Я пытаюсь записать каплю воды на предметное стекло со стороны и под углами одновременно. Как этого достичь?

Question

Я пытаюсь записать удары капель воды с помощью высокоскоростной камеры. Я хотел бы записать удар сбоку и снизу (через стеклянное стекло, которое попадает в каплю). Из-за лабораторных ограничений доступна только одна камера. В моей текущей настройке, детализированной на фотографии ниже, предметное стекло пересекает изображение с зеркалом, расположенным чуть ниже. Однако из-за малой глубины резкости и различий в длине пути я не смог сфокусировать оба вида.

Цель довольно сложна для объяснения, поэтому я привел несколько грубых рисунков, чтобы объяснить ситуацию. Верхняя половина - это то, что было в моей первоначальной настройке, а нижняя - то, что я хочу видеть на фото / видео:

Я понимаю, что это довольно амбициозно, любая помощь приветствуется. Спасибо.

Answer 1

Несколько идей:

Больше зеркал для соответствия длины пути

Во-первых, нужно использовать больше зеркал, чтобы длины путей были намного более похожими, и, надеюсь, не сильно увеличивать общее количество. Вот эскиз, основанный на вашем. Верхняя и нижняя части дополнительной траектории в верхней балке каждая составляет половину длины дополнительной траектории в нижней балке.

Конечно, возможно, что у вас нет места для этого

линза Барлоу

Вторая идея заключается в использовании расходящегося объектива перед объективом камеры только для зеркального пути. В микроскопии это называется линза Барлоу (обратите внимание, что этот термин используется немного по-другому применительно к телескопам).

Это должна быть слабая отрицательная линза, в идеале ахромат, но линзы мениска может быть достаточно. Он должен быть установлен прямо на оптической оси рядом с существующей линзой и выровнен в трех измерениях с достаточным количеством перемещений в направлении фокусировки. Возможно, вам придется сократить объектив, чтобы очистить путь к другому изображению.

Коммерческий фильтр разделенного поля

" фильтр разделенного поля " (ссылка на продукт Cokin, но я предлагаю поиск в Google) может показаться хорошей идеей, но я могу видеть только от +1 до +3, что, вероятно, слишком сильный. Это немного похоже на промышленную версию того, что я описываю, но без всякой настройки. Также отфильтрованный бит должен идти по более короткому пути. Отсутствие смещения по оптической оси означает, что вы мало контролируете соотношение расстояний, которое находится в фокусе.

объектив с наклоном и смещением

Объектив

tilt-shift (или просто наклон) предназначен для таких вещей. Вводя небольшой угол между объективом и камерой, масштаб и фокус изменяются по всему изображению. Влияние на увеличение может быть терпимо небольшим или откалиброванным. Эта настройка обычно встроена в объектив. Я видел различные проекты по добавлению наклона к существующему объективу, все они также используются как удлинительные трубки, уменьшая максимальное фокусное расстояние.

Эти объективы дороги, и из-за того, что эффект непрерывен, вы можете изо всех сил пытаться получить достаточную глубину фокусировки в пределах данного полуизображения

Answer 2

Я думаю, вы можете быть на пределе убывающей отдачи. Если не считать изготовленной на заказ линзы мениска для компенсации различных оптических путей, решение выглядит сложным (прочитайте несколько светопропускающих поверхностей).

Выходом из этого поля будет использование двух камер и электронная синхронизация видов после съемки. Это даст вам больше гибкости при выборе оптимальных углов обзора и освещения для воспроизведения деталей. Я понимаю, что это предложение нарушает условия сделки; но реалистичность получения желаемых результатов не исключает возможной необходимости, учитывая ваши требования.

Стеклянный лист, отделяющий верхнюю часть от нижнего угла, будет проблематичным с точки зрения освещения и детализации препятствий на поверхности удара, поскольку ее передний край будет ближе к объективу, чем объект, и, по-видимому, не в фокусе. Размытие затруднит ударную поверхность на расстоянии объекта.

Избегать попадания брызг и разливов легче при разных ракурсах камеры, поскольку вам не нужно ставить под угрозу фокусировку для доступа к настройке.

Синхронизация двух высокоскоростных камер также может стать кошмаром без какого-либо генератора синхронизации. Некоторые камеры имеют возможность внешней синхронизации.

Answer 3

Похоже, у вас есть треугольник. ABC , где

• A - расстояние от камеры до падения
• B - сбросить зеркало
• C - зеркало на камеру.

A < B + C Всегда.

Так что вам нужно позиционировать так (B + C) - A < DOF distance. Для этого вы можете:

1. Перейти на более высокий F-стоп номер
2. Подвиньте зеркало как можно ближе к капле
3. Переместить камеру дальше от падения.

И всегда есть еще один способ сделать 2 выстрела;)