Come realizzare un microscopio elettronico da una webcam. Il mio microscopio fatto in casa da una webcam

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Digitale Microscopio USB S - equipaggiamento moderno alta classe. Hanno trovato il loro utilizzo in molti laboratori di ricerca e medici, nelle scienze forensi e semplicemente tra coloro che amano guardare l'insolito nelle cose e negli oggetti più semplici. Se sei proprio una persona del genere, sogni un microscopio, ma non hai abbastanza soldi per acquistarlo, puoi farlo da solo Microscopio USB dalla webcam. Con le tue mani si modifica rapidamente e facilmente da qualsiasi dispositivo video portatile.

Per questo processo è necessario avere:

  • webcam da lavoro;
  • Set di cacciaviti;
  • colla, preferibilmente universale;
  • una piccola scatola di plastica;
  • specchio.

Con questi semplici strumenti improvvisati puoi ottenere un microscopio USB perfettamente funzionante da una webcam. È perfetto per le ricerche domestiche, diventando uno dei tuoi giocattoli utili preferiti!

La prima e più importante fase del lavoro sarà lo smontaggio della webcam stessa e la sua rimozione dall'alloggiamento. Questa operazione deve essere eseguita con la massima cura e precisione per non danneggiare i sensori della fotocamera. Adesso bisogna allungare i fili provenienti dai led e dal pulsante di acquisizione immagine, se presenti nella webcam. Se mancano, dovrai collegare un filo separato.

Il prossimo passo nella creazione di un microscopio digitale è dotarlo di una lente. Può essere trovato disassemblando un vecchio CD-ROM. La lente è fissata a una distanza di 1-3 mm dal sensore mediante adesivo hot-melt. Dopo aver allungato i fili, i LED devono essere fissati in modo chiaro e rigoroso nella direzione del supporto dell'oggetto del microscopio fatto in casa. Ora non resta che assemblare il corpo macchina e installarlo su una scatola che servirà come una sorta di treppiede. Per migliorare l'illuminazione degli oggetti studiati, uno specchio viene utilizzato come supporto per reagenti e preparati. Impostiamo la webcam collegandola al connettore USB.

Dopo questi semplici passaggi, hai un microscopio USB già pronto da una webcam! Funziona alla grande. Puoi iniziare a studiare e ricercare oggetti che ti interessano, fotografarli ed elaborare l'immagine. CON grande successo Un microscopio simile può essere utilizzato per riparare e saldare apparecchiature elettroniche e radio. Oppure interessa i bambini mostrando loro gli incredibili processi che si verificano nelle cellule di piante e insetti. Il microscopio sarà utile per numismatici e filatelisti.

Proverò a raccontarti come ho realizzato una fotocamera per un microscopio da una webcam Canyon CNR-WCAM820 economica. La fotocamera è realizzata su una matrice da 1/3", 2 MP. Ho scelto questa fotocamera innanzitutto per il suo design, che è comodo per la modifica sulle ginocchia. Allo stesso tempo, la fotocamera rimane intatta, puoi metterla tutto indietro e usalo come una normale webcam.

IO AVVERTO! Puoi ripetere tutto quanto indicato di seguito a tuo rischio e pericolo e non mi assumo alcuna responsabilità per le cose danneggiate da te. In questo caso perderai la garanzia sulla webcam!

Quindi, cominciamo :

1. Smontiamo la fotocamera e svitiamo tutto ciò che non è necessario (supporto e obiettivo)

2. Misuriamo il diametro della flangia dell'obiettivo e rettifichiamo un anello dello stesso diametro esterno in alluminio sottile (1 mm). Il diametro interno dell'anello è uguale al diametro della montatura della lente riduttrice di messa a fuoco utilizzata. ho preso lente dell'occhio mirino di una vecchia fotocamera Zenit-E. Questa lente è una lente singola piano-convessa. Per coincidenza, si è rivelato perfetto per i miei apocromatici LOMO. Il cromatismo dell'ingrandimento è compensato abbastanza bene da questa lente. Per gli acromatici sarebbe necessario l'incollaggio acromatico, ma questo funziona bene. Anche se il cromatismo è un po' più evidente. È possibile utilizzare la prima lente (collettiva) dell'oculare 7x. Ma poi dovrai armeggiare tu stesso con il design del fissaggio. :D

3. Ho ritagliato un secondo anello da un PCB in lamina da 1,5 mm (non necessariamente lamina, forse un altro materiale durevole). Il suo diametro esterno dovrebbe essere tale da adattarsi all'interno del macroanello (ho M39) e essere premuto contro il secondo macroanello di questo tipo. E il foro interno è per la cornice del nostro obiettivo. Entrambi gli anelli devono essere verniciati con vernice nera opaca.

4. Ora assembliamo il “sandwich”. Mettiamo un anello di alluminio sul telaio dell'obiettivo e lo premiamo con un dado dell'obiettivo del cercatore video. Incolliamo un anello di textolite sopra il dado. Sarebbe meglio fissarlo con lo stesso dado, ma purtroppo nello Zenit ce n'è uno solo.

5. Mettiamo la scatola del cambio risultante al posto dell'obiettivo della fotocamera, prima mettiamo un anello macro sulla fotocamera e assembliamo il corpo della fotocamera. Il lato convesso della lente deve essere rivolto verso l'esterno.

6. Per collegare la fotocamera a un microscopio (Biolam, MBR, MBI), è necessario realizzare un adattatore da due lunghi macro-anelli. Ho usato solo 1 set di anelli M42 e 2 set di anelli M39. Questo è abbastanza per montare questa fotocamera e per montare le DSLR. Quindi, prendi due anelli lunghi e incolla tra loro i lati con il filo interno. Per affidabilità, l'ho incollato con resina epossidica e avvolto in un sottile tessuto sintetico. Questo adattatore resisterà molto. Penso che l'adattatore possa essere realizzato incollando un sottile anello macro nella parte anteriore dell'obiettivo Helios-44 sventrato. In questo caso sarà possibile modificare agevolmente la lunghezza del tubo da raggiungere posizione corretta fotocamera rispetto all'obiettivo.

7. Per installare la fotocamera sul microscopio, rimuovere il tubo, ruotare da esso il supporto conico e avvitarlo al nostro adattatore. Avvitiamo un sottile anello macro all'altra estremità dell'adattatore, posizioniamo la nostra fotocamera su di esso e lo premiamo con l'anello inserito sulla nostra fotocamera. Girare, ma non stringere completamente. Dopo aver collegato la fotocamera al computer e avviato il programma (utilizzo il meraviglioso e gratuito programma Micam-1.4), otteniamo un'immagine sullo schermo del monitor. (Prima di ciò, è necessario regolare la nitidezza del microscopio con l'oculare e posizionare qualsiasi oggetto al centro del campo visivo). Quindi spostando la fotocamera ai lati centriamo l'immagine. Lo stringiamo. La nitidezza dovrebbe essere approssimativamente nella stessa posizione dell'oculare. Se la posizione di messa a fuoco è molto diversa è necessario selezionare l'altezza complessiva del tubo dai macro anelli.

Attenzione: questo design presenta una serie di difetti che potrebbero essere eliminati e la webcam potrebbe essere utilizzata in modo più efficace come microscopio. Con il nuovo design puoi

Fine settimana fai da te:

Da tempo sul balcone c'è un polveroso microscopio scolastico BIOLAM, è un peccato buttarlo via, dopotutto ci sono i bambini, penso che possa ancora tornare utile.

Un fine settimana, mentre pulivo di nuovo il balcone, mi è venuta l'idea di collegare una macchina fotografica al microscopio per fotografare le immagini e visualizzarle sullo schermo del computer. Ma l’idea si è rivelata poco vincente, perché... È stato difficile collegare la fotocamera all'oculare.

Quindi è tutto in ordine. La prima cosa è scegliere una webcam. Sono stato guidato da forma cilindrica lente per facilitare il montaggio della fotocamera sull'oculare del microscopio. La webcam è stata acquistata, rimane la cosa più difficile: fissare saldamente la fotocamera all'oculare. Comincio a cercare un adattatore dall'oculare alla fotocamera da materiali di scarto e mi stabilisco sul cappuccio in gel fastum: il diametro esterno corrisponde esattamente al diametro dell'oculare e al diametro interno dell'obiettivo della fotocamera.

L'unica cosa che resta da fare è collegare tutte queste parti in un tutt'uno: ho risolto il problema con l'aiuto dell'adesivo siliconico hot melt

Montiamo l'intera struttura in un unico insieme e otteniamo un giocattolo eccellente sia per bambini che per adulti.

Ora il nostro microscopio è molto popolare a casa, quindi con l'aiuto di un semplice ammodernamento abbiamo dato una seconda vita alle cose vecchie

Pubblicherò inoltre i risultati della nostra ricerca, ottenuti utilizzando un microscopio “elettronico”.

ad esempio la matrice LCD di un telefono cellulare touchscreen

Di seguito è riportata la matrice LCD del comunicatore

Ricordi le lezioni di biologia scolastica, in cui osservavamo le cellule di cipolla colorate con iodio al microscopio? Quanto misterioso sembrava allora penetrare in questo misterioso mondo invisibile!

Si scopre che ognuno di noi può realizzare un vero microscopio da una webcam con le proprie mani. Per questo non sono necessarie conoscenze particolari; bastano pochi oggetti che si possono trovare in ogni casa. Allo stesso tempo, non danneggeremo la webcam; potrà funzionare come prima. Quindi, avremo bisogno di:

Webcam USB;
. scotch;
. forbici;
. supporto (asta montata verticalmente sulla base), in grado di funzionare come treppiede;
. una tabella tematica su cui disporremo gli oggetti della nostra futura ricerca;
. retroilluminazione: qualsiasi fonte di luce con luminosità sufficiente, puoi anche utilizzare la torcia del cellulare.

Allora, cominciamo! Il primo passo è trasformare la fotocamera stessa in un microscopio. Per fare ciò basta svitare la sua lente e reinserirla, ma dall'altro lato. Il risultato è uno straordinario effetto di ingrandimento. Va bene se la fotocamera del microscopio è almeno megapixel. Puoi prenderne di meno, ma anche il fattore di ingrandimento sarà corrispondentemente più piccolo.


Il prossimo passo è un treppiede. Più è stabile, più facile sarà impostare il microscopio dalla webcam. È meglio scegliere per esso un'asta rigida, che deve essere fissata sul bordo di una base di dimensioni sufficienti, con un lato di circa 20 centimetri.

Su un treppiede, ad un'altezza di circa 10 cm, realizziamo un palco delle dimensioni di un pacchetto di sigarette. Al suo centro è necessario praticare un foro per l'illuminazione dal basso. Per il tavolo è adatto il cartone spesso, che può essere facilmente fissato a un treppiede utilizzando un angolo a L e un nastro adesivo. L'angolo può essere preso già pronto o tagliato da una lattina sottile, come un barattolo di latta.

Non resta che collegare il microscopio stesso dalla webcam al treppiede. Tieni presente che l'obiettivo deve essere libero di avvicinarsi al soggetto solo di pochi mm, quindi se la forma della parte anteriore del corpo non lo consente, allora deve essere rimosso. Il microscopio con webcam viene fissato in modo simile a un tavolino, ma non al treppiede stesso, bensì a una penna a sfera o qualcosa di simile. Successivamente fissiamo la maniglia sul treppiede in modo che sia possibile spostarla verso l'alto o verso il basso di un paio di centimetri per regolare la messa a fuoco. Puoi fissarlo con un sottile filo di rame.


Il nostro microscopio con webcam è quasi pronto. Ora devi assolutamente illuminare il palco dal basso. Se non trovi nulla di adatto, usa un piccolo specchio. Posizionalo sotto il tavolo in un angolo in modo che proietti il ​​coniglio lontano dalla fonte di luce sul palco. La fonte di luce può essere una torcia.

Ora devi mettere a fuoco la fotocamera. Collegalo. Posiziona un foglio di carta con il testo stampato sul palco e regola la nitidezza muovendo la webcam sulla nostra slitta improvvisata. Ora lo sai approssimativamente

Quando acquisti qualsiasi prodotto da venditori cinesi, devi stare molto attento, poiché spesso, direi anche regolarmente, per promuovere i loro prodotti, i venditori indicano caratteristiche deliberatamente gonfiate nelle descrizioni dei loro prodotti. Bisogna infatti frugare tra montagne di spazzatura pubblicitaria per trovare una descrizione adeguata e acquistare prodotto di qualità. Ma a volte, non spesso, accade la situazione opposta. Quando la descrizione presentata del prodotto non è completa e infatti tale descrizione nasconde i vantaggi unici del prodotto. Questo materiale rivelerà una di queste gemme nascoste.

Il tema del microscopio “corretto” per la saldatura non è nuovo. Molti hanno già provato a trovare una soluzione a questo problema. Il problema esiste perché l’elettronica moderna utilizza parti sempre più piccole e installazioni sempre più dense. I dettagli diventano così piccoli che è difficile vederli anche ad occhio nudo. Ed è quasi impossibile lavorare con tali componenti senza dispositivi ottici ausiliari.

In realtà esistono diversi approcci per risolvere questo problema sul mercato:

  • questo è l'uso di lenti di ingrandimento, sia fisse che indossate sotto forma di occhiali
  • questo è l'uso dei microscopi ottici, convenzionali e stereo
  • e la soluzione più alla moda è l'uso dei microscopi digitali.
Ogni soluzione ha i suoi vantaggi e svantaggi. Vale a dire:
  • Una normale lente d'ingrandimento non ha un ingrandimento sufficiente oppure deve essere posizionata molto vicino all'oggetto.
  • I microscopi ottici non sono economici e hanno uno spazio di lavoro molto limitato
  • Qualunque strumento ottico, lente d'ingrandimento o microscopio ottico, creano un grave sforzo per gli occhi. L'uso delle lenti d'ingrandimento è particolarmente dannoso per gli occhi.
  • I microscopi digitali economici, come li chiamo io “microscopi su stelo”, trasmettono immagini lungo ritardo, hanno una distanza di lavoro dall'oggetto troppo piccola, motivo per cui sono molto scomodi da usare durante il lavoro.
  • I costosi microscopi digitali hanno alto prezzo, realisticamente $150-$250 per un set completo. Tuttavia, non forniscono un ingrandimento elevato, non consentono di lavorare ad angolo, occupano troppo spazio sul tavolo, l'obiettivo grande e la fotocamera oscurano la vista e interferiscono con il lavoro se l'obiettivo viene abbassato.
È chiaro che il futuro appartiene ai microscopi digitali, se non altro perché il loro utilizzo è il più sicuro possibile per gli occhi. Su Internet si possono trovare molti tentativi di trovare il microscopio digitale ottimale per la saldatura, ma la stragrande maggioranza di questi tentativi termina con una frase del tipo: “Abbiamo provato molti microscopi USB diversi per la saldatura. Nessuno di loro è adatto al lavoro. Sono stati rimossi/venduti come giocattoli inutili piuttosto che come strumenti." Penso che questo articolo sarà in grado di cambiare l'atteggiamento nei confronti dei microscopi USB.

Parleremo di una linea relativamente nuova di microscopi USB. Questo microscopio è stato sviluppato dall'azienda e ha un prezzo di circa 50 dollari. Successivamente sono apparsi numerosi cloni identici, che non differiscono dall'originale in termini di prestazioni, aspetto o configurazione, ma hanno un prezzo di circa 35 dollari. Entrambi questi microscopi sono già stati esaminati. Pertanto non vedo il motivo di ripetere quanto già detto nelle recensioni precedenti. Consiglio di visualizzarli, poiché parleremo ulteriormente di domande, come in continuazione di queste recensioni.

Mi sono comprato un clone, perché se non c'è differenza, perché pagare di più. Ma sono praticamente sicuro che tutto quanto detto di seguito sarà vero per l’originale di Andonstar. Lo scopo di questa recensione sarà quello di misurare le effettive caratteristiche di un microscopio e mostrerà anche come utilizzare correttamente un microscopio in modo che queste caratteristiche possano essere utilizzate nella pratica.

Treppiedi

Il teatro inizia con un gancio e il microscopio USB inizia con un treppiede. Un treppiede per un microscopio è una cosa estremamente importante. Perché quando si lavora ad alti ingrandimenti, la precisione di posizionamento del microscopio dovrebbe essere dell'ordine dei decimi o addirittura dei centesimi di millimetro. Pertanto, è estremamente importante che il treppiede consenta di scegliere un'altezza e una posizione arbitraria del microscopio e consenta anche di effettuare correttamente le microcorrezioni della posizione.

Non ha senso discutere di un supporto per microscopio su una gamba. Questo non è un treppiede. È estremamente difficile da usare ad alti ingrandimenti.


In un microscopio monitorato la situazione è molto migliore che nei microscopi su stelo. Tuttavia bisogna ammettere che questo treppiede ha risolto solo parzialmente il problema. Il posizionamento verticale funziona in modo molto accurato, come altre regolazioni, ma il problema riguarda il gioco orizzontale. Inizialmente, questo treppiede è stato progettato in modo da avere sempre un gioco orizzontale. Ma non mi aspettavo che fosse così grande. In poche parole, il microscopio penzola effettivamente su un piano orizzontale. La mia protuberanza è di circa 7 mm. È chiaro che lavorare con un simile contraccolpo è praticamente impossibile. Perché con qualsiasi tentativo di modificare l'altezza o le impostazioni di messa a fuoco, l'immagine va ben oltre l'inquadratura.

A giudicare dal design del treppiede, teoricamente è impossibile eliminare completamente il gioco. Tuttavia, è stata trovata una soluzione abbastanza conveniente, che neutralizza quasi completamente il gioco, anche al massimo ingrandimento. Per fare ciò, basta fissare l'elastico. Le foto spiegheranno tutto meglio delle parole. La cosa principale è scegliere la giusta forza di tensione per l'elastico. È anche importante non stringere troppo l'elastico.

Foto su treppiede

Esempio di gioco, spostamento a destra

Esempio di gioco, spostamento a sinistra

Soluzione

Treppiede smontato, in posizione estesa. L'asse è esteso e presenta un po' di gioco.

Vista dal basso. In lontananza si vede uno spillo che si muove lungo un solco. Poiché questo perno è leggermente più stretto della scanalatura, si verifica del gioco.



Vista dal basso, l'asse è retratto il più possibile. Pin da vicino

Scanalatura da vicino

Ingrandimento massimo del microscopio

Questo domanda principale ai venditori e ai proprietari del microscopio, di cui nessuno conosce la risposta esatta. Tutta la difficoltà sta in cosa e come misurare. Più precisamente, il problema non è che non esista un metodo standard per determinare l'ingrandimento massimo di un microscopio. Ogni venditore di un microscopio su stelo imposta, a seconda del livello di arroganza, il numero massimo di ingrandimento che preferisce. Al giorno d'oggi è possibile trovare lo stesso modello di microscopio, come quello nella foto sopra, che indica l'ingrandimento massimo x200, x500, x800, x1000 e persino x1600. Anche se, in realtà, poche persone riescono a vedere più di x200.

Poiché non esiste un metodo standard, le misurazioni dell'ingrandimento massimo verranno effettuate utilizzando il buon senso.

Per determinare l'ingrandimento di un microscopio, è necessario determinare la dimensione dell'area visibile nel microscopio e la dimensione della parte visibile dell'immagine sullo schermo del computer. Se scegliamo come base un display per netbook da 10 pollici e uno schermo TV da 60 pollici, formalmente la stessa immagine sullo schermo TV avrà un ingrandimento di 6 volte maggiore. Ma è chiaro che poche persone utilizzano una TV da 60 pollici come monitor principale. Penso che sarebbe corretto prendere come base per il calcolo uno schermo monitor da 27 pollici con risoluzione FullHD. Per un monitor di questo tipo possiamo considerare la larghezza della parte visibile del display pari a 60 cm.

Questa è una ripresa di un righello di metallo al massimo ingrandimento. La foto è stata scattata con una risoluzione reale di 1600x1200.

Questa immagine evidenzia il frammento mostrato nell'immagine precedente.

Secondo i dati dell'immagine, la larghezza della parte selezionata dell'immagine è 1,23 mm. Ciò significa che queste immagini su uno schermo monitor largo 60 cm verranno visualizzate con un ingrandimento di x487,5 volte. Tenendo conto che la larghezza del monitor potrebbe essere leggermente più ampia, possiamo tranquillamente ammettere che l'ingrandimento massimo x500 indicato nella descrizione del microscopio è vero.

Allo stesso tempo, se prendiamo come base l'enorme parco di microscopi su stelo, la maggior parte di essi ha una matrice 640x480 e le alte risoluzioni vengono raggiunte attraverso l'interpolazione. Ma per confrontare correttamente le risoluzioni dei microscopi, in teoria è necessario fare un confronto con la stessa risoluzione dell'immagine. Cioè, per trasformare l'immagine in alto in un'immagine con la massima risoluzione adatta al confronto, è necessario selezionare un frammento di 640x480 dall'angolo in alto a sinistra dell'immagine e tagliare il resto.


Per un'immagine del genere, la risoluzione di questo microscopio sarà pari a x1219,5. È strano che i cinesi non abbiano pensato di confrontare la risoluzione dei microscopi con una dimensione fissa del fotogramma.

Questi non sono numeri gonfiati, il software per visualizzare l'immagine può eseguire tale ingrandimento al volo, quindi il microscopio può effettivamente funzionare e produrre una risoluzione dell'immagine maggiore di x1200 volte. In realtà si tratta di uno zoom digitale, solo che nel nostro caso è implementato non dall'hardware del microscopio, come avviene nei sofisticati microscopi digitali, ma a livello software nel programma visualizzatore.

Pertanto, se si indica la risoluzione massima del microscopio, è necessario indicare per quale risoluzione del fotogramma è stato calcolato questo ingrandimento.

Distanza dalla lente del microscopio all'oggetto

La distanza tra la lente del microscopio e l'oggetto osservato è di fondamentale importanza nel caso di saldature e altri lavori. È importante che il microscopio si trovi a una distanza sufficiente dall'oggetto di osservazione in modo da non oscurare la vista o interferire con il lavoro. Sono state effettuate una serie di misurazioni, a quale ingrandimento, quale distanza dovrebbe essere al microscopio.


Per la saldatura, secondo me, la larghezza ottimale del telaio è di circa 20 mm-40 mm. Con un campo di lavoro di questo tipo, la distanza dal microscopio è di circa 40 mm-70 mm. A questa distanza il microscopio non interferisce affatto con il tuo lavoro. Inoltre, per la saldatura, preferisco puntare il microscopio non strettamente in verticale, ma con un angolo di 30 gradi rispetto al normale, il che mi sembra più conveniente rispetto all'installazione puramente verticale della fotocamera.

Se confrontiamo con le soluzioni professionali, il prezzo si aggira intorno ai 200$, qualcosa come o un set completo come in foto:


Un microscopio di questo tipo fornisce un ingrandimento di 50x per una risoluzione di 1920x1080 ad una distanza di circa 20 cm dall'oggetto. Tra gli svantaggi: l'ingrandimento massimo non è così elevato, solo circa x175, e richiede uno zoom quasi ravvicinato. Ma una cosa è quando metti saldamente un tubo sottile con un diametro di 1 cm, e un'altra cosa è quando devi spostare l'intera potente mietitrebbia. Credo che l'acquisizione di un simile colosso non sia giustificata.

Ritardo dell'immagine

Il problema più grande con i microscopi USB è il ritardo dell'immagine. Se si sposta un oggetto nel campo visivo della telecamera del microscopio, l'immagine sullo schermo del monitor non verrà aggiornata immediatamente. Tutti i microscopi su stelo hanno solitamente due modalità operative principali disponibili: 640x480 a 30 fps e 1600x1200 a 5 fps. Lavorare con una foto a 5 fps è una tortura. Oppure devi abituarti quando dopo ogni movimento devi fermarti e fare una pausa.

Questo microscopio non ha problemi di ritardo. Tutto si aggiorna velocemente e non dà affatto fastidio durante il lavoro. Ciò che è stato notato dagli autori delle recensioni precedenti. Ma le sensazioni sono una cosa, ma voglio numeri esatti, che verrà riportato di seguito.

Il flusso video può essere trasmesso sia in formato yuyv422 che in formato mjpeg. È estremamente importante utilizzare solo il formato del flusso video mjpeg per visualizzare il flusso video. La frequenza di aggiornamento dei fotogrammi per le alte risoluzioni per mjpeg è significativamente più alta rispetto al formato yuyv422. E compilato per le modalità principali:

  • 640x480 a 30 fps
  • 800x600 a 20 fps
  • 1280x960 a 17 fps
  • 1600x1200 a 17 fps.
Il bitrate per la modalità massima 1600x1200 a 17 fps è di circa 9-12 megabyte al secondo.

A proposito, per capire quanto funziona bene tutto in modalità mjpeg, è molto istruttivo provare a utilizzare la modalità yuyv422. Capire cosa vedono e cosa possono fare i microscopi su uno stelo.

Inoltre, questo microscopio ha un vantaggio nascosto. Se il formato del flusso video è selezionato come mjpeg, nel caso in cui sia necessario acquisire un video, non è possibile ricodificare il video catturato utilizzando il processore, ma inviarlo così com'è, direttamente dal microscopio al file video. Questa modalità operativa presenta numerosi vantaggi. In questa modalità la CPU viene scaricata dal lavoro. Ciò significa che non solo si riscalda meno e consuma meno energia. Ciò significa che anche sui processori più deboli è possibile acquisire con successo video alla massima risoluzione senza perdite di fotogrammi.

Sfortunatamente, solo un numero limitato di programmi può funzionare con i video in questo modo. Conosco solo tre di questi programmi: AMCap, FFmpeg e VirtualDub.

Per selezionare questa modalità in AMCap, è necessario specificare il tipo di flusso video dalla fotocamera del microscopio come mjpeg e il formato di codifica durante la registrazione del video come "Nessuna codifica".

Per FFmpeg devi solo aggiungere un'opzione a riga di comando-copia vcodec.

Cattura video e registra su un file senza ricodificare il flusso video:
ffmpeg -s 1600x1200 -rtbufsize 100MB -f dshow -vcodec mjpeg -i video="Fotocamera USB" -vcodec copy -y output.mp4
Guarda un video:
ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="Fotocamera USB" -pix_fmt yuv420p -f sdl "Video microscopio"
Visualizza il video ridimensionato alla risoluzione selezionata. Puoi sostituire qualsiasi altra risoluzione invece di 640x480:
ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="Fotocamera USB" -pix_fmt yuv420p -vf scale=640:480 -f sdl "Video microscopio"
Visualizza il video con ridimensionamento, ma allo stesso tempo la risoluzione verrà scalata sull'asse X alla risoluzione 1280 e sull'asse Y la risoluzione verrà selezionata automaticamente:
ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="Fotocamera USB" -pix_fmt yuv420p -vf scale=1280:ow/a -f sdl "Video microscopio"
Visualizzazione del video con ridimensionamento, ma allo stesso tempo la risoluzione verrà scalata lungo l'asse Y alla risoluzione 1060 e sull'asse X la risoluzione verrà selezionata automaticamente:
ffmpeg -video_size 1600x1200 -framerate 30 -rtbufsize 100MB -f dshow -i video="Fotocamera USB" -pix_fmt yuv420p -vf scale=oh*a:1060 -f sdl "Video microscopio"
Visualizzazione di video con ridimensionamento 640x480 e registrazione simultanea di video su un file video senza ricodificare il flusso video:
ffmpeg -s 1600x1200 -rtbufsize 100MB -f dshow -vcodec mjpeg -i video="Fotocamera USB" -vcodec copia output.mp4 -pix_fmt yuv420p -vf scale=640:480 -f sdl "Uscita SDL"
Analisi di un file video contenente un flusso video mjpeg senza ricodifica e perdita di qualità in file jpeg separati:
ffmpeg -i mjpeg-movie.avi -c:v copia -bsf:v mjpeg2jpeg frame-%04%d.jpg

Non è necessario effettuare impostazioni speciali in VirtualDub.

Misurazione del ritardo video

Misurare il ritardo video è facile. Per fare ciò è necessario posizionare lo smartphone accanto al monitor del computer su cui viene trasmesso il video del microscopio, in modo che lo schermo dello smartphone venga ripreso dal microscopio. È necessario avviare l'applicazione del cronometro sul tuo smartphone. Successivamente, devi prendere un altro dispositivo: una videocamera, un altro smartphone, una fotocamera o qualsiasi altro dispositivo in grado di registrare video. Puntatelo in modo che nell'inquadratura appaia lo schermo dello smartphone con i numeri del cronometro, così come l'immagine trasmessa dal microscopio al monitor, che mostra anche i numeri del cronometro dallo smartphone. Successivamente, iniziamo a registrare il video. E dopo aver finito, confrontiamo gli indicatori temporali sullo schermo del monitor e sullo schermo dello smartphone. Il ritardo tra l'apparizione della lettura sul monitor del computer è quel ritardo video molto dannoso, che interferisce notevolmente con il tuo lavoro.

L'esperimento è stato effettuato tre volte, utilizzando ogni volta programmi di acquisizione video diversi. La cattura è stata effettuata solo in modalità 1600x1200 con ridimensionamento del video per adattarlo alle dimensioni dello schermo in modo che il video fosse il più grande possibile, ma senza distorcere le proporzioni.

Prima prova

AMCap viene utilizzato come programma di acquisizione.
I ritardi sono stati:
0,17 0,20 0,11 0,23 0,13 0,21 0,16 0,20 0,19 0,22 0,17 0,25 0,29 0,20 0,15 Ritardo medio: 0,192 secondi

Seconda prova

FFmpeg viene utilizzato come programma di acquisizione.
I ritardi sono stati:
0,13 0,16 0,24 0,15 0,23 0,14 0,14 0,18 0,13 0,17 0,25 0,16 Ritardo medio: 0,173 secondi

Terza prova

VirtualDub viene utilizzato come programma di acquisizione.
I ritardi sono stati:
0,19 0,14 0,18 0,13 0,17 0,25 0,20 0,15 0,18 0,18 0,17 0,25 0,16 0,23 Ritardo medio: 0,184 secondi

Queste misurazioni hanno confermato l’altissima qualità della codifica video hardware della fotocamera. Quando si trasmette un video in formato digitale, è inevitabile un ritardo di un fotogramma per la codifica e di un altro fotogramma per la decodifica. Con una frequenza fotogrammi di 17 fotogrammi, un ritardo di 2 fotogrammi sarà pari a 2/17 = 0,1176 sec. Inoltre, è necessario tenere conto del fatto che anche il frame rate del monitor, che viene aggiornato una volta ogni 60 secondi, contribuisce al ritardo. Otteniamo 2/17+1/60 = 0,1343 secondi. Si può vedere che questo ritardo è in esatto accordo con i dati misurati, il che indica l'affidabilità delle misurazioni.

FFmpeg ha vinto in questo test, anche se il divario da AMCap non è ampio. Ma un grande vantaggio di AMCap è che AMCap ha un pulsante per catturare screenshot individuali. A proposito, in questo microscopio viene eseguito correttamente, in modo intelligente, a differenza dei microscopi su stelo. In essi, il pulsante si trova direttamente sul microscopio. È impossibile premere il pulsante senza scuotere il microscopio. E in questo microscopio, il pulsante si trova sul cavo, il che consente di catturare singoli fotogrammi in modo rapido ed efficiente.

Linea di fondo

Oggi è questo miglior microscopio per relativamente pochi soldi, adatto non solo per guardare piccoli oggetti, ma anche per piccoli lavori, come saldature, lavori di gioielleria, lavoro meccanico(tagliare una traccia su una tavola sotto un microscopio del genere è un piacere).

In termini di qualità di consumo, questo microscopio compete davvero con microscopi anche molto più costosi basati su fotocamere industriali con obiettivi di grandi dimensioni.



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