Autor Thema: Kamera kalibration mit dem kostenlosen Zeiss ZEN Lite und einem Zufallsfund  (Gelesen 3083 mal)

newbieDoof

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  • - Matthias
Halloo :)

Zufällig habe ich beim Betrachten eines Displays eine Mikrometerskala mit 1/50mm Auflösung gefunden. Da ich sonst keine Scheibe mit Skala habe, dachte ich mir ich nutze die mal, denn die muss ja auch sehr genau sein, da das Display sonst nicht funktioniert.

Das hier wird also eine Anleitung oder kurze Dokumentation von meiner Arbeit damit und den vielleicht überraschenden Resultaten. Eine Anleitung gibt es glaube ich auch keine für ZEN Lite. (Aber vielleicht bessere Programme...)

Ich selbst bin keiner Anleitung gefolgt  Also habe ich bestimmt das eine oder andere umständlich gemacht.
Grundlegende Annahme war.: Wenn ich die Skala in der Fokusebene Aufnehme und später mit selber Objektiv/Okular-Kombination ein Bild von irgendetwas anderem Aufnehme, kann ich dann die Größe davon bestimmen.
Autofokus vergrößert das Bild auch

Die Skala:


Mit der Skala habe ich dann 60 Bilder und Videos in Möchtegern-Köhler-Beleuchtung aufgenommen. Je eins mit jeder Kombination aus Objektiv (4x, 10x, 20x, 40x, 60x), Okular (10x, 16x), Smartphone Digitalzoom (1x, 2x), und Videoauflösung 1080p oder 4k - obwohl es anscheinend keine Unterschiede in der Vergrößerung bei mir gibt zwischen 4k und 1080p Videos.
Das Smartphone MUSS jetzt immer manuell fokussiert werden. Es gibt sonst viel zu große Unterschiede in der Vergrößerung wenn sich der Fokus ständig ändert.

In ZEN Lite habe ich bemerkt das ich es mir mit ein bisschen Bildbearbeitung viel einfacher machen kann genaue Abmessungen für die Kalibrierung zu erhalten. Dazu habe erst das unbearbeitete Foto der Skala geladen, dann unter Processing mit der Methode "Correlation" das Bild auf Muster in der Y-Axe reduziert (oder so):


Dann ein bisschen in den Displayeinstellungen im Histogramm die Tonbreite angepasst, für mehr Kontrast:


Danach habe ich dann unter Tools, Scaling eine neue Kalibrierung erstellt. Mit der tollen Interactive Calibration Funktion dessen Knopp im Scaling-Fenster ganz unten zu finden ist, habe ich mir dann aus den ganzen Linien Zwei ausgesucht die zusammen passen und einen hohen Kontrast aufweisen. Dabei hilft es das unbearbeitete Foto heranzuziehen um nicht aus versehen die falschen Linien auszuwählen. Das sieht dann so aus:

(Klick für großes Bild)

Am Ende konnte ich so z.B., vermutlich ziemlich genau, das Öffnungsverhältnis, d. h. die effektive lichtdurchlässige Fläche eines Pixels, messen. (Engl. aperture ratio) Das Display mit der Skala hat zum Beispiel ein Öffnungsverhältnis von 58,76% (mit einer Messtoleranz von +3, -1) - also vermutlich eher 60%. (Ohne Farbfilter im Pixel, Polfilter oder irgendwas anderes.)
Diese Webseite erklärt das ganz gut und gibt auch an, dass LCD-Displays Öffnungsverhältnisse von 50% bis 80% haben können: https://www.chitusystems.com/2020/11/03/monochrome-lcd-screen-vs-normal-rgb-lcd-screen-whats-new/

In dem vermessenen Bild würde ich die erreichten Maßtoleranzen als "komplizierten Mist, aber durchaus sehr nützlich" Bezeichnen: +- 0,143ym in einem kreisförmigen Bereich von ~10% der Breite des Fotos, kreisförmig zunehmend bis zu einer Toleranz von +1,6ym und -0,143ym. (radially is apparently the wrong word, it should've been circularly)
Hier das Ergebnis:

(Klick für großes Bild)



Ich freue mich schon darauf irgendwelche Tiere zu messen. :)
Grüße!


PS: Disclaimer: Ich habe keine Ahnung von Displays oder irgendwas anderem hier. Fehler sind also zu erwarten. :)
« Letzte Änderung: April 04, 2022, 07:18:06 Vormittag von newbieDoof »
- Matthias :)
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