#1

BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 09.02.2019 11:36
von Daniel | 23 Beiträge

Die Fachzeitschrift "Biologie in unserer Zeit" (BIUZ) hat mich gebeten, das Focus Stacking mal in einem Artikel für Biologen vorzustellen, weil da viele nicht nur Makro-affin sind, sondern das FS auch bei ihrer Arbeit sehr nützlich sein kann. Für Euch hier im Forum bietet der Beitrag sicher nichts neues, aber da ich das Focusstackingforum am Schluss auch für Informationssuchende aufgelistet habe, – und da ausgerechnet diese BIUZ-Ausgabe für jedermann zugänglich online gestellt wurde (das machen die immer nur mit der jeweils ersten Jahresausgabe) –, dachte ich, ich stell den Link hier auch mal rein:

Gesamtausgabe: https://onlinelibrary.wiley.com/journal/1521415x

Artikel online: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full.../biuz.201910667

Artikel als PDF: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf.../biuz.201910667

Beste Grüße,
Daniel

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#2

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 09.02.2019 17:35
von Kurt | 1.902 Beiträge

Hallo Daniel

Vielen Dank für diesen Beitrag, den ich heute Abend in Ruhe geniessen werde.

Vorerst habe ich schon die ersten Sätze gelesen, z.B.:
Das "Focus Stacking" bietet fotografierenden Biologen ...."

Focus Stacking bietet in der Art, wie wir und auch einige wissenschaftlich arbeitenden Biologen es betreiben ein Problem,
denn es ist nicht Massstabtreu.
Wissenschaftliche Zeichner sind immer noch gefragt um massstabtreue Bilder her zu stellen.
Fotografiert man ein Objekt, sind weiter entfernte Teile kleiner, also nicht massstabtreu.
Abhilfe schaffen telezentrische Objektive, da weiter entfernte Objekte nicht mehr kleiner abgebildet werden, sie sind massstabtreu.

Fertigt man eine Bilderserie für ein Focus Stacking Bild, indem man den Fokus nicht verändert,
also die Distanz zum Schärfepunkt immer gleich gross bleibt, dann ist im Fokus ein Objekt in der "Nähe" gleich gross, wie ein Objekt in der "Ferne".
Dies erreicht man mit Veränderung der Distanz, Kamera mit Objektiv, oder das Objekt, wird in kleinen Schritten bewegt.
Mit gleicher Distanzeinstellung wird das Objekt durchfahren.

Als Beispiel zeige ich zwei gleichgrosse Schrauben, in unterschiedlicher Distanz.
Es wird eine Bildserie angefertigt, so dass beide Schrauben und der Zwischenbereich auf einem der Bilder in der Schärfe sind,
also ein ganz normaler Stack, wie wir es üblicherweise machen.
In meinem Beispiel ist die Kamera mit Objektiv fest montiert und das Objekt, die Schrauben werden in kleinen Schritten bewegt.

Auf dem ersten Bild der Serie, ist die nähere Schraube im Fokus.



Auf dem letzten Bild der Serie, ist die entferntere Schraube im Fokus.



Gut erkennt man, dass beide Schrauben auch auf den Bildern gleich gross sind,
was auch logisch erscheint, denn die Fokusdistanz oder der freie Arbeitsabstand ist gleich gross.

Überrascht wird man sein, wenn man die Serie mit Software stackt.
Ob mit Zerene, Helicon oder Affinity, ob die Reihenfolge hin oder zurück gestackt wird, ändert nichts daran,
dass die weiter entfernte Schraube auf dem gestackten Bild kleiner ist.



Ein weiter entferntes Objekt ist also kleiner, so wie wir es auch von Auge sehen und somit nicht Massstabtreu!
Fokus Stacking ist somit nur bedingt, für wissenschaftliche Zwecke geeignet.

Falls jemand weiss, wie man es erreicht, dass beide Schrauben auch im Bild gleich gross sind,
bin ich für einen Hinweis dankbar.

Kurt


_____________________________________________
In der Fotografie gilt es auch, das Schöne zu entdecken.
www.focus-stacking.com
www.focus-stacking.ch/Focus_Stacking_PDF.pdf

zuletzt bearbeitet 09.02.2019 17:37 | nach oben springen

#3

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 09.02.2019 23:00
von carypt | 212 Beiträge

hallo kurt ,

es ist doch aber auch bei einem objekt wie zum beispiel einer schlange von frontal , wo ich den zentimetermaßstab am kopf danebenstelle , nur die schnittebene des kopfes maßstabsgetreu , dahinterliegende ebenen können bei perspektivischer abbildung (fluchtpunkt) nur kleiner werden . das ist normal und mathematisch korrekt , es sei denn man wählt eine isometrische oder andere technische zeichen-perspektive , was ja aber eben nicht schön oder natürlich aussieht . die natürliche perspektive läßt entfernte objekte kleiner erscheinen , das muß so !
PS: https://de.wikipedia.org/wiki/Zentralprojektion

von picolay weiß ich , das in der mitte des fotostapels (stack) die größe (maßstab also) angenommen wird und dann werden die bilder davor oder dahinter größer und kleiner skaliert , eben wegen der fluchtpunkt-perspektive . aber die ebene in der der maßstab anliegt wird doch nicht verzerrt (, wie es vielleicht möglich wäre , bei tonnen- oder kissenförmiger verzeichnung des objektives ) .

ich verstehe natürlich die schwierigkeit bei telezentrischer objektiv-abbildung die maße in welcher (?) ebene genau dem fertigen gestackten bild abzugreifen (auszumessen) . man muß also den maßstabs-stab mit stacken .

problematisch ist eben für das stackprogramm zu wissen : wie groß ist der wirkliche objektabstand von der linse , wie groß ist die abgefahrene stacking-strecke , und wie verzeichnet die linse ? deshalb kann es nur eine durchschnittliche perspektivenverkleinerung anwenden , zu nah oder zu fern fotografiert führt dann zu perspektiv-verkleinerungsfehlern .

der buiz-artilkel des herrn knop erscheint mir sehr ordentlich recherchiert und auch schön und anschaulich gestaltet und enthält offenbar auch eine lösung des maßstabproblems von kurt , nämlich die "light scanning" methode von peter fehrlin, wovon ich noch nie etwas gehört habe . danke für diese information !

(eine weitere fehlerquelle für maßstäbliche abbildung fällt mir noch ein , daß wenn man die öffnung der linse einseitig (zb links) abdeckt , diese abbildung sich von der abbildung der rechts abgedeckten linse unterscheidet ( wie es vielleicht schon durch abdeckung durch das fotografierte objekt entstehen könnte) .)
PS: http://www.janrik.net/PanoPostings/NoPar...rallaxPoint.pdf

gruß carypt


fipradio.fr

zuletzt bearbeitet 13.02.2019 14:29 | nach oben springen

#4

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 10.02.2019 16:06
von Daniel | 23 Beiträge

Hallo Kurt

>>Fokus Stacking ist somit nur bedingt, für wissenschaftliche Zwecke geeignet.<<

Das kann ich so nicht sehen. Wenn ich in der Biologie einen Organismus mit mikroskopischer Vergrößerung beobachte und seine Entwicklung dokumentieren will – egal ob für Lehr- oder Forschungszwecke –, dann bin ich mit der herkömmlichen Fotografie extrem limitiert, weil ich kaum Details festhalten kann. Wenn ich hingegen einen solchen Organismus mit dem Focus Stacking abbilde, kann ich z. B. bei einem Clownfisch-Embryo Amphiprion percula ("Nemo"), der 2 mm Länge hat, ein Foto erzeugen, das ich mühelos auf 50 cm Kantenlänge oder mehr hochskalieren kann. Mache ich z. B. mehrere Fotos unterschiedlicher Embryonalstadien (siehe Bilder), so entsteht daraus sehr anschauliches Material für Lehr- oder Forschungszwecke, in dem Details der Entwicklung bestimmter anatomischer Strukturen hervorragend zu erkennen sind. Hier sehe ich in der Eignung des Focus Stacking für wissenschaftliche Zwecke nicht Einschränkungen, sondern im Gegenteil großen Nutzen, und das war meine Motivation, den Beitrag zu schreiben. Ähnlich könnte man das z. B. für die Geologie sehen, insbesondere die Mineralogie. Die Anschaulichkeit solcher Darstellungen und die Detailwiedergabe beim Vergrößern machen sie für wissenschaftliche Zwecke meiner Ansicht nach sehr wertvoll.



Beste Grüße,

Daniel


zuletzt bearbeitet 10.02.2019 16:08 | nach oben springen

#5

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 10.02.2019 17:03
von Saga | 346 Beiträge

Hi Daniel,
also der Artikel ist echt der Knaller. Ich bin immer noch hin und weg von der Clownfisch-Serie. Da gehört auch Disziplin dazu das auch durchzuziehen. Ganz abgesehen von der Zeit dazu.
Ich denke aber auch das der korrekte Abbildungsmaßstab nicht unbedingt relevant für die Forschung sein muss. Hier geht es ja z.B. um die Entwicklung und die Details.

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#6

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 10.02.2019 17:27
von Daniel | 23 Beiträge

Hallo Thorben,

Danke, Das Lob freut mich :-) Mich hat die Idee unglaublich hingerissen, die Embryonalentwicklung so zu dokumentieren, trotz des gewaltigen Aufwands. Das war sogar schon der zweite Versuch, die erste Serie hab ich mit dem Leitz-Orthoplan gemacht, die zweite auf der optischen Bank. Und glücklicherweise waren die Tierchen so nett, kooperativ zu sein. Ich habe die Bildserie jeden Tag vor mir auf dem Arbeitsrechner als Bildschirmhintergrund...

Daniel

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#7

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 10.02.2019 17:48
von Kurt | 1.902 Beiträge

Hallo Daniel

>>Fokus Stacking ist somit nur bedingt, für wissenschaftliche Zwecke geeignet.<<

Eine Bedingung die für wissenschaftliche Fotografie manchmal wichtig ist, ist die Massstabtreue.
Denn als Wissenschaftler lebt man auch davon, dass man z.B. die Entwicklung von Organen bei Embryonen zu bestimmten Zeiten ausmisst
und so auch Abweichungen durch äussere Einflüsse, im Bild dokumentieren kann.
Dazu eignet sich Focus Stacking nicht.
Um eine Embryonalentwicklung im Ei, in einer Übersicht anschaulich zu dokumentieren, ist Focus Stacking natürlich eine wunderbare Sache.

Ich liebe Focus Stacking, kenne aber auch seine Grenzen.

Dein Artikel gefällt mir sehr gut, verständlich, dienliche Beschreibung und Hinweise, da gibt es nix zu meckern. :)

Kurt


_____________________________________________
In der Fotografie gilt es auch, das Schöne zu entdecken.
www.focus-stacking.com
www.focus-stacking.ch/Focus_Stacking_PDF.pdf

zuletzt bearbeitet 10.02.2019 17:48 | nach oben springen

#8

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 18.02.2019 09:40
von carypt | 212 Beiträge

ich habe den stackingartikel im biuz erst jetzt richtig gelesen (sry) und mir ist aufgefallen , was das problem mit der maßstabsveränderung ist , sowie zwei ergänzende hinweise .

man muß unterscheiden zwischen dem fix-fokus und dem variablen fokus stackingverfahren . sobald der abstand der linse zum bildsensor sich verändert , ändert sich selbstverständlich der abbildungsmaßstab . dies passiert wenn man am fokusring oder der länge des balgenzwischenringes dreht . also bei verwendung des helicon focus zwischenringes sowie bei der autofocusstacking- / focus-bracketing- (olympus) verfahren wird maßstabsänderung auftreten . (für die normalen fotografiemaßstäbe (gegenstände und landschaften) aber sicher kein problem)

bleibt der abstand linse-bildsensor jedoch fest wird keine maßstabsänderung auftreten , aber die gesetzmäßigkeiten der fluchtpunkt-perspektive haben dennoch gültigkeit (größenstaffelung nah-fern) .

zu beachten ist außerdem , daß beim stacking die beleuchtung ortsfest am objekt (zb insekt) verbleiben muß , weil lichteinfallsänderung im stack das stackingprogramm überfordern wird und artefakte erzeugt .

um spiegelschlag- oder verschlußvorhangs-erschütterungen zu vermeiden , kann man auch die videofunktion (oft bei kleinerer auflösung) verwenden und nachträglich bilder aus dem video des stackingdurchlaufs für den stackingstapel extrahieren . das geht recht einfach , erfordert aber starke beleuchtung .

gruß carypt


fipradio.fr

zuletzt bearbeitet 18.02.2019 09:47 | nach oben springen

#9

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 18.02.2019 23:42
von gogs | 29 Beiträge

Hallo Daniel,

vielen Dank für deinen äußerstert interresanten Beitrag und deinen schönen Artikel.

Hier mein Feedback:

Basis: Sony A6000, BB ca. 23.5mm, M10x mit Nikon 10x/0,3 160/0,17, Stahllineal mit 1mm Markierungen.

Bild 1 zeigt eine Mess-Schablone am Canon-Balgen, diese funktioniert bei planen Aufnahmen relativ genau.



Bild 2 zeigt ein Stahllineal mit 1mm Markierungen senkrecht fotografiert, Zusammenrechnungen von hinten nach vorne und umgekehrt sind bei mir fast genau identisch.



Bild 3 45° Schräg von Vorne nach hinten gerechnet.



Bild 4 45° Schräg von hinten nach vorne gerechnet.



Bild5 animiertes Gif aus Bild 3+4 zeigt einen Unterschied zeigen.



Es wird also immer nur ein Teil des Bildes exakt Mass-Stabsgetreu dargestellt/angezeigt, der Rest ist minimal größer oder kleiner, je nach verwendeter Optik, Massstab, Arbeitsabstand, SW etc....

mfG

Christian

Angefügte Bilder:
Aufgrund eingeschränkter Benutzerrechte werden nur die Namen und (falls vorhanden) Vorschau-Grafiken der Dateianhänge angezeigt Jetzt anmelden!
N10x-M10x-381x0,003mm-vorne-nach-hinten-gerechnet-22019-02-18-19-02-47-(C)---Kopie.jpg
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#10

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 19.02.2019 00:14
von carypt | 212 Beiträge

hallo christian ,
erstmal super ! testergebnisse beizusteuern .
es ist also ein stackstapel entstanden durch änderung des abstandes von linse zu sensor , variable fokusdistanz .
dann wurden die bilder mal in vorne-hinten und das andere mal in hinten-nach-vorn richtung an das stackprogramm übergeben , richtig gell ?
frage : welches stackprogramm ?
das ergebnis ist einleuchtend wenn man sich überlegt , daß der größenzuwachs (bildwinkelzunahme) eines körpers im nahbereich der linse nichtmehr annähernd linear ist . deshalb muß es die abweichung je nach stapelrichtung geben . schön gezeigt . es ist also wichtig zu wissen in welcher richtung das stackprogramm die stapelrichtung erwartet .
gruß carypt


fipradio.fr
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#11

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 19.02.2019 01:16
von gogs | 29 Beiträge

Hallo carypt,

ich denke schon das die Maßstabsabweichungen beim Fokus-Stacking linear verlaufen.

Entweder sind meine Aufnahmen hinten M10x oder eben vorne M10x, oder auch der Mitte bei M10x maßstäblich, hängt von mir und den Einstellungen+SW ab.

Meine Stacking-Vorgehensweise habe ich bei Kurt gelernt/abgekupfert, die Bilder werden von vorne nach hinten aufgenommen, und von hinten nach vorne zusammengerechnet.

Das Stackprogramm war Helicon Focus mit Methode C, HF verwende ich deshalb weil es an meinem Rechner am schnellsten geht.

Das Objekt wird bei mir verfahren und die Kamera ist fest.

Bei der 45 ° Aufnahme waren es 381x0,003mm Schritte.
Senkrecht waren es 71x0,003mm Schritte.

Auf spez. Wunsch könnte ich die Bilder auch mit Picolay und Zerene rechnen und als zus. Vergleich/Info einstellen, falls gewünscht.

mfG
Christian

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#12

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 19.02.2019 02:10
von carypt | 212 Beiträge

danke christian für diese wichtigen zusatzinformationen .
einfach wäre doch von dem frontalbild des maßstabstabes die entsprechende passung zum stack in einer überlagerung zu suchen .
vielen dank auf jeden fall für deine untersuchung und mühen . sehr erhellend .
wegen mir brauchst du dir aber nicht nochmehr arbeit machen . :)
gruß carypt


fipradio.fr

zuletzt bearbeitet 19.02.2019 02:12 | nach oben springen

#13

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 19.02.2019 02:58
von gogs | 29 Beiträge

Hallo carypt,

vielen Dank für dein Knowhow.

"einfach wäre doch von dem frontalbild des maßstabstabes die entsprechende passung zum stack in einer überlagerung zu suchen"

Leider habe ich das nicht wirklich verstanden, also eigentlich gar nicht.

Ja tut mir leid, die Thematik ist für mich aber sehr interressant, ich liefere auch meinen Beitrag, aber dazu müsste ich wissen worum es geht, vielen Dank.

mit freundlichen Grüßen

Christian

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#14

RE: BIUZ-Artikel Focus Stacking (1/2019)

in Linkliste 19.02.2019 04:22
von carypt | 212 Beiträge

naja , wenn man den plan liegenden maßstab mit dem 45° gekippten maßstab in einem foto überlagert , kann man sehen wo die maßstriche den gleichen abbildungs"maßstab" haben . oder ?
boah , wow , ich wußte gar nicht , daß ich knowhow habe , fühle mich schwer gebauchpinselt , danke :)
gruß carypt


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