✖


Jump to content

Фокус-стекинг

Серия изображений, демонстрирующая фокус-брекетинг из шести изображений мухи -тахинида . Первые два изображения иллюстрируют типичную глубину резкости одного изображения при f/10, а третье изображение представляет собой совокупность шести изображений.
Фокус-стекинг (для увеличения глубины резкости) в светлопольной световой микроскопии . Этот пример представляет собой диатомовой микроископаемое водоросли в диатомовой земле . Три исходных изображения на разных фокусных расстояниях (вверху слева) объединяются с масками (вверху справа), чтобы получить вклад их соответствующих изображений в окончательное изображение, сложенное по фокусу (внизу). Черный не является вкладом; белый полный.

Фокус-стекинг – также называемый слиянием фокальных плоскостей , z-стекингом , [1] или смешивание фокусов — это метод цифровой обработки изображений , который объединяет несколько изображений, снятых на разных фокусных расстояниях, для получения результирующего изображения с большей глубиной резкости (ГРИП), чем любое из отдельных исходных изображений. [2] [3] Совмещение фокуса можно использовать в любой ситуации, когда отдельные изображения имеют очень малую глубину резкости; макрофотография и оптическая микроскопия — два типичных примера. Фокус-стекинг также может быть полезен при пейзажной фотографии .

Фокус-стекинг обеспечивает гибкость: поскольку это вычислительный метод, при постобработке можно создавать изображения с различной глубиной резкости и сравнивать их на предмет лучшей художественной ценности или научной ясности. Фокус-стекинг также позволяет создавать изображения, физически невозможные с помощью обычного оборудования для обработки изображений; могут быть созданы изображения с неплоскими областями фокусировки. Альтернативные методы создания изображений с увеличенной или гибкой глубиной резкости включают кодирование волнового фронта , камеры светового поля и наклон .

Техника

[ редактировать ]

Отправной точкой для совмещения фокуса является серия изображений, снятых с разным фокусным расстоянием; на каждом изображении в фокусе будут разные области образца. Хотя ни на одном из этих изображений образец не находится полностью в фокусе, они в совокупности содержат все данные, необходимые для создания изображения, на котором все части образца находятся в фокусе. Области в фокусе каждого изображения могут быть обнаружены автоматически, например, с помощью обнаружения границ или анализа Фурье , или выбраны вручную. Затем сфокусированные участки смешиваются для создания окончательного изображения.

Эту обработку также называют z-стекингом , слиянием фокальных плоскостей (или зедификацией по-французски). [4] [5]

В фотографии

[ редактировать ]

Получение достаточной глубины резкости может оказаться особенно сложной задачей при макросъемке , поскольку глубина резкости меньше (меньше) для объектов, расположенных ближе к камере, поэтому, если небольшой объект заполняет кадр, он часто находится настолько близко, что вся его глубина не может быть в фокусе. сразу. Глубина резкости обычно увеличивается за счет закрытия диафрагмы (с использованием большего числа f ), но за пределами определенной точки закрытие вызывает размытие из-за дифракции , что сводит на нет преимущество фокусировки . Это также снижает яркость изображения. Совмещение фокуса позволяет эффективно увеличить глубину резкости изображений, снятых при самой резкой диафрагме. Изображения справа иллюстрируют увеличение глубины резкости, которого можно достичь путем объединения нескольких экспозиций.

Составное изображение первой лунки для отбора проб, сделанной марсоходом Curiosity, на горе Шарп . Отверстие имеет ширину 1,6 см (0,63 дюйма) и глубину 6,7 см (2,6 дюйма).

В миссии Марсианской научной лаборатории есть устройство под названием Mars Hand Lens Imager (MAHLI), которое может делать фотографии, которые позже можно будет совместить. [6]

В микроскопии

[ редактировать ]

В микроскопии высокие числовые апертуры желательны , чтобы улавливать как можно больше света от небольшого образца. Высокая числовая апертура (эквивалентная малому числу f) дает очень малую глубину резкости. с большим увеличением Объективы обычно имеют меньшую глубину резкости; 100× объектив с увеличением и числовой апертурой около 1,4 имеет глубину резкости примерно 1 мкм . При непосредственном наблюдении за образцом ограничения малой глубины резкости легко обойти, фокусируясь на образце вверх и вниз; Для эффективного представления данных микроскопии сложной трехмерной структуры в двухмерном виде очень полезным методом является совмещение фокусов.

с атомным разрешением Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия сталкивается с аналогичными трудностями, когда особенности образца намного превышают глубину резкости. Снимая серию сквозных снимков , можно восстановить глубину резкости и создать единое изображение, полностью сфокусированное. [7]

Программное обеспечение/приложение

[ редактировать ]
Программное обеспечение для фокус-стекинга
Имя Основной автор Тип приложения Платформа Лицензия
Adobe Фотошоп [8] CS4, CS5, CS6 Adobe Рабочий стол Windows, Mac OS X Собственный
Фотография Affinity «Объединение фокуса» с засечками Рабочий стол Windows, Mac OS X Собственный
Афелион с расширением Multifocus ты придешь Рабочий стол Окна Собственная 30-дневная пробная версия
Амира / Авизо «Проекция стека изображений» [9] Термо Фишер Рабочий стол Windows, Mac OS X, Linux Собственный
КэмРейнджер КэмРейнджер Настольный/мобильный iOS, Android, Mac OS X, Windows Собственный
Часис Draw IES Джон Пол Чача Рабочий стол Окна Собственный
ОбъединитьZ Алан Хэдли Рабочий стол Окна лицензия GPL
Библиотека изображений и изображений CUVI ТунецКод Настольный / встроенный Винда, Линукс Собственный
Enfuse (в сочетании с align_image_stack или подобное) Эндрю Михал и Хьюгина команда разработчиков Рабочий стол Мультиплатформенность лицензия GPL
ФокусФьюжн DelphiИнструменты Рабочий стол Окна Собственный
Фокус-укладчик Александр Болтнев, Ольга Качер Рабочий стол Мак ОС Х Собственный
Фокус-стекинг онлайн [10] Фокус-стекинг онлайн Веб-приложение Все Собственный
Программное обеспечение для фотосъемки продуктов Shutter Stream Иконасис Рабочий стол Windows, Mac OS X Собственный
Геликон Фокус Данила Козуб Рабочий стол Windows, Mac OS X Собственная 30-дневная пробная версия
ImageJ с плагином расширенной глубины резкости Алекс Пруденсио, Джесси Берент, Дэниэл Сейдж Рабочий стол Unix, Linux, Windows, Mac OS 9 и Mac OS X Общественное достояние
МакроФьюжн [11] Дариуш Дума Рабочий стол Линукс лицензия GPL
Математика через ImageFocusCombine[12] Вольфрам Исследования Рабочий стол/Интернет Windows, Mac OS X, Linux Собственная 15-дневная пробная версия
Пиколе Гериберт Ципионка Рабочий стол Окна Бесплатное ПО
QuickPHOTO с расширением Deep Focus Промикра Рабочий стол Окна Собственная 30-дневная пробная версия
Зерен Штабелер Рик Литтлфилд Рабочий стол Windows, Mac OS X, Linux Собственная 30-дневная пробная версия
[ редактировать ]

Картинки

[ редактировать ]
  • Мельница для перца, стопка из 28 рамок
    Мельница для перца, стопка из 28 рамок
  • Сложенное изображение электрических проводов 3 × 2,5 мм.
    Сложенное изображение электрических проводов 3 × 2,5 мм.
  • Бритвенная головка, стопка из 36 кадров, ретушь.
    Бритвенная головка, стопка из 36 кадров, ретушь.
  • Macrolepiota procera, стопка из 15 рамок
    Macrolepiota procera , стопка из 15 рамок
  • Составное изображение внутреннего гребня цветущей орхидеи
    Составное изображение внутреннего гребня цветущей орхидеи
  • Сложенное изображение двух Arecaceae, наблюдаемое через отверстие в стволе дерева
    Сложенное изображение двух Arecaceae, вид через отверстие в стволе дерева
  • Пеллета, стопка из 32 рамок
    Пеллета, стопка из 32 рамок
  • Alluaudia comosa, стопка из 10 рамок
    Alluaudia comosa , стопка из 10 рамок.
  • Плесень на личи китайском, стопка из 20 рамок
    Плесень на личи китайском , стопка из 20 рамок.
  • Череп, стопка из 6 рамок
    Череп, стопка из 6 рамок
  • Sympetrum flaveolum самец, стопка из 36 рамок.
    Sympetrum flaveolum самец, стопка из 36 рамок.
  • Виноград Пино Гри, стопка из 12 рамок.
    Виноград Пино Гри, стопка из 12 рамок.

Видео

[ редактировать ]
  • Видео-пример применения фокус-стекинга к изображениям

Диаграммы

[ редактировать ]
  • Программное обеспечение создает самые резкие области в стопке секций.
    Программное обеспечение создает самые резкие области в стопке секций.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ «Малинские космические научные системы - Марсианская научная лаборатория (MSL) Mars Hand Lens Imager (MAHLI) Описание прибора» . Мссс.com . Проверено 10 декабря 2012 г.
  2. ^ Джонсон, Дэйв (2008). Как сделать все: цифровая камера (5-е изд.). Макгроу-Хилл Осборн Медиа. п. 336 . ISBN  978-0-07-149580-6 . Существует ряд программ, которые позволяют вам получить эквивалент бесконечной глубины резкости на ваших фотографиях с четкой фокусировкой от переднего плана до заднего. Как это возможно? Делая несколько фотографий одной и той же сцены и затем объединяя их в композицию, в которой присутствуют только самые резкие части каждого изображения. Одним из лучших является Helicon Focus.
  3. ^ Рэй 2002, 231–232.
  4. ^ «Показать тему – Предложение французского термина для «наложения фокуса» • Le Naturaliste» . Lenaturaliste.net (на французском языке) . Проверено 5 октября 2012 г.
  5. ^ «Малинские космические научные системы - Марсианская научная лаборатория (MSL) Mars Hand Lens Imager (MAHLI) Описание прибора» . Мссс.com . Проверено 5 октября 2012 г.
  6. ^ «Научный уголок MSL: Mars Hand Lens Imager (MAHLI)» . MSL-SciCorner.JPL.NASA.gov . Архивировано из оригинала 20 марта 2009 г. Проверено 5 октября 2012 г.
  7. ^ Ховден, Роберт; Синь, Хуолинь Л.; Мюллер, Дэвид А. (2010). «Увеличенная глубина резкости для сканирующей просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения». Микроскопия и микроанализ . 17 (1): 75–80. arXiv : 1010.4500 . Бибкод : 2011MiMic..17...75H . дои : 10.1017/S1431927610094171 . ПМИД   21122192 . S2CID   17082879 .
  8. ^ «Наложение фокуса стало проще с помощью Photoshop» . Энвато Тутс+ . 14 марта 2013 г. Проверено 17 апреля 2023 г.
  9. ^ «Руководство пользователя Avizo, модуль «Проекция стека изображений» » (PDF) . 2018-03-30.
  10. ^ «Фокус-стекинг онлайн — бесплатное онлайн-приложение для фокус-стекинга» . FocusStackingOnline.com . Проверено 2 августа 2020 г.
  11. ^ «Графический интерфейс для объединения фотографий для получения более глубокой глубины резкости или HDR» . SourceForge.net . 27 ноября 2016 года . Проверено 19 октября 2017 г.
  12. ^ «ИмиджФокусКомбине» . Проверено 11 сентября 2021 г.
  • Рэй, Сидни. 2002. Прикладная фотографическая оптика . 3-е изд. Оксфорд: Focal Press. ISBN   0-240-51540-4 .
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные со стекированием фокусов .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Focus_stacking&oldid=1234933983"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 026965a5a1d39834b260e8dc63685b17__1721156460
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/02/17/026965a5a1d39834b260e8dc63685b17.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Focus stacking - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)