Измерения с помощью изображений

Работа 1. Измерение размеров крупных и мелких объектов с помощью цифрового фотоаппарата (7 – 9 класс)

Работа 1. Измерение размеров крупных и мелких объектов с помощью цифрового фотоаппарата (7 – 9 класс)

Цель работы

Ознакомление с цифровыми способами обработки фотографий с целью измерения расстояний.

Теоретические основы работы

Измерение расстояний – это сопоставление длины измеряемого отрезка с длиной эталона, длина которого принята равной 1 м.

На основании эталона изготавливают вторичные эталоны: линейки, рулетки и т. д.

Если размер предмета больше цены деления таких приборов, а сами предметы доступны, то измерение проводится методом наложения инструмента и предмета и считыванием показаний.

Если размеры измеряемых объектов велики по сравнению с имеющимся инструментом или доступ к ним ограничен, то используют другие методы: триангуляция (тригонометрические соотношения в треугольнике), курвиметр (колесо с известной длиной обода), локация (эхолот).

Для измерения размеров малых деталей используют такие приборы, как штангенциркуль, микрометр, или измеряют большое число, поставленных рядом одинаковых малых предметов.

В данной работе предлагается использовать одновременное фотографирование двух объектов, размер одного из которых можно измерить или он уже известен, а размер второго можно найти, сопоставляя размеры предметов на фотографии с учетом того, что при фотографировании размеры предметов уменьшаются в одно и тоже число раз.

Например, можно определить ширину озера, измерив длину пирса и сфотографировав озеро с дельтаплана (см. рисунок), хотя в вашем случае объекты будут более доступны и фотографии вы сделаете сами.

Следует учитывать некоторые нюансы при фотографировании объектов для таких измерений.

Во-первых, оба фотографируемых предмета должны находиться в одной плоскости, перпендикулярной оси объектива фотоаппарата. В противном случае размер изображений одинаковых по высоте предметов, например, будет разный (сравните размер изображений двух столбов на фото, когда столбы находятся явно на разном расстоянии от фотоаппарата).

Во-вторых, расстояние между двумя самыми дальними точками предмета должно быть в несколько раз больше, чем расстояние до них. В противном случае нарушаются пропорции на краях и в середине кадра.

Можно, конечно, печатать полученные фотографии на принтере, измерять размеры изображений объектов на листе бумаги и получать нужные размеры, составляя пропорцию (см. рисунок с измерением ширины озера выше).

Однако в этой работе вы будете использовать для обработки цифровых фотографий специальную программу «Измеритель по обработке фото и видео», которая составляет нужные пропорции и выдает числовые значения автоматически, если вы правильно ей воспользовались. Навыки работы с программой понадобятся вам для выполнения, других более, сложных работ, где уже нельзя будет обойтись без нее.

Оборудование

· Высокий объект (баскетбольный щит с кольцом, дерево, высокое здание)

· Цифровой фотоаппарат на штативе

· Компьютер РС с программой для видеоанализа

Порядок проведения эксперимента

· объект вошел в кадр по высоте полностью;

· макушка и стопы первого участника были видны в кадре.

На приведенном рисунке второе из этих требований соблюдено, первое, возможно, нарушено. Однако, возможно, расстояние выбрано верно, но в ручном режиме увеличение подобрано так, чтобы в кадр вошли только нужные объекты.

Поменяйтесь местами с напарником, чтобы он также мог провести фотосъемку.

Измерьте рост друг друга с помощью рулетки. Рассыпьте зерна пшена на белом листе рядом с линейкой и сфотографируйте с расстояния »50 см, удерживая фотоаппарат так, чтобы его ось была перпендикулярна плоскости листа. Можно использовать для этого штатив.

Расположите побольше зерен (не менее 10) вдоль кромки линейки вплотную друг к другу и сделайте еще один снимок. Перенесите с помощью специального шнура все фотографии на жесткий диск компьютера в папку «Измерение расстояний».

Обработка и анализ результатов

Порядок обработки цифровой фотографии большого предмета

1. Запустите программу «1С:Измеритель» и, используя в верхнем меню выпадающий список «Файл», загрузите первую фотографию из папки «Измерение расстояний». В случае затруднений обратитесь к «Инструкции при работе с «Измерителем по обработке фото и видео». Ознакомьтесь в Инструкции с разделами «Открытие программы. Описание интерфейса», «Загрузка графических объектов для обработки» и «Операции со статичным кадром (фото) – измерение расстояний».

Для более точной установки мерного отрезка на фотографии лучше применить опцию увеличения фотографий. Для этого надо нажать кнопку и, переведя изменившийся по форме курсор в нужное место фотографии, щелкнуть левой кнопкой мыши.

Теперь если вы с помощью инструмента для измерения длины отрезков (нажать кнопку и после изменения вида курсора щелкнуть мышью на поле с фотографией) растянете другой отрезок вдоль любого изображения на фотографии, то компьютерная программа сравнит длину нового отрезка с длиной «Мерного отрезка» и выдаст его размер (на рисунке – высота вертикальной башни 18,4 м, если высота ученика 1,72 м).

Сохраните этот рисунок для отчета, использовав пункт «Файл» верхнего меню «Измерителя», выбрав на выпадающей вкладке опцию Экспорт изображения и папку «Измерение расстояний» в выпадающем стандартном окне Windows. Назовите свой файл «Здание 1.bmp» или «Здание 1.jpg».

Чтобы не записывать данные в тетрадь, нажмите в правом нижнем углу окна программы «Измеритель для обработки фото и видео» кнопку «Показать таблицу». В появившейся таблице будет отражена высота предмета, которую вы измерили по фотографии (вкладка «Отрезок»).

Нажав кнопку «Экспорт в Excel» перенесите эти данные в редактора таблиц Excel и сохраните их до составления отчета в виде файла на жестком диск (Файл–Сохранить как–Папка «Измерение расстояний»–файл «Размеры здания1.xls»).

Повторите аналогичные измерения со второй фотографией, на которой на фоне здания сфотографирован второй участник эксперимента, и сохраните данные в виде файла «Размеры здания2.xls».

Порядок обработки цифровой фотографии малого предмета

Запустите программу «Измеритель» и, используя в верхнем меню выпадающий список «Файл», загрузите фотографию с зернами, выстроенными вдоль кромки линейки из папки «Измерение расстояний». В случае затруднений обратитесь к главе 7. Используйте инструмент для увеличения фрагмента фотографии. Установите систему координат на поле с фотографией с помощью кнопки , растяните «Мерный отрезок» вдоль нескольких сантиметровых делений линейки и внесите его длину в окно под надписью: «Мерный отрезок» на панели справа (см. рисунок).

В этой же таблице можно увидеть и число зерен, которое покрывает проведенный отрезок, если нажать кнопку «Точка» и кликнуть в контуре каждой точки, как бы пересчитывая зерна.

Сохраните эти данные для отчета, нажав кнопку «Экспорт в Excel» и затем сохранив файл «Размеры зерен1.xls» на жестком диск (Файл – Сохранить как – Папка «Измерение расстояний» – Сохранить). Также для отчета сохраните содержимое экрана с результатами ваших измерений. Для этого воспользуйтесь опцией «Файл» в верхнем меню окна программы «Измеритель по обработке фото и видео». По аналогии с измерением размера здания назовите файл «Зерна 1.bmp».

Вопросы для предварительного опроса и защиты ЛР

Что такое эталон длины в системе СИ, в чем измеряется длина в СИ? Какие несколько способов измерения высоты дерева вы можете предложить? Какие инструменты для измерения размера зерна можно предложить? Будут ли такие измерения давать один и тот же результат, если нет, то в чем будет причина расхождений? Что такое средний размер зерна? Какой способ измерения размеров больших и малых тел используется в данной работе? В чем плюсы и минусы этого способа? Высота здания H1 , высота окна в нем H2, высота изображения здания на фотографии h1 , а высота изображения окна на фотографии h2. Какая пропорция выполняется для этих четырех чисел?

Отчет по работе

Для подготовки отчета вам понадобится информация из файлов «Размеры здания1.xls», «Размеры здания2.xls», «Здание 1.bmp», «Зерна 1.bmp», «Размеры зерен1.xls» (для выполнявших Дополнительные задания также файл «Размеры зерен2.xls»).

Отчет рекомендуется готовить в текстовом редакторе Word, доступном на школьных компьютерах и знакомом вам по урокам информатики. Вы сможете вставить в него итоговую таблицу и графические иллюстрации, подготовленные в ходе выполнения работы.

Отчет обязательно должен содержать:

1) фамилии и имена, класс исполнителей работы с фотографией на фоне установки;

2) описание условий фото — и видеосъемки (тип фотоаппарата, разрешение матрицы, примерное расстояние до предметов, которые вы фотографировали;

3) фотографии здания с обоими исполнителями работы у здания (дерева и т. п.) и фотографию одного из участников на фоне стола с линейкой и рассыпаемым зерном;

4) рисунки, иллюстрирующие процедуру обработки фотографий в «Измерителе по обработке фото и видео»;

5) заполненную сводную таблицу (Таблица в Excel выделяется принажатой левой кнопки мыши, копируется в Буфер обмена компьютера и затем переносится в документ Word);

Высота здания (дерева и т. п.)

Высота измеряемого объекта 1, м

Высота измеряемого объекта 2, м

Средняя высота, м

Число зерен, лежащих в ряду вплотную

Общая длина ряда зерен, лежащих вплотную, мм

Средний размер одного зерна

6) выводы о проведенных измерениях.

Отличия в измеренной высоте, полученные при обработке двух разных фотографий, возникают из-за того, что:

Ошибка в измерении зерна возникает потому, что:

Определите средний размер зерна вторым способом.

Внесите фотографию в любой графический редактор, например в редактор Paint, имеющийся на любом компьютере с операционной системой Windows. Затем увеличьте это фото в 10 раз и вырежьте из него фрагмент, содержащий фрагмент линейки (см. рисунок.). Создайте новый файл, внесите в него вырезанный фрагмент и сохраните его в виде файла «Зерна увеличение 10.jpg»

Затем откройте этот файл в «Измерителе по обработке фото и видео».

Внеся на поле с фотографией систему координат , растяните «Мерный отрезок» на максимальное число видимых делений линейки и внесите в окна для длины мерного отрезка длину отрезка согласно числу перекрытых делений линейки. На рисунке это 10 делений по 1 мм, т. е. длина мерного отрезка – 10 мм.

Затем, используя инструмент Отрезок, измерьте диаметр 10 зерен, находящихся кадров. Все 10 отрезков можно нанести на фото, единожды нажав на кнопку . В таблице на вкладке «Отрезки» отразится длина всех отрезков.

Экспортируйте эту таблицу в редактор таблиц Excel, нажав на соответствующую кнопку, и сохраните ее там в виде файла «Размеры зерен2.xls».

Вычислите среднее арифметическое значение диаметра зерен, используя калькулятор или возможности программы Excel (опция Вставка – Функция – Среднее значение, в верхнем меню программы, см. рисунок).

Сравните полученный вторым способом результат с результатом, полученным ранее, и поясните отличия. Как следует записать результат измерений, если учесть ошибки, возникающие при измерении? Из-за чего возникает ошибка результата при таком измерении среднего размера зерна?

Источник

Измерения

На этой странице

某些 Creative Cloud 应用程序、服务和功能在中国不可用。

В Photoshop CS6 функциональные возможности 3D были доступны в Photoshop Extended. Все возможности Photoshop Extended доступны в Photoshop. Photoshop не имеет специальной версии Extended.

Сведения об измерениях

С помощью функции «Измерения» Photoshop можно измерять размеры любых областей, используя инструмент «Линейка» или инструмент выделения, включая области неправильной формы, выбранные инструментами «Лассо», «Быстрый выбор» или «Волшебная палочка». Можно также вычислять высоту, ширину, площадь и периметр одного или нескольких изображений. Данные измерений сохраняются на панели «Журнал замеров». Столбцы палитры «Журнал замеров» можно настроить, данные в пределах столбца можно отсортировать, а также экспортировать их из журнала в текстовый файл Unicode с разделителями табуляцией.

Установка шкалы измерений задает определенное число пикселов в изображении, равное целому количеству единиц измерения шкалы, например дюймам, миллиметрам или микронам. После создания шкалы можно измерять области и принимать результаты и журнал расчетов в выбранных единицах измерения шкалы. Можно создать несколько стилей шкал измерения, однако одновременно к документу может применяться только одна шкала.

Для рендеринга шкалы измерения на изображении можно размещать маркеры масштаба. Маркеры масштаба могут отображаться с заголовком, соответствующим единицам измерения шкалы измерения, или без.

Задание шкалы измерений

Для настройки шкалы измерений документа используйте инструмент «Линейка». Для часто используемых шкал измерения можно создавать стили шкал измерения. Стили добавляются с помощью подменю «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений». Текущая шкала измерений документа проверяется в этом подменю и отображается на панели «Инфо».

Настройка шкалы измерений для файлов DICOM происходит автоматически. См. раздел Сведения о файлах формата DICOM.

Для возврата к шкале измерений по умолчанию (1 пиксел = 1 пиксел) выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений» > «По умолчанию».

Установка шкалы измерений

Выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений» > «Пользовательский. ». Автоматически выбирается инструмент «Линейка». Перетащите этот инструмент для измерения расстояния между пикселами изображения или введите значение в текстовое поле «Длина в пикселах». После закрытия диалогового окна «Шкала измерений» восстанавливаются текущие настройки инструмента.

Например, если значение «Длина в пикселях» равно 50 и необходимо установить шкалу 50 пикс/мкм, введите «1» в поле «Длина в пикселах» и выберите микроны в поле «Логические единицы».

Для отображения масштаба на панели «Инфо» выберите «Параметры панели» в меню панели , а затем выберите «Шкала измерений» в области «Информация о статусе».

Для отображения шкалы измерения внизу окна документа выберите «Показать» > «Шкала измерения» в меню окна документа.

Создание стиля шкалы измерения

Выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений» > «Пользовательский. ».

Нажмите кнопку «ОК». Созданный набор добавляется в подменю «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений».

Удаление стиля шкалы измерения

Выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Задать шкалу измерений» > «Пользовательский. ».

Использование маркеров масштаба

Маркеры шкалы измерений отображают масштаб измерения, используемый в документе. Установите шкалу измерений для документа до создания маркера масштаба. Можно устанавливать длину маркера в логических единицах, добавлять текст заголовка, уточняющий длину, и устанавливать черный или белый цвет маркера и заголовка.

Создание маркера масштаба

Выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Разместить маркер масштаба».

Введите значение для установки длины маркера масштаба. Длина маркера в пикселях зависит от шкалы измерения, которая в текущий момент выбрана для конкретного документа.

Выберите шрифт отображаемого текста.

Выберите размер шрифта отображаемого текста.

Выберите этот параметр для отображения логической длины и единиц для маркера масштаба.

Отображает заголовок выше или ниже маркера масштаба.

Устанавливает черный или белый цвет маркера и заголовка.

Маркер масштаба помещается в нижнем левом углу изображения. Маркер добавляет группу слоев в документ, содержащий текстовый (если выбран параметр «Показать текст») и графический слой. Для перемещения маркера масштаба можно использовать инструмент «Перемещение», а для редактирования заголовка и изменения размера текста, шрифта и цвета — инструмент «Текст».

Добавление или замена маркеров масштаба

В документ можно поместить несколько маркеров масштаба или заменить уже существующие в нем маркеры.

Дополнительные маркеры помещаются на изображении в ту же самую позицию и могут перекрывать друг друга в зависимости от их длины. Для просмотра нижележащих маркеров отключите набор слоев маркеров масштаба.

Выберите команду меню «Изображение» > «Анализ» > «Разместить маркер масштаба».

Удаление маркера масштаба

Проведение измерений

Измерения можно выполнять с помощью инструментов выделения Photoshop: инструмента «Линейка» или инструмента «Счетчик». Выберите инструмент измерения, который соответствует типу данных, записываемых в журнал замеров.

Создайте область выделения для измерения значений, например высоты, ширины, периметра, площади или оттенка пикселов. Одновременно можно измерять одну или несколько областей выделения.

Для измерения линейного расстояния и угла нарисуйте линию с помощью инструмента «Линейка».

Для подсчета элементов в изображении используйте инструмент «Счетчик», а затем запишите число подсчитанных элементов. См. раздел Подсчет объектов на изображении.

За один раз можно получить один или несколько результатов обработки данных. Выбранные результаты обработки данных содержат информацию, записываемую в журнал измерений. Результаты обработки данных соответствуют типу инструмента, с помощью которого было проведено измерение. Площадь, периметр, высота и ширина являются результатами обработки данных, получаемых инструментами выделения. Длина и угол — это результаты обработки данных, получаемые с помощью инструмента «Линейка». Для ускорения рабочего процесса можно создавать и записывать наборы результатов обработки данных определенного типа измерений.

Источник