Световая сканирующая фотомакрография

Световая сканирующая фотомакрография (LSP), также известная как сканирующая световая фотомакрография (SLP) или глубокопольная фотомакрография , представляет собой метод фотографической пленки , который позволяет получать световые изображения с большим увеличением и исключительной глубиной резкости (DOF). Этот метод преодолевает ограничения традиционной макрофотографии , которая обычно удерживает только часть объекта в приемлемом фокусе при большом увеличении.

Историческая справка

Принципы LSP были впервые задокументированы в начале 1960-х годов Дэном Маклахланом-младшим, который подчеркнул его способность обеспечивать экстремальную глубину фокусировки в микроскопии. ^{[ 1 ]} и в 1968 году запатентовал этот процесс. ^{[ 2 ]}

Эта техника была возрождена и получила дальнейшее развитие в 1980-х годах такими фотографами, как Дарвин Дейл и Найл Рут, преподаватель Рочестерского технологического института . ^{[ 3 ]} В начале 1990-х годов Уильям Шарп и Чарльз Казилек, исследователи из Университета штата Аризона , также опубликовали статьи, описывающие их технику и настройку системы для захвата SLP-изображений. ^{[ 4 ]}

Предшественник для складывания фотографий изображений

Световая сканирующая фотомакрография стала мощным аналоговым инструментом для получения высокодетализированных изображений в эпоху пленочной фотографии . Он обеспечивал полную глубину резкости, что делало его бесценным в научной и биомедицинской фотографии. ^{[ 5 ]} Поскольку технологии и методы продолжают развиваться, LSP был заменен на стекирование фокуса цифрового изображения . Метод, при котором используется набор изображений, снятых последовательно с разной фокусной глубиной, а затем обрабатывается с помощью компьютерного программного обеспечения для создания единого изображения, имеющего большую глубину резкости, чем любое отдельное изображение.

Техника и результаты LSP

LSP предполагает использование тонкой плоскости света, сканирующей объект и установленной на сцене, движущейся перпендикулярно плоскости пленки. Этот метод использует традиционную оптику и подчиняется физическим законам глубины резкости. Перемещая объект через узкую полосу освещения, можно запечатлеть весь объект в резком фокусе, от самых близких деталей до самых дальних. Этот аналоговый процесс создает четкие и детальные изображения путем медленной записи изображения на пленку, когда образец проходит через слой света, который тоньше эффективной глубины резкости. ^{[ 4 ]}

Поскольку изображение захватывается на одном и том же относительном расстоянии от объектива камеры, полученные изображения являются аксонометрическими , а не перспективными проекциями, которые видит человеческий глаз и которые обычно захватываются пленочной камерой. Поскольку все части изображения LSP захватываются на одном и том же расстоянии от объектива, относительные измерения могут быть взяты из фотографии LSP и использованы для сравнения. ^{[ 6 ]}

Оборудование и настройка

Типичная установка LSP включает в себя:

Сцена, которая может перемещать объект перпендикулярно плоскости пленки.
Источники света, в некоторых случаях модифицированные проекторы, используются для проецирования тонкой плоскости света.
Камера, установленная на устойчивой подставке, например настольной стойке для копирования.

В 1991 году Шарп и Казилек описали свою систему SLP, в которой использовались три слайд-проектора Kodak Ektagraphic с зум-объективами для создания тонкой плоскости света. Каждый из проекторов имел выдвижное крепление с двумя бритвенными лезвиями, расположенными от края до края, чтобы создать тонкую щель для прохождения света. Изображение было получено камерой Nikon FE-2 зеркальной , установленной над образцом. Kodachrome 25. Для записи изображения, а также для минимизации размера зерна пленки и максимизации резкости изображения использовалась слайд-пленка ^{[ 7 ]}

Коммерческие системы

Коммерческий прибор SLP был произведен компанией Irvine Optical Corp. Их система DYNAPHOT была основана на фотомакроскопе и могла захватывать изображения на пленку 4x5. Прибор поставлялся с двумя или тремя источниками освещения и моторизованным столиком для образцов. В системе заявлен диапазон увеличения от 2 до 40 раз, а также возможность захвата изображений в черно-белом и цветном режиме. ^{[ 4 ]} Другие системы были разработаны Нилом Рутом и Теодором Кларком и сообщили о более высоком увеличении (до 100X). ^{[ 3 ]}

Процесс LSP

Выравнивание и фокусировка : источники света выровнены и сфокусированы, чтобы проецировать тонкую, равномерную плоскость света на объект.
Движение сцены : Предмет движется с контролируемой скоростью, сканируя плоскость света.
Захват изображения : Затвор камеры установлен на длительную выдержку или может открываться и закрываться вручную. Движение объекта по освещенной плоскости фиксируется на пленке. Этот процесс очень похож на нанесение изображения на пленку с использованием фотонов вместо краски. ^{[ 5 ]}^{[ 7 ]}

Приложения

LSP был особенно полезен в биомедицинской фотографии, где он использовался для документирования увеличенных объектов с увеличенной глубиной резкости по сравнению с традиционными макро- и микрофотографиями. Его использовали для получения детальных изображений биологических образцов, например, для получения изображений мелких насекомых и их частей. SLP использовался для документирования коллекций ракушек для научной документации и исследований. Другие области применения включают судебную медицину , минералогию и визуализацию изломанных поверхностей и деталей. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 7 ]}^{[ 10 ]}

Преимущества и проблемы визуализации LSP

Преимущества

Исключительная глубина резкости : объекты четко прорисованы во всем.
Большое увеличение : Детальные изображения при значительном увеличении без ущерба для глубины резкости.
Аналоговая точность : обеспечивает нецифровое решение с точным представлением изображения.
Универсальность : может использоваться для объектов разного размера, от макро до немакромасштабов.

Проблемы

Техническая сложность : Требует точной настройки и центровки.
Время экспозиции : обычно требуется длительное время экспозиции из-за процесса сканирования.
Контроль контрастности : направленное освещение может создавать резкие тени и высокий контраст, которыми, возможно, придется управлять.
Цифровая конкуренция . Фокус-стекинг в значительной степени заменил LSP в цифровую эпоху благодаря удобству и гибкости. ^{[ 3 ]}^{[ 7 ]}

Вклад своими руками

Энтузиасты и исследователи внесли свой вклад в развитие и доступность LSP, создавая и распространяя руководства по самостоятельной работе. Этот вклад позволил другим создать свои собственные системы LSP, используя легкодоступные материалы и компоненты. Публикации Нила Рута содержат подробные инструкции и рекомендации по построению установки LSP. Эти самодельные системы позволили более широкой аудитории изучить и использовать преимущества визуализации LSP в различных областях. ^{[ 6 ]}^{[ 10 ]}^{[ 4 ]}

См. также

Фокус-стекинг

Ссылки

^ Маклахлан, Дэн младший «Чрезвычайная глубина фокуса в микроскопии». (1964) Прикладная оптика, Том 3, № 9, стр. 1009-1013.
↑ Маклахлан Д. младший (27 августа 1968 г.) Патент США 3398634A
^ Jump up to: ^а ^б ^с Рут, Н. (1985) «Световая сканирующая макрография – краткая история и ее современный статус» . Журнал биологической фотографии, Vol. 53, № 2, стр. 69-77.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарп, В.П., Казилек, С.Дж. (январь/февраль 1990 г.) «Сканирующая световая макрофотография». Техника темной комнаты и творческая камера, стр. 43-45.
^ Jump up to: ^а ^б Рут, Н. (1986) «Микрофотография глубокого поля». Фотометоды, стр. 16-18.
^ Jump up to: ^а ^б Рут, Н. (январь 1991 г.) «Упрощенное устройство для создания макрофотографии (сканирования) глубокого поля» . Журнал биологической фотографии, Vol. 59, № 1, , стр. 3-8.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарп, В.П., Казилек, С.Дж. (1991) «Сканирующая световая макрофотография» . (Scanninglight.org по состоянию на 5 июля 2024 г.)
^ Вайс, С.Л. (2009) «Судебно-медицинская фотография: важность точности» . Pearson Education, стр. 244–245. ISBN 978-0-13-158286-6 (Интернет-архив, по состоянию на 5 июля 2024 г.).
^ Сковил, Дж. (1996) «Фотографирование минералов, окаменелостей и гранильных материалов» . Geoscience Press, стр. 62-65. ISBN 0-945005-21-0. (Интернет-архив, по состоянию на 5 июля 2024 г.)
^ Jump up to: ^а ^б Кларк, Т. « Создание системы сканирующей световой макрофотографии ». The McCrone Group (по состоянию на 7 июля 2024 г.).

[McLachlan1964-1] Маклахлан, Дэн младший «Чрезвычайная глубина фокуса в микроскопии». (1964) Прикладная оптика, Том 3, № 9, стр. 1009-1013.

[McLachlan1968-2] Маклахлан Д. младший (27 августа 1968 г.) Патент США 3398634A

[Root1985-3] Jump up to: ^а ^б ^с Рут, Н. (1985) «Световая сканирующая макрография – краткая история и ее современный статус» . Журнал биологической фотографии, Vol. 53, № 2, стр. 69-77.

[SharpKazilek1990-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарп, В.П., Казилек, С.Дж. (январь/февраль 1990 г.) «Сканирующая световая макрофотография». Техника темной комнаты и творческая камера, стр. 43-45.

[Root1986-5] Jump up to: ^а ^б Рут, Н. (1986) «Микрофотография глубокого поля». Фотометоды, стр. 16-18.

[Root1991-6] Jump up to: ^а ^б Рут, Н. (январь 1991 г.) «Упрощенное устройство для создания макрофотографии (сканирования) глубокого поля» . Журнал биологической фотографии, Vol. 59, № 1, , стр. 3-8.

[SharpKazilek1991-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Шарп, В.П., Казилек, С.Дж. (1991) «Сканирующая световая макрофотография» . (Scanninglight.org по состоянию на 5 июля 2024 г.)

[Weiss2009-8] Вайс, С.Л. (2009) «Судебно-медицинская фотография: важность точности» . Pearson Education, стр. 244–245. ISBN 978-0-13-158286-6 (Интернет-архив, по состоянию на 5 июля 2024 г.).

[Scovil1996-9] Сковил, Дж. (1996) «Фотографирование минералов, окаменелостей и гранильных материалов» . Geoscience Press, стр. 62-65. ISBN 0-945005-21-0. (Интернет-архив, по состоянию на 5 июля 2024 г.)

[Clarke2024-10] Jump up to: ^а ^б Кларк, Т. « Создание системы сканирующей световой макрофотографии ». The McCrone Group (по состоянию на 7 июля 2024 г.).

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]