Como utilizar a profundidade de campo a seu favor
Gaspar van Elmbt
A profundidade de campo é importante para obter uma imagem nítida do objeto que está a inspecionar. Com a utilização correta da profundidade de campo, pode garantir que o objeto inspecionado está em foco, enquanto o fundo e o primeiro plano não estão em foco. Desta forma, é mais fácil para o seu software de visão reconhecer o objeto.
A profundidade de campo é um fator importante que pode ser utilizado a seu favor. Este artigo irá explicar o que é a profundidade de campo e como utilizá-la.
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O que é a profundidade de campo?
Tecnicamente, a profundidade de campo é a distância entre o objeto mais próximo e o mais distante da imagem que está em foco durante a aquisição. Na imagem abaixo, a distância de trabalho é de 250 mm. O objeto mais próximo da lente está a 190 mm de distância. O objeto mais distante está a 250 mm de distância e, entre eles, há um objeto a 210 mm da lente.
Se a sua configuração de câmera tiver uma profundidade de campo reduzida, por exemplo 30 mm, seria possível obter o objeto mais próximo e o segundo objeto em foco, mas o cartão mais distante ficaria desfocado. Ao controlar a profundidade de campo, poderia colocar os três itens em foco ou, por exemplo, desfocar especificamente dois dos três cartões.
Controle a profundidade de campo com a abertura
A abertura do diafragma tem uma grande influência sobre a extensão da profundidade de campo. Se o diafragma estiver totalmente aberto, por exemplo, F1.4 ou F2.0, a profundidade de campo é relativamente pequena. Em alguns casos (F1.4), a profundidade de campo pode ser de apenas alguns milímetros. Tudo o que estiver fora desta área ficará desfocado. Se o diafragma estiver quase fechado, por exemplo F16, a profundidade de campo é maior e a maior parte da imagem ficará nítida. Por favor, note que ao fechar a abertura, a imagem ficará mais escura. Para compensar, é necessário aumentar o tempo de exposição, o ganho ou a iluminação.
Exemplo F1.4
Como mencionado anteriormente, uma grande abertura (número F baixo) resultará numa profundidade de campo pequena/reduzida. Uma profundidade de campo pequena é necessária se tiver objetos em primeiro plano ou fundo que pretenda desfocar.
Vantagens F1.4
- Muito sensível à luz (tempo de exposição curto e pouco ou nenhum ganho digital necessário)
- Desfocar objeto em primeiro plano ou fundo (mais fácil para o software de processamento de imagem)
Contras F1.4 - Pequena profundidade de campo (informação importante pode não estar nítida) ou o IMX304 tem 4096x3000 píxeis.
A imagem à direita ilustra que o cartão a 250 mm está nítido, o cartão a 210 mm já não está perfeitamente focado e os detalhes podem não ser claros para o seu software de processamento de imagem. O cartão a 190 mm está ainda mais desfocado e inutilizável.
Exemplo F8
Como mencionado anteriormente, uma abertura pequena (número F elevado) resultará numa maior profundidade de campo. Uma grande profundidade de campo é necessária se o seu objeto tiver diferentes alturas que precisam de ser inspecionadas. Além disso, também é necessária se tiver vários objetos que possam estar mais próximos ou mais afastados da câmera. Uma maior profundidade de campo permitirá que ambos os objetos fiquem em foco.
Prós F8
- Grande profundidade de campo (área maior ficará nítida)
Contras F8 - Menos sensível à luz (tempo de exposição mais longo ou mais ganho digital necessário. Pode ser necessário adicionar uma fonte de luz extra)
- Mais difícil desfocar objetos em primeiro plano do fundo
Como pode ver, os cartões a 250mm e 210mm estão aceitavelmente nítidos. O cartão a 190mm ainda está desfocado, mas não tanto como no exemplo F1.4. A luz perdida foi compensada com um tempo de exposição mais longo e ganho digital. Um tempo de exposição mais longo pode resultar em desfoque de movimento para objetos em movimento. Um volume elevado de ganho digital resultará em granulação visível.
Dicas para trabalhar com profundidade de campo
- A profundidade de campo é demasiado pequena, mas fechar a abertura não é uma opção? Tente aumentar a distância entre o objeto e a câmera. Neste caso, os píxeis por milímetro irão diminuir. Se isto se tornar problemático, experimente uma lente com uma distância focal maior.
- Fechar ainda mais a abertura para obter uma maior profundidade de campo resultará em imagens mais escuras. Compense esta perda aumentando o tempo de exposição, adicionando ganho digital ou acrescentando uma fonte de luz extra.
- Se o seu objeto não estiver completamente nítido, tente fechar um pouco a abertura. Um número F mais alto resultará numa maior profundidade de campo.
- Se possível, tente manter a abertura abaixo de F8. Se fechar mais a abertura, também perderá qualidade de imagem devido ao poder de resolução ótica da lente (ver imagem abaixo)
Exemplo F16
Neste exemplo utilizámos F16. A abertura estava quase completamente fechada. Todos os cartões estão uniformemente nítidos, mas a qualidade total da imagem não é tão boa quanto se desejaria. Nota: Todas as imagens foram comprimidas para a web.
