¿Por qué desaparece esta placa delgada al cambiar el enfoque?

En la segunda imagen, ¿por qué desaparece la placa y qué estoy viendo en el espacio donde debería estar la placa?

La placa "desaparece" porque está desenfocada. A distancias de enfoque cortas, la profundidad de campo siempre es muy baja. Cuando enfocas más atrás, el borde de la placa se desenfoca y, como es tan estrecho, parece desaparecer por completo. Me aproximé a su situación usando una brida sujeta con una abrazadera de resorte, y puede ver que a medida que el enfoque se mueve más hacia atrás, la brida también se desenfoca lo suficiente como para comenzar a desaparecer:

Conozco tres opciones para aumentar la profundidad de campo en tu imagen:

1. Apertura más pequeña: Pasar a una apertura más pequeña, como f/16, ayudará a aumentar la profundidad de campo. Sin embargo, a tan corta distancia no ayudará tanto como probablemente le gustaría. Usando una calculadora de profundidad de campo , puede ver que su lente de 105 mm a una distancia de 30 cm y f / 6.4 brinda solo una profundidad de campo de 1.3 mm. Cambiar a f/16 aumenta la profundidad de campo a 3,2 mm y a f/22 obtienes 4,6 mm.

2. apilamiento de enfoque: puede tomar una serie de fotos con el enfoque ligeramente cambiado de una a la siguiente y luego combinarlas usando el software de apilamiento de enfoque para crear una imagen final que esté "enfocada" en el rango total de todas las imágenes. Sin embargo, no estoy seguro de que esta sea una gran opción para su caso particular; al menos, tendría que validar el proceso para asegurarse de que el proceso de apilamiento no le dé resultados incorrectos.

3. mayor distancia: al alejar la cámara del sujeto, puede aumentar la profundidad de campo en una sola toma. Usando la calculadora de nuevo, puede ver que aumentar la distancia al sujeto a 100 cm le da casi 20 mm de profundidad de campo en f/6.4 y 49 mm de profundidad de campo en f/16. La desventaja es que si desea mantener el sujeto del mismo tamaño en la imagen final, deberá recortar la foto. El uso de una lente más larga no ayudará: la distancia focal más larga compensará el aumento de la distancia. La siguiente es una foto que tomé de la misma brida desde una distancia quizás 6 veces mayor, en la que se puede ver el aumento en la profundidad de campo. Pero tuve que recortar mucho la imagen, por lo que hay mucha menos resolución:

(Divulgación completa: la imagen de arriba se tomó con una apertura un poco más pequeña, f/4, que las imágenes anteriores, que se tomaron con f/3.5. El cambio fue involuntario, y no creo que cambie el punto más grande, pero todavía es importante señalar.)

También puedo pensar en algunas otras opciones que no implican cambiar la profundidad de campo:

4. use su segunda imagen: hay una región en su segunda foto donde la interfaz entre el agua y la tarjeta está enfocada, y tal vez eso es todo lo que realmente necesita para su medición. Estoy seguro de que sería bueno tener el borde de la tarjeta enfocado, pero si no es realmente necesario , entonces tal vez ya tengas lo que necesitas en la segunda foto.

5. fotografíe la sombra de la tarjeta: puede configurar una fuente de luz colimada en el otro extremo del tanque y en línea con la tarjeta. Una fuente colimada produce rayos de luz paralelos y, si esos rayos también son paralelos a la tarjeta, deberían formar una imagen bidimensional nítida. Si proyecta esa imagen en una pantalla semitransparente, podría fotografiar la sombra de la tarjeta y la interfaz.

6. use un láser: si golpea la interfaz con un rayo láser estrecho desde un ángulo conocido, puede medir el ángulo de la interfaz al ver dónde se refleja el rayo. Mueva el láser para medir el ángulo en diferentes puntos y determine la forma de la curva. Como beneficio adicional, los estudios muestran que los experimentos que involucran rayos láser son mucho más geniales que aquellos que no lo hacen.

Cuando su cámara se enfoca en el extremo más alejado de la placa, los rayos de luz del extremo más alejado de la placa (líneas rojas) que golpean cualquier parte del frente de la lente se refractan a un punto en el sensor de la cámara o película (vamos imagínate que es la parte trasera de la cámara).

A la misma distancia de enfoque, los rayos de luz del frente de la placa (líneas amarillas) que golpean diferentes puntos en el frente de la lente se enfocan en un punto muy por detrás del plano de la película/sensor. La luz del borde frontal de la placa se extiende sobre un círculo borroso cuando incide en la película/sensor.

Si la luz bien enfocada de otras áreas de la escena a la misma distancia de la lente que la parte posterior de la placa es lo suficientemente brillante, o incluso si la luz borrosa de una superficie uniforme más allá de la parte posterior de la placa es lo suficientemente brillante, será más o menos completamente, cubra la luz disipada desde el frente de la placa que se extiende sobre un área tan grande como para ser muy débil en cualquier punto de la película/sensor.

El borde delantero de la placa simplemente está desenfocado, y el ángulo de visión convierte los lados de la placa en espejos, por lo que todo lo que ve es una vista reflejada del menisco y el fondo. Algunas cosas que podría probar serían una doble exposición del borde delantero de la placa de vidrio y la región de interés, 'apilamiento de enfoque' para mantener enfocada toda la placa y el menisco (más o menos) y aumentar la apertura a f22. Otra cosa que puede intentar es cubrir la parte de la placa que no está realmente en el fluido con material no reflectante (¿pintura negra?).

La razón por la que no puede resolver el objeto se debe a un fenómeno llamado función de dispersión de puntos de una imagen.

Una imagen no tiene un punto de enfoque exacto que pueda elegir con precisión. El punto de mejor enfoque es un estrechamiento dentro de una zona debido a la difracción. El "punto" es en realidad un estrechamiento de un haz de luz convergente a una "cintura" antes de que vuelva a divergir.

El punto real es indiscreto.

La configuración de su laboratorio (o la interpretación de los resultados) debe compensar estos "sesgos" en la imagen final. No es una cosa baladí.

La autenticación fotográfica de un evento no es concluyente ya que está sujeta a los caprichos de los fenómenos físicos y psicológicos para su interpretación. No está libre de prejuicios como está descubriendo.