Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Фотография
 

Как переснять любой документ, книгу, чертёж, карту, картину при помощи ЦФК

В статье описано несколько методов пересъёмки документов разных форматов и с разными типами отражающих поверхностей. Это может пригодиться при пересъёмке в библиотеке, музее на производстве или в другом неприспособленном для этих целей помещении.

Для пересъёмки книг, карт, чертежей, плакатов, картин и т.д.

Мелкие форматы: А4, А3. Крупные форматы: А2, А1, А0 и т.д.

Какие источники света можно использовать при пересъёмке?

При сканировании документов в неприспособленных помещениях, выбор источников света обычно ограничен.

Из самых доступных источников света можно назвать встроенную вспышку фотокамеры. Однако в некоторых случаях, например, для получения рассеянного света, может понадобиться дополнительное освещение. Я предлагаю в таких случаях использовать внешнюю лампу-вспышку направленную в потолок. Если потолок белый, то такая простая конструкция позволит получить достаточно ровный рассеянный свет. Если потолок не совсем белый, а цветопередача требуется точная, то можно использовать серую карту.

Съёмка при естественном свете или при свете используемом для освещения помещений, требует применения штатива или более дорогой фототехники корректно работающей на высоких ISO.

Типы поверхностей переснимаемых документов.

По отражающей способности документы можно условно разделить на четыре группы: матовые, полуглянцевые, глянцевые и тиснёные.

Пересъёмка матовых документов.

При пересъёмке не возникает каких-либо трудностей при любом типе освещения и угле, под которым ведётся съёмка.

Пересъёмка полуглянцевых и глянцевых документов.

Рефлекс от вспышки

При расположении камеры перпендикулярно к документу и использовании встроенной вспышки, пересъёмка затруднена из-за бликов от лампы-вспышки.

Камера под прямым углом. Вспышка в потолок.

При съёмке под прямым углом к документу, можно использовать свет внешней лампы вспышки, отражённый от потолка.

Камера под прямым углом. Источник света под острым углом.

Другой способ съёмки не дающий бликов. Источники света расположены под острым углом к документу.

Камера под острым углом. Встроенная вспышка.

При съёмке под острым углом, можно использовать встроенную вспышку.

Съёмка под острым углом. Вспышка в потолок.

Если на складках документа появляются блики от встроенной вспышки, то можно воспользоваться рассеянным светом от внешней вспышки направленной в потолок.

При пересъёмке полуглянцевых и особенно глянцевых документов, нужно следить, чтобы свет от источников искусственного и естественного освещения не отражался от поверхности документа в сторону камеры.

Пересъёмка тиснёных документов.

Увеличенный фрагмент тиснения

Поверхность тиснёных документов может представлять собой регулярные или нерегулярные структуры состоящие из пупырышек. Последние бывают разных форм и размеров.

Осуществлять пересъёмку тиснёных документов даже сложнее, чем глянцевых. Это связано с тем, что боковые поверхности пупырышек могут иметь полуглянцевую поверхность, что значительно сужает диапазон значений углов между источником света и камерой, при котором возможна пересъёмка без бликов.

При пересъёмке таких документов нужно позаботиться о том, чтобы минимизировать блики от глянцевых поверхностей.

Камера под прямым углом. Два источника света под острым углом.

Если оптическая ось объектива расположена перпендикулярно документу, то нужно расположить источник или источники света под более острым углом к документу, чем при пересъёмке глянцевых документов.

Встроенная вспышка. Камера под острым углом.

Если используется встроенная вспышка, то съёмку нужно производить под острым углом к документу.

Пересъёмка документов прижатых стеклом.

Отражение в стекле

Для выравнивания документов иногда используют кусок стекла или плексигласа. При этом стекло может не только создавать блики от источников света, но и отражать окружающие предметы.

Камера перпендикулярно. Источники света под острым углом.

Пересъёмка документов прижатых стеклом, при перпендикулярном расположении камеры к документу, в неприспособленных условиях реализовать сложно. Использование рассеянного потолком света от внешней вспышки, приведёт к отражению потолка в стекле.

В студийных условиях, для этой цели можно воспользоваться источниками направленного света расположенного под углом к документу.

Чтобы выявить наличие нежелательных отражений, достаточно положить под стекло лист чёрной бумаги или ткани и сделать контрольный снимок. Обязательно сделайте это перед пересъёмкой большого количества документов.

Камера под острым углом. Встроенная вспышка. Драпирвка.

При пересъёмке с использованием встроенной вспышки, когда камера расположена под острым углом к документу, а сам документ в горизонтальной плоскости, особых проблем не возникает, так как почти всегда можно подобрать угол съёмки, при котором в стекле не будут отражаться источники света или яркие предметы. В крайнем случае, всегда можно задрапировать куском тёмной ткани небольшой участок стены отражающийся в стекле.

Съёмка под острым углом со встроенной вспышкой.

Пример съёмки под острым углом с использованием встроенной вспышки.

Восстановленная геометрия.

После исправления геометрических искажений.

Устранение геометрических искажений.

Скриншот окна PTLens

Для устранения дисторсии удобно использовать программу PTLens, которая может быть подключена к Photoshop-у в качестве плагина.

Программа PTLens использует свою базу данных и, посредством чтения EXIF-а, подбирает необходимую коррекцию для каждого конкретного кадра.

Для точной коррекции достаточно поставить птицу в чекбокс “Distortion”.

При многокадровой пересъёмке, программа PTGui сама устраняет дисторсию во время сшивки панорамы и дополнительные действия не требуются.

Исправление геометрических искажений

После окончательной сшивки сканов, геометрические искажения можно исправить в программе Photoshop. Для этого достаточно воспользоваться инструментом Crop Tool с поставленной птицей в чекбоксе Perspective.

Как переснимать большие документы, когда требуемое разрешение больше разрешения объектива или камеры?

В сети часто обсуждается вопрос о том, как переснимать документы большого и очень большого формата в помещении библиотеки, музея или квартиры, то есть в условиях мало приспособленных для этих целей.

Все подобные диспуты обычно кончаются советами делать это «квадратно-гнездовым» (шуточный термин автора) способом.

Предполагается, что если перемещать камеру вдоль и поперёк документа, то потом можно будет без проблем сшить полученные изображения в программе для сшивки панорам.

Я тоже когда-то начинал пересъёмку именно с этого метода, но оборудовал для этого специальное место с симметрично расположенными источниками направленного света и жёстким креплением камеры.

Когда же мне однажды понадобилось сделать то же самое в менее удобных условиях, то оказалось достаточным, просто положить чертёж на пол и сделать несколько кадров с рук, поворачивая камеру вокруг воображаемой Нодальной точки.

Мои скромные опыты по реализации этих двух методов позволили сделать вывод, что «панорамный» метод съёмки более продуктивен и универсален, а в некоторых случаях просто не имеет альтернативы.

Если кто-то всё же желает использовать квадратно-гнездовой способ съёмки в неприспособленных условиях, то рекомендую, либо перед съёмкой юстировать положение камеры с промером размеров по контрольным снимкам, либо найти программу, которая способна сшить подобные изображения с коррекцией привнесённых геометрических искажений. Мне такая программа неизвестна и я сшивал все изображения в программе для сшивки панорам - PTGui.

Квадратоно-гнездовой метод сканирования.

При съёмке этим методом, оптическая ось камеры должна располагаться строго перпендикулярно плоскости документа, а документ при этом перемещаться относительно камеры. Для реализации этого метода, требуется точная юстировка положения камеры относительно документа. Достигается это расположением документа на какой-нибудь плоской поверхности и промером контрольных снимков. Мятые документы и документы со складками нужно прижимать стеклом во избежание появления параллакса либо снимать с большого расстояния, чтобы минимизировать искажения.

Использования зеркала для юстировки камеры может не обеспечить необходимую точность, особенно, если съёмка ведётся с небольшого расстояния. Если объектив зумирующий, то юстировку по зеркалу нужно производить на самом большом фокусном расстоянии.

Для минимизации геометрических искажений (не дисторсии), лучше снимать с максимально возможного расстояния, для чего, правда, может понадобиться телеобъектив.

Если документов много, то я рекомендую перед основной съёмкой, установить камеру перпендикулярно документу при помощи зеркала, а затем, либо промерить геометрию в Photoshop-е инструментом Ruler Tool, либо снять контрольное изображение вроде того, что используется мною, а затем сшить сканы в панорамосшивателе.

Зеркало

Для юстировки удобно использовать вот такое зеркало, которое можно купить в зоомагазине. Если документ расположен горизонтально, то его можно положить сверху, если вертикально – подвесить за нить.

Для того чтобы при съёмке квадратно-гнездовых сканов, программа PTGui смогла автоматически расставить контрольные точки, нужно принудительно установить фокусное расстояние 2000мм или угол в один градус. То же самое нужно сделать при сшивке сканов полученных от традиционного планшетного сканера.

Недостатки метода.

1. Необходимость очень точной юстировки камеры или удаления камеры на большое расстояние от документа. Последнее, как правило, требует укрепления документа на вертикальной поверхности и применение телеобъектива. Для перемещения документа в вертикальном и горизонтальном направлении может потребоваться дополнительная оснастка.

2. Необходимость использования штатива.

3. Необходимость использования дополнительного источника света при сканировании полуглянцевых и глянцевых документов.

4. Невозможность сканирования с малого и среднего расстояния мятых документов и документов со складками, образовавшимися при хранении в сложенном виде.

Пример пересъёмки документа квадратно-гнездовым методом.

Иллюстрация искажений возникающих при съёмке квадратно-гнездовым методом при геометрических искажениях равных всего 0,3%.

Искажения вызванные погрешностью юстировки 0,3%

На картинке изображение документа формата А4, сшитое из трёх кадров и снятое с расстояния в 1,7 раза большего, чем длина целого документа. Увеличенные фрагменты в масштабе 1:1.

Переломы прямых линий можно наблюдать в местах, где проходит граница между сшитыми изображениями.

При искажениях равных 0,1% заметных артефактов при сшивке не возникает. Чтобы было понятно, какая требуется точность, скажу, что это равно ошибке в один пиксель на каждые 1000 пикселей.

Поэтому, прежде чем сканировать несколько документов, желательно убедится в том, что погрешность не превышает 0,1-0,15%.

Панорамный метод сканирования.

При этом методе, съёмка ведётся из одной точки, называемой Нодальной точкой.

Этот метод сканирования можно использовать почти во всех случаях. При использовании встроенной вспышки, можно сканировать полуглянцевые, глянцевые, мятые и даже прижатые стеклом документы. Проблема с бликами и рефлексами решается благодаря тому, что съёмку можно производить под острым углом к документу.

Недостатки метода.

1. Необходимость контроля положения Нодальной точки.

2. Необходимость исправления геометрических искажений.

3. При высоких требованиях к качеству сшивки, требуется применение штатива и панорамной головки.

Пример пересъёмки документа панорамным методом.

Даже первые опыты могут дать терпимые результаты при съёмке с рук с использованием любой подходящей опоры. При прочих равных условиях, результат такой съёмки, как правило, не хуже, чем при квадратно-гнездовом методе, когда камера установлена с погрешностью 0,2-0,3%. Не забываем о том, что при минимуме подготовки, мы получаем кучу дополнительных возможностей.

При небольшой сноровке, при съёмке в один ряд, можно получить результат и вовсе без видимых артефактов.

Как и в случае с квадратно-гнездовым методом, при значительном увеличении расстояния до документа, требования к точности привязки Нодальной точки снижаются.

Так как снять с рук контрольное изображение формата А4 и сшить три кадра мне удаётся без артефактов, то я лучше продемонстрирую более сложную съёмку.

Трёхрядная панорамная съёмка документа

Пример переснятого документа размером 700х500мм. Съёмка велась под острым углом с рук, с использованием встроенной вспышки. Увеличенные фрагменты в масштабе 1:1.

В качестве упора использовалась спинка стула, на котором сидел фотограф.

Сшито, при небольших артефактах, из 12-ти кадров в PTGu,i в автоматическом режиме.

Стул, камера.

Вот так это было снято.

Отдельные кадры панорамы

Как видите, съёмка проведена самым безобразным образом.

Инструмент Crop Tool

Восстановление первоначальной формы документа.

Повышение качества сшивки при панорамном методе пересъёмки.

Если требуется более высокое качество сшивки, то нужно использовать штатив и панорамную головку. К сожалению, стоимость даже самой бюджетной панорамной головки может быть сопоставима со стоимостью камеры, а штатив не всегда удобно носить с собой.

Я как всегда попытался найти бюджетное решение данной проблемы.

Самодельная панорамная головка

Это нехитрое приспособление привязки Нодальной точки с успехом заменяет и панорамную головку, и штатив, и при этом сделано из самых доступных деталей и материалов без применения токарно-фрезерного оборудования.

Подробнее о том, как сделать простую панорамную головку для сканирования больших документов в любых условиях, можно почитать здесь.

Дополнительные материалы.

Шаблон, для проверки качества сшивки.

Изображение чертежа покрытого сеткой. Если использовать подобную картинку для настройки процесса съёмка-сшивка, то можно сразу заметить погрешности сшивки.

Эта картинка нарисована в векторе и сохранена в формате PNG. Размер 1МБ. Разрешение печати: А4 - 600dpi, A3 - 300dpi.

Координатная сетка

Нельзя использовать для проверки качества сшивки, изображение орнамента или линий, представляющих собой регулярные повторяющиеся структуры, так как автоматическая расстановка контрольных точек может быть затруднена или вовсе невозможна вне зависимости от метода съёмки.

 

Внимание! Все авторские права на статью, а также чертежи, схемы, фотографии и рисунки принадлежат http://oldoctober.com/ru/
Любая републикация возможна исключительно с разрешения автора.

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2010 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо