzare i tempi di calcolo del vostro computer, prima di continuare con il processo di fotomontaggio, è consigliabile riquadrare il fotomosaico ed eliminare le parti che non risultano interessanti.

 

A questo punto si può lanciare la seconda fase di fusione dei livelli in un singolo fotogramma (Auto-Blend Layers), optando per una transizione "dolce" dei colori tra le varie immagini come pure la possibilità di far scegliere all'algoritmo le immagini più contrastate e meno sfuocate (operazione già descritta, vedi link più in alto).

Il risultato finale sarà caratterizzato da una singola (grande) immagine che ricopre tutto il fossile che abbiamo acquisito.

 

Come operazione finale applicheremo la necessaria correzione colorimetrica (come descritto in questo paragrafo: http://www.trilobiti.com/forum/microscopia-e-ottica/trattamento-dimmagine-i-bilanciamento-colori-lab-e-bn ) per aumentare il contrasto dell'immagine, la distribuzione dei colori ed eventualmente ridurne le dimensioni (il volume occupato alla fine del processo è di 400Mb e le dimensioni sono di 13500x11500pixel!).

Il livello di dettaglio che si raggiunge con l'immagine a piena risoluzione è eccessivo, e già ad uno zoom del 30% si possono osservare i limiti della messa a fuoco micrometrica con questo sistema low-cost. Onde ottenere un file meno voluminoso (con relativi tempi di calcolo inferiori), una soluzione sarebbe quella di utilizzare una risoluzione dei fotogrammi inferiore.

Optando per una riduzione di scala del 30% (che fa passare l'immagine ad una risoluzione di circa 4000x3400pixel) non ci fa perdere eccessivamente dettaglio e l'immagine risultante occupa "solo" 40Mb.

Sufficiente per poter effettuare le nostre analisi, come sarà descritto nel prossimo paragrafo (in preparazione) senza dover prolungare i tempi di attesa per i calcoli previsti.

Grazie per avermi seguito sino qui.

Siete ben pazienti!

O interessati... :-)

 

 

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  • Ho avuto modo di vedere questo video di Levon Biss sulla macrofotografia di coleotteri. Impressionante il risultato ottenuto! Qualcuno degli specialisti che è presente sul forum, mi sa dire che tipo di configurazione è stata utilizzata per combinare le ottiche? A prescindere dalle reflex, attaccato al corpo macchina che cosa troviamo? Alla fine c'è un oculare di microscopio (suppongo), che caratteristiche possiede? Che anelli di adattamento ha utilizzato per collegarlo all'obbiettivo? L'obbiettivo tra il corpo macchina e l'anello adattatore per l'oculare è un macro normale con un set di prolunga? Che caratteristiche possiede? Le foto sono state poi compilate in uno stack e fuse per ottenere un risultato incredibile che potete sfogliare su google book per avere un'idea: https://books.google.be/books?id=qWtgDgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=fr&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Un grazie a chi potrà chiarire le questioni poste sopra.
  • Cari tutti questo post è dedicato principalmente all'amico Enrico e Guido ma aperto a tutti come discussione; La domanda è la seguente: Quale trattamento di immagine consigliereste per mettere in evidenza questi meravigliosi e delicatissimi insetti che presto pubblicherò sul sito? Avete dei consigli o istruzioni da fornirmi?
  • il grande passo e’ stato fatto... e devo dire che vale tutti i soldi spesi. Il cubo fotografico e’ molto grande ha due aperture... una frontale e una superiore , led integrati e una misura di 60x60x60... cosa ne pensate?

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