¿Cuantas fotos tengo que hacer para un apilado?

[ofarcis]

Hola a todos,

 

Lo que os voy a decir no es nada nuevo pero es de gran ayuda a aquellos que se introducen en el macro extremo mediante un carril de enfoque y el uso de software.

 

Esta es una pregunta que muchos me han hecho y que yo mismo me tuve que responder cuando empecé a hacer fotos extremas. Cada uno pasa varias fases hasta descubrir cual es el número mágico de fotografías que hay que hacer para que un programa de apilamiento realice adecuadamente los cálculos y nos presente una imagen nítida sin pérdidas de enfoque o bandas borrosas por no haberlas fotografiado adecuadamente.

 

Yo bajo mi experiencia personal creo que hay al menos tres formas de saber cuantas fotos tenemos que realizar:

 

1.- Ensayo/Error. Es la forma en la que creo que todos empezamos. Hacemos muchas pruebas hasta que conseguimos más o menos tener un resultado decente. Entonces apuntamos cuantas fotos hemos necesitado por milímetro y a partir de ahí seguimos haciendo fotos. 

 

Este sistema es totalmente factible, pero no necesariamente válido y correcto, podemos enviciarnos con los errores y cometerlos de forma repetida.

 

 

2.- La experiencia. Muy próximo al primer caso, reside en acostumbrarnos a manejar de forma rápida el zoom en que estamos trabajando una aproximación de cuantas fotos voy a precisar. Este método aunque es totalmente valido podemos caer en el error de hacer demasiadas o pocas fotos.

 

En muchas ocasiones nos apoyamos en medidas, encuadres, etc., para realizar los cálculos.

 

 

3.- El método científico. Es el más complicado porque debe usarse alguna fórmula pero es el más correcto en lo que se refiere a cubrir el mineral. Hagamos una revisión general de qué queremos...

 

Estamos hablando de foto de estudio mediante un aparato que es un carril de enfoque que mueve o bien la cámara, o bien el mineral ya sea de forma vertical u horizontal. Si está asegurado que el movimiento es mediante desplazamientos constantes el éxito está casi asegurado. Dado que tenemos un objeto demasiado cerca del objetivo de la cámara nuestra profundidad de campo es muy pequeña. 

 

Es algo así como mirar con nuestros ojos un dedo de nuestra mano a menos de 3 cm, nos obliga a ponernos bizcos y sólo somos capaces de enfocar un poco. Si lo alejamos un poco, ya casi no tenemos que ponernos bizcos y somos capaces de ver un poco más del objeto. Si lo alejamos todavía más ya no nos tenemos que poner bizcos y casi lo enfocamos completamente. Un poco más lejos y ya lo enfocamos perfectamente.

 

Pues el caso que nos atañe es muy parecido. La profundidad de campo que tenemos al fotografiar un mineral tan pequeño de forma tan próxima hace que tengamos sólo una "rodaja" enfocada de nuestro mineral y el resto desenfocada, tanto hacia delante como hacia atrás. Si unimos todas las rodajas tenemos la mortadela entera que en este caso es el mineral. 

 

Nuestra labor entonces reside en cortar de un tamaño adecuado cada loncha de mortadela para que al final tengamos nuestra mortadela perfectamente enfocada.

 

Ahora vamos con una de las fórmulas más usadas para calcular la profundidad de campo que tenemos en cada fotografía. Esta fórmula es la llamada de Lefkowtz que se expresa como:

 

DOV o distancia = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m))

 

CoC es el Círculo de Confusión, aunque ya hablaremos más adelante de el básicamente es un dato dado para cada modelo de cámara y por el fabricante en donde nos indica cuando un punto está totalmente enfocado. Si queréis ver una lista de estos valores los podéis ver en http://www.nikonistas.com/digital/foro/index.php?showtopic=280975.

 

f es la abertura. Por ejemplo 5,6 que es un valor muy usado.

 

m es el factor de ampliación o zoom utilizado. Para calcular este valor podéis consultar el enlace anterior.

 

 

Voy a poner dos ejemplos de dos objetivos que uso de microscopio. En el caso de la abertura (f) para un objetivo normal podemos variarlo bien manualmente bien mediante los botones de la cámara, con lo cual el valor seleccionado sería el valor de f. Pero en un objetivo de microscopio depende de NA que es la abertura dada por el fabricante y es fijo.  Sin embargo para poder usar la fórmula de Lefkowtz debemos aplicar antes la siguiente fórmula:

 

f = 1 / (2*NA)

 

 

Ahora vamos a ver el objetivo primero de microscopio, el conocido Nikon BD Plan 5x con una distancia óptima de 210mm y 0.1 de NA.

 

Luego aplicando la fórmula anterior el valor de la abertura sería f = 1/ (2*0.1) = 5

 

 

Ahora vamos a calcular la distancia adecuada para este objetivo trabajando a 5x:

 

distancia = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 5 * ((5+1)/5*5) = 2 * 0,019 * 5 * 0,24 = 0,0456mm

 

Es decir, el desplazamiento ideal que debemos hacer entre foto y foto es de 0,0456mm pero todavía no hemos terminado. Esto sería el desplazamiento ideal pero podría ocurrir que al enfocar cada loncha de forma tan exacta se notase cada una de estas con una finísima lonchita sin enfocar, por lo tanto para asegurarnos se usa un solapamiento que suele ser entre el 20 al 30%. Yo en mi caso siempre he aplicado el 25% cuando he usado la fórmula. Luego entonces la cosa quedaría así:

 

distancia = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 5 * ((5+1)/5*5) = 2 * 0,019 * 5 * 0,24 = 0,0456mm * .75 = 0,0342mm de desplazamiento a realizar entre cada foto.

 

Con esto tenemos cubierto todo el desplazamiento que tengamos que hacer. Esto sale más o menos a 30 fotos por milímetro para este objetivo y a 5x.

 

 

Si tenemos por ejemplo un husillo con un desplazamiento por revolución de 1mm y una relación entre el husillo y el motor por una polea/correa de 3:1 esto significa que tenemos la siguiente resolución en nuestro carril de enfoque:

 

1mm revolución / 200 pasos motor / 3 = 1/600 = 0,001666666666666 micras por paso de motor. Luego en nuestro programa deberemos indicar 36º a rotar o lo que es lo mismo, 20 pasos. 

 

Por supuesto estos valores dependerá de vuestro Carril de enfoque.

 

Como este objetivo además lo uso a 2, 3 y 4x vamos a poner los cálculos:

 

distancia a 4x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 5 * ((4+1)/4*4) = 2 * 0,019 * 5 * 0,3125 = 0,059375mm * .75 = 0,04453125mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 46,80º

 

distancia a 3x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 5 * ((3+1)/3*3) = 2 * 0,019 * 5 * 0,444444444 = 0,0844444mm * .75 = 0,0633333mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 68,40º

 

distancia a 2x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 5 * ((2+1)/2*2) = 2 * 0,019 * 5 * 0,75 = 0,1425mm * .75 = 0,106875mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 115,20º

 

 

 

Ahora vamos a hacer lo mismo con el otro objetivo, un Nikon E Plan 10x con una distancia óptima de 160mm y 0.25 de NA. Este objetivo suelo trabajar a 6x, 8x, 10x y 12x. El valor de f será:

 

f = 1 / (2*0.25) = 1/0.5 = 2

 

distancia a 6x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 2 * ((6+1)/6*6) = 2 * 0,019 * 5 * 0,194444 = 0,01477777mm * .75 = 0,01108333333mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 10,80º

 

distancia a 8x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 2 * ((8+1)/8*8) = 2 * 0,019 * 5 * 0,140625 = 0,0106875 * .75 = 0,008015625mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 7,20º

 

distancia a 10x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 2 * ((10+1)/10*10) = 2 * 0,019 * 5 * 0,11 = 0,008360mm * .75 = 0,00627mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 5,40º

 

distancia a 12x = 2 * CoC * f * ((m+1)/(m*m)) = 2 * 0,019 * 2 * ((12+1)/12*12) = 2 * 0,019 * 5 * 0,090277777 = 0,0068611111mm * .75 = 0,005145833333mm de desplazamiento a realizar entre cada foto = 5,40º

 

 

Ahora ya sabemos lo que debemos desplazarnos en cada foto y por lo tanto, como sabemos el punto inicial y el punto final del cristal o mineral a fotografiar, podemos dividir dicha distancia total en el número de milímetros que debemos desplazarnos para cubrir correctamente nuestro objetivo.

 

 

Sin embargo, ahora vamos a ondar un poquito más en el CoC o Círculo de Confusión. Hay gente que prefiere que este valor no sea una constante sino un valor variable dependiente no de lo que diga el fabricante sino de la resolución en la que estamos trabajando. Así se puede definir las siguientes fórmulas para calcular el valor adecuado:

 

- CoC píxeles = 3 o el valor que el usuario tolere como válido. Normalmente es 3 pero hay usuarios especializados que prefieren usar unos valores tal como 2 , 4 o 5. 

- Tamaño del pixel en milímetros = Raíz cuadrada de (Ancho del sensor * Alto del sensor / Número de píxeles) 

- CoC mm = CoC píxeles * Tamaño del pixel en milímetros 

 

Vamos a aplicar estas fórmulas a mi cámara EOS 600D:

 

Canon EOS 600 D. Tamaño del sensor = 22,3 mm * 14,9 mm. Número de píxeles = 5.184 * 3.456 

Tamaño del pixel en milímetros = SQRT( (22,3*14,9) / (5.184*3.456) ) = 0,004306517

CoC mm = 0,004306517 * 3 = 0,013 que es diferente de lo que dice el fabricante de 0,019 

 

Por lo tanto si quisiéramos igualar o aproximarnos a lo que dice el fabricante tendríamos que multiplicar por un poco más de 4,44

 

Yo sin embargo prefiero quedarme con el valor de CoC que proporciona el fabricante, valor que una vez aplicado los puntos uno y dos concuerda con este tercer punto. 

 

 

Espero que no haya sido un latazo todo lo que os he contado y que a alguno le resulte útil.

 

Respecto a qué programa de apilamiento usar, creo que esta comparativa de resultados y tiempos es fundamental: http://www.nikonistas.com/digital/foro/index.php?showtopic=275846

 

Un saludo, Oscar.

Editado 7 de Septiembre de 2013 por ofarcis

[ofarcis]

Hola a todos,

 

Todas estas fórmulas, cálculos y experiencias de nada sirve si luego el programa de apilamiento no las tiene en cuenta, por eso todos estos cálculos los he consensuado con Rik, el desarrollador del conocido programa de apilamiento Zerene Stacker. Tal vez pueda fallar en la nomenclatura de los términos usados en las fórmulas e incluso en alguna de las bases d e conocimiento fotográfico que por otra parte, me considero un auténtico inexperto en la materia porque uno sigue aprendiendo día a día de todo un poco y lo mejor es considerarse un inexperto.

 

Por otra parte, gracias a los ordenadores aplicar estás fórmulas y calcularlas en meros instantes hoy en día es totalmente factible y tarde o temprano acabaré implementándolo, pero estas fórmulas que he expuesto son una puerta para aquellos que no las conocen o que todavía no las están aplicando. No es que sean ni mucho menos un secreto, son fórmulas muy usadas y sencillas, por lo que cualquiera las puede aplicar a sus circunstancias.

 

Fijaros en las dos imágenes que adjunto. En la primera si la pincháis y la veis en grande podréis observar como no he realizado las suficientes fotografías y aparecen bandas sin enfocar. En la segunda podéis ver como ese error se ha corregido y aparece toda la pieza enfocada.

 

Error al calcular la distancia entre cada foto, aparece bandas o "lonchas" sin enfocar

 

Aquí el problema se corrige dando un desplazamiento adecuado entre cada foto del apilado

 

 

Y dado que he puesto este mineral y que las fotos de antes sólo eran para la prueba, aquí adjunto la foto hecha con algo más de calidad a 10x en donde se puede ver mejor los detalles de las "bolitas" de Cornellita.

 

Connellita

Mina Clara, Rankach valley, Oberwolfach, Wolfach, Black Forest, Baden-Württemberg, Alemania.

Encuadre de 0,93mm. La bola señalada con la flecha en verde es de un tamaño medio y mide 35 micras (0,035mm)

 

Un saludo, Oscar.

Editado 7 de Septiembre de 2013 por ofarcis

[gatomotero]

muy explicito e interesante el articulo...y bastante clarinete todo.

gracias por compartirlo Oscar..

un saludo

[andreloo]

1+, añadido al bookmark :),excelente aporte, se agradece!!Un saludo.