3D Seitenansichten einer komplexen Diatomeen mit Helicon Focus u. PICOLAY

[rlu]

Hallo,

dieser Beitrag deckt Techniken für die 3D Darstellung in Picolay und Helicon Focus ab.
Helicon Focus 3D Darstellung, Animiert und Kreuzbild in verschiedenen Perspektiven.
Picolay rückwärtige Ansicht, Frontansicht mit dem Fokus auf Kontrast oder Oberflächen.
Gezeigt wird auch die Zuordnung der Stacking Parameter zu den Stacking Einstellungen in PICOLAY.

Es ist folgende Frage in einem Nachbarbeitrag aufgekommen, zur der ich eine Lösung gefunden habe.

ist es möglich den Stapel so zu drehen, dass man auf die Außenseite schaut?

3D-Ansicht mit Helicon Focus, Methode B(Tiefenabbild), rotierend.
Der Hintergrund wurde farblich in HF angepasst. Dazu den Picker und Farbe wählen.
Vorteil dieser Methode, es geht rasend schnell mit einem guten Ergebnis.
Man braucht, dazu keinen Kreuzblick zu können, den vermutlich nicht mehr als 10% der Menschen beherrschen.
Und selbst mit Kreuzblick ist dieses Merkmal nicht so gut zu sehen.


Was ist die wahre Form dieser Diatomeen?
Basierend auf dem Bild und dem Tiefenabbild ist das kein klassischer geometrischer Zylinder.
Denn in der Mitte gibt es eine Einschnürung.
Beispiel: Coscinodiscus
Zu sehen ist die Tiefenkarte mit der der Verrechnungsmethode B in Helicon Focus.


Seitenansicht. Ob das jetzt die ganze Wahrheit ist?
Interessant wäre es zu wissen, ob die wirklich so aussehen?

Tool mp4->gif:
https://ezgif.com/

Liebe Grüße
Rudolf

[rlu]

Hallo,

Hintergrund aus einer Auswahl an Einzelbildern geputzt; was Arbeit macht, mit Helicon Focus.


Liebe Grüße
Rudolf

[Heribert Cypionka]

Lieber Rudolf,

ich will dir noch mal den Gefallen tun, auf deinen Post zu antworten, kommentiere aber die Qualität der Ergebnisse nicht. Meine Bilder sind komplett unbearbeitet und mit den Parametern gewonnen, die in dieser Namensliste stehen:



bu=bottom-up, td=top-down, enh=horizontale Spiegelung, #1=Filterset, fil2=Filter, pa-5=Patches um 5 Pixel reduziert, pam100=Pixels above Minimum zu 100% berücksichtigt, _en=Kontrast und Schärfe automatisch erhöht

Normales Stacking (max. Schärfe):


Tiefenkarte dazu:


Oberfläche, Overlay Pixel mit Score>13:

Tiefenkarte dazu:


Blick von unten (Stapelreihenfolge gedreht, Overlay Pixel mit Score>13, Ergebnis horizontal gespiegelt):

Tiefenkarte dazu:


Für die Anaglyphenbrille: Topview


Bottom view:


Auf die Animation habe ich verzichtet.

Hier noch die Ansichten in 2D, farbreduziert: https://www.picolay.de/forum/max-top-bottom-view.jpg

Lieben Gruß,
Heribert

[rlu]

Hallo Heribert,

vielen Dank für die Hinweise. Hier ein "kleiner" Einschub zu Picolay:

Mit dem neuen Algorithmus ,,Pixel > min. score" kommt man zu einer Ansicht der Rückseite, wenn man die richtigen Einstellungen kennt(Spalte C). PICOLAY macht damit einen großen Schritt nach vorne.
Die Oberfläche von der Vorderseite kann sichtbar gemacht werden, auch wenn die Kontraste nicht sehr stark sind.( ,,Pixel > min. score")(Spalte B).

Zudem wird die Zuordnung vom "Stacking-Parameter-String" zu den "Stacking parameters" gezeigt.
Jedes gestackte Bild aus Einzelbildern und die dazugehörige Tiefenkarte tragen einen "Stacking-Parameter-String", in diesem ist codiert, mit welchen "Stacking parameters" man diese Bild erzeugt hat. Die "Stacking parameters" sind über die Taste F2 zugänglich.







Codierung Anweisungsstring


Abkürzungen und deren Bedeutung:
"py stk #1 sub15 pa-5 fil2 pam100 en" (stk = stacking Bild)
"py map #1 sub15 pa-5 fil2 pam100 en" (map = Zugehörige Tiefenkarte)
py = davorgesetztes Kürzel, kann durch Umbenennen ersetzt werden, dient der Beschreibung.
#1=Filterset, fil2=Filter, pa-5=Patches um 5 Pixel reduziert, pam100=Pixels above Minimum zu 100%
berücksichtigt, _en=Kontrast und Schärfe automatisch erhöht(macht man danach), stk = Stackingbild, map = Tiefenkarte
Hi100, Lo100, die oberen, bzw. die unteren Bilder bevorzugt berücksichtigen


Zuordnung der "Stacking-Parameter-String" zu den "Stacking parameters"


String/Teil    Stacking Parameters
#1            "Filter set 1": vermutlich so was wie Radius und Kontrast, ab wann soll ein Pixel berücksichtigt werden
fil2            Fixed(1-10) 2, und ist Feintuning zu "Filter set"

Filter(ganz was anderes als "Filter set":
sub15          "Minimum score/noise suppressor 15" wie fein soll Tiefenkarte gelegt werden, bestimmt auch Stacking Bild
pa-5          "Narrow or widen patches(-/+10) -5" erweitert oder verkleinert den Bereich. Negative Werte verkleinern den Bereich
pam100        "Pixel größer min. score 100", wie stark werden schwache Pixel berücksichtigt
map              zeigt Tiefenkarte immer an.
Test 4 Filter    Settings(hier nicht hilfreich), da das "Filter set"=4 gewählt ist
Align            eher nicht verwenden, Freihand, Wind, Größenänderung etc.

Nicht Codierung:
wird nicht vom Programm erzeugt, kann aber händisch eingetragen werden. Sinnvolle Ergänzung zur Übersichtlichkeit.
picoly beginnt die Bezeichnung mit ,,py"
bu=bottom-up, td=top-down, enh=horizontale Spiegelung
diese kann händisch durch einen anderen Text ersetzt werden. Hier z.B. ,,Cocino_enhbu"
Cocino_enhbu(horzintale Spiegelung)(Bottum up), wurde händisch eingetragen
Die Reihenfolge muss gedreht werden über: Menü/Image list/Reverse Order oder ,,Ctrl+O", Spiegelung erfolgt über linkes Fenster/Enhance/Flip/horziontal – ,,Apply to all marked images"

Coscino_td




Zur Orientierung. Welche Merkmale sind vorne und auf der Rückseite bei dieser Diatomeen zu sehen.
Ansicht von Hinten:
Pfeile zeigen auf einen kleine Rhombus(Heribert meint Diatomee) und markanten schwarzen Fleck
Oberfläche ist hinten geschlossen

Ansicht von Vorne:
Oberfläche hat im Zentrum einen Durchbruch

Beim Stacking werden die ersten Bilder mit der nächsen Distanz aufgenonmen
Das letzte Bild ist am weitesten entfernt.
Dreht man die Reihenfolge um, dann ist logischerweise das letzte das hinterste und gleichzeitig die Ebene vom Objektträger. Hier Bild 083.jpg. Weil die Reihenfolge umgedreht wurde trägt es die Bezeichnung ,,enhclip83.jpg".



Neue Technik für die rückwärtige Ansicht und die dazu nötigen Einstellungen.
Dazu auch ein Vergleich mit den Möglichkeiten davor über "Prefer High".
Jetzt könnten auch die Elemente im Bild berücksichtigt werden, die einen schwächeren Kontrast haben.(pam100).
Reihenfolge gedreht, gespiegelt. Die Tiefenkarte zeigt hier einen sanften Verlauf mit den richtig gewählten Parametern.






Eine sehr schöne Anwendung dieser Technik ist hier zu sehen
Diatomeen - von oben und unten gleichzeitig


Folgende Dinge haben die Nachvollziehbarkeit positiv verändert:
•    Testdaten zu der Diatomeen sind bereitgestellt, denn ohne Testdaten macht das alles keinen Sinn.
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?msg=391511
•    Die Codierung für die Berechnung ist jetzt bekannt und kann nachgestellt werden. Damit wird ein Standard erreicht, wie im "Focus Stacking Forum", wo die Aufnahmeparameter bekannt gegeben werden.
•    Die Testdateien sind so klein, dass die Berechnung schnell ausgeführt wird.
    Dazu über linkes Fenster/Enhance/Resize/Auswählen/"Apply to all marked images",
    evtl mit der neue Methode hier arbeiten: PICOLAY nun bis zu 10x schneller
•    Der Fokus muss auf dem optimiertem Tiefenabbild liegen, mit sanften Übergängen. Dazu müssen die richtigen Parameter gefunden werden. Mit kleinen Dateigrößen arbeiten.

Liebe Grüße
Rudolf

Kreuzbild rückwärtige Ansicht der Diatomeen.

[rlu]

Hallo,

hier die Diatomeen noch weiter zur Seite gedreht mit HF.
Zuerst wurde die Bildserie mit Methode B in HF gerechnet. Dann auf den Reiter Speichern. Dann auf den Button "3D Modell exportieren". Hier kann die passende Perspektive gewählt werden.
Und zwar indem die Rotationsgeschwindigkeit auf 0 gesetzt wird. Mit den Pfeiltasten kann der Ansichtswinkel verändert werden. Klickt man den Würfel, dann wird die Grundperspektive wieder hergestellt.
Mit der rechten Lampe, kann gesteuert werden, woher die Beleuchtung kommmt.
Exportiert werden kann man diese Ansicht auch als Film, der dann wieder extrahiert als GIG ins Forum hochgeladen werden kann.

Erzeugung eines Kreuzbildes/"Cross-over Stereo in Helicon Focus.
In diesem Fall wurde ein Stereobild erzeugt. Dazu auf den Reiter "Datei", dann auf "Stereo speichern", dann bei Typ "Cross-over Stereo" wählen.

Es bietet sich an die Kanten relativ gerade ausgerichtet zu lassen, wenn man ein Kreuzbild machen will. Und man braucht relativ viel Raum, um das Objekt verlustfrei schneiden zu können.
Der Schneidevorgang kann simultan für beide Ansichten in SteroPhoto Maker Pro durchgeführt werden. Menü/Datei/Stereobild öffnen. Auf Menü/Bearbeiten/Zuschnitt/freier Zuschnitt. Nachdem man den Rahmen gezogen hat noch mal klicken, dann wird zugeschnitten.
Dann das Bild unter Menü/Datei/Stereobild speichern.

Der Trick hier ist man cropped/schneidet simultan beide Bilder mit dem StereoPhoto Maker Pro.
Dann kann man wie hier noch etwas Retusche betreiben, um den Hintergrund zu entfernen.



Gestacktes Bild, gerechnet mit Methode B. Im Reiter "Nachbearbeitung" sieht man die Tiefenkarte, wenn sie angehakt ist(Tiefenkarte anzeigen).


Dann auf den Reiter "Speichern", dann auf "3D-Modell exportieren".


Rotationsgeschwindigkeit auf 0. Über Hintergrund die Hintergrundfarbe anpassen. Hier mit dem Picker auf den gelben Hintergrund gehen. Klick auf den Würfel, das Bild wird auf die ursprüngliche Perspektive zurückgesetzt. Mit den Pfeiltasten kann eine Drehung erfolgen. Klick auf die GlühBirne. Der Lichteinfallswinkel kann geändert werden.


Das 3D-Modell wählen. Hier Kreuzblick. Man kann auch unter verschiedenen anderen 3D-Ansichten wählen.


Liebe Grüße
Rudolf
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[Heribert Cypionka]

Lieber Rudolf,

über die matschige Verformung könnte man ja schmunzelnd hinwegsehen...

Aber das mittlere Gürtelband ist ja fast komplett durchsichtig und man schaut hindurch auf die Unterschale (bei Aufsicht) bzw. von unten auf die Oberschale.

Was du als kl. Rhombus bezeichnest, ist eine kleine, unter der Schale klebende Diatomee, die man in den PICOLAY-3D-Bildern gut lokalisieren kann. Bei HF scheint sie (kaum mehr als solche erkennbar) mitten auf dem Gürtelband zu kleben. Da gibt es also keine brauchbare Tiefenkarte.

LG
Heribert

[rlu]

Hallo Heribert,

ich habe das vermerkt, dass ich für HF noch keine Lösung habe, falls es überhaupt eine gibt, um die rückwärtige Ansicht anzuzeigen.
Deine Methode mit der du das bewerkstelligst ist neu. Chapeau! Damit kannst du ja auch die Oberfläche vorne von der Diatomee besser darstellen. Zuvor sind die starken Kontraste stärker durchgekommen. Ist das richtig?
Bin schon auf dein Video gespannt. Schließlich sollen es ja mehr als zwei Personen nutzen.;-)
Habe schon mal den Anfang gemacht und versucht möglichst viel Infos, die mir selber nicht klar waren, zu dokumentieren.
Hilfreich wären dazu auch Spieldaten zum Testen. Außerdem wären Modelle mit den Parametern, die funktionieren, nützlich, damit man sie nachvollziehen kann.

Diese rotierende Diatomee(HF) finde ich nicht verkehrt.  Diese Ansicht hat hier Vorteile gegenüber einer starren Anzeige(Kreuz/Parallel). Vermutlich ist sie auch besser als ein Wackelbild.
Soweit ich das verstanden habe, müsste man auch in Picolay eine solche Kreisbewegung abbilden können.
Bisher hast du immer auf einer Achse gearbeitet, stattdessen könnte man dann mehrere Achsen kombinieren und dann die Einzelbilder zu einem GIF zusammenfassen.


Liebe Grüße
Rudolf

[rlu]

Hallo,

animiertes GIF in PICOLAY, basierend auf
"py stk #1 sub12 pa-5 fil2 pam100 en" neue Technik, da mit dem Parameter pam100 auch weniger kontrastreiche Pixel dargestellt werden.
3D wird ausgeschalten bei der Erstellung im 3D Fester(Haken weg nehmen), Schrittweite 5x1°, 100ms Dauer bei der GIF-Erstellung.

Aber das mittlere Gürtelband ist ja fast komplett durchsichtig und man schaut hindurch auf die Unterschale (bei Aufsicht) bzw. von unten auf die Oberschale.

Kann man da was optimieren? Vielleicht die Steps erhöhen und die Schrittweite verkleiner. Dann werden die GIFs ziemlich groß.


6 Bilder jeweils in für x, y, z Achse. Startpunkt immer -3

X-Achse dreht


Y-Achse dreht


Z-Achse dreht




Liebe Grüße
Rudolf

[rlu]

Hallo,

habe jetzt die Schrittweite verkleinert und die Anzahl der Schritte erhöht.
Sieht besser aus.

5,1MB zu groß fürs Forum. Muss es auf 4MB verkleinern

Z-Achse 10-Schritte mit 0.5° Schrittweite, Start -3 auf der Z-Achse


Y-Achse 10-Schritte mit 0.5° Schrittweite,  Start -3 auf der Y-Achse
Sieht besser aus. Die Struktur vom Seitenband geht aber auch da verloren.


Das ist die Tiefenkarte dazu. Die Außenbereiche sind gesäubert und auf grau gesetzt.
Wenn gelbe Stellen, also hohe Punkte, oder ein gelber Rand außen liegen, dann wandern die bei der 3D-Ansicht aus. Vermutlich muss man eine händische Korrektur vornehmen?

[Heribert Cypionka]

Hallo Rudolf,

die Animationstechnik mit PICOLAY hast du offenbar drauf! Nicht jeder mag die so gern, da - wie man hier auch sieht - die Pixel-Päckchen zum Ruckeln neigen. Aber es ist eine Möglichkeit der 3D-Darstellung auch für 'einäugige Gucker'.

Deine Grafik zeigt korrekt, dass die Rotation um die Z-Achse die Tiefenwahrnehmung kaum fördert.

LG
Heribert

[rlu]

Hallo Heribert,

welche Bewegungsrotation würde dann die Tiefenwahrnehmung fördern?
Es gibt ja einige die sehen das nicht mit dem Schiel-blick, die brauchen Hilfe.

Liebe Grüße
Rudolf

[Heribert Cypionka]

Hallo Rudolf,

sehe gerade, dass auf deiner Grafik X- und Y-Achse vertauscht sind. Wenn man um die (senkrechte!) Y-Achse rotiert, ergibt sich die gewohnte Perspektivenverschiebung, die unsere Augen und das Gehirn meistens erleben. Aber auch um die X-Achse gedreht, ändert sich die Tiefe, nicht aber um die Z-Achse...

LG
Heribert

[rlu]

Hallo Heribert,

die Skizze ist kein 2D-Koordinatensystem. Die Biegung soll die Bewegungsrichtung von dem Körper im Raum, um die Achsen andeuten.
Könnte man jetzt, diese Bewegungen in Einzelbilder so kombinieren, dass sich ein bewegtes, rotierendes Bild wie bei HF(erster Beitrag) ergibt?

Liebe Grüße
Rudolf