25 oct. 2018

Smartphones et microscopes

Une tendance lourde dans nos établissements scolaires.

Puisque nous considérons les élèves comme de moins en moins capables de passer du temps à soigner un dessin d'observation (ils manquent de temps...), nous faisons de plus en plus appel à une prise de vue numérique de leurs préparations microscopiques.
Un premier billet dans mon blog donnait un moyen pour adapter un reflex via un bricolage à base de tubes allonge. LIEN.
Un topic dans mon forum favori montre quelques autres montages avec différents photoscopes. LIEN
Las, tous ces montages sont complexes et ils nécessitent un ordinateur. Par ailleurs, j'ai toujours été déçu par le rendu des caméras que l'on met à la place des oculaires... ça passe en vignette sur un écran de PC, mais pour des tirages, on repassera.
Depuis quelques années, beaucoup d'enseignants autorisent les prises de vue via le smartphone posé sur l'oculaire (une sorte de montage afocal). C'est une manip assez aisée, les smartphones ont de bons rendements photographiques et c'est d'un usage immédiat... pour une fois que le smartphone a une réelle utilité... Pour ma part, je leur demande de dessiner ce qu'ils ont pris en photo. Je reste attaché au dessin d'observation et il est vrai qu'il est plus facile de reproduire une image à plat que de passer son temps sur un oculaire partagé avec son binôme.
Enfin, si la manip est simple, il y a toujours des problèmes de positionnement de l'appareil au-dessus de l'oculaire... il me semble intéressant d'investir dans un adaptateur faisant office de troisième main.
De base, le mot clé est "digiscopie". La technique consiste à placer un appareil photo (numérique) derrière un oculaire de télescope ou de longue-vue terrestre voire un microscope.
Sur internet, on trouve pas mal d'adaptateurs, plus ou moins sophistiqués, plus ou moins chers.
Si le but est d'équiper une salle (disons une douzaine de microscopes) et compte-tenu des maigres finances des labos, j'ai jeté mon dévolu sur deux modèles à moins de 10 euros pièce (boutiques chinoises).

adaptateur10-01.png (Aliexpress)

adaptateur01-01.png (Tomtop)

Voyons ce que ça donne.
Le premier modèle commandé s'avère peu pratique car il ne tient pas très bien le smartphone.
adaptateur10-01.jpg
et comme on peut avoir peur qu'il glisse, on peut bricoler une équerre supplémentaire. adaptateur10-bricolage.jpg (mais l'équerre que j'ai ajouté vite fait a une glissière qui n'est pas assez longue et donc avec un grand smartphone, ça coince - le mien ne fait que 5,2" et ça ne passe pas)

Par ailleurs, il faut tenir compte des caractéristiques optiques des smartphones et du "dégagement oculaire" du microscope.
Au lycée, nous avons trois ou quatre séries de microscopes et si la plupart on un oculaire de 10x, un modèle a des oculaires de 15x et ça change les choses vis à vis de ce dégagement oculaire. Les adaptateurs devraient pouvoir tenir compte de ce fait et proposer un réglage en "Z" pour avancer/reculer le smartphone par rapport à l'oculaire.
adaptateurs-10x-15x-dist.jpg

Ca donne quoi ?
adaptateur10-10x-bug.jpg
(coupe perso de tige de Geranium robertianum coloration au carmino-vert de Mirande - objectif collé à l'oculaire)

adaptateur10-dist-small.jpg (méïose Ascaris - montage en taille originale ICI)

Le problème est que quand le smartphone n'est pas posé sur l'oculaire, l'appareil ne tient pas bien - ça n'est pas très pratique - et il peut y avoir de la lumière incidente qui vient gêner la prise de vue.
En bricolage annexe, j'ai rajouté un cylindre en carton noir histoire de faire le joint entre les deux parties.
adaptateur10-carton.jpg
(mais ce genre de bricolage dans les pattes des élèves, c'est mort)

Passons au second modèle, à peine plus cher.
adaptateur01-01.jpg
adaptateur01-02.jpg
La fixation sur l'oculaire est aisée et plutôt costaude.

adaptateur01-03.jpg
...et la pince qui tient le smartphone tient bien le smartphone... elle est même presque trop dure (reste à voir si le ressort tient dans le temps)

Par construction, l'adaptateur génère une distance entre l'objectif et l'oculaire qui compense bien la distance oculaire 10x (pour nos microscopes), mais cette distance est trop grande pour nos microscopes à oculaire 15x.
adaptateur01-04.jpg
adaptateur01-15x.jpg

Il conviendra donc de bien choisir son modèle, en fonction des microscopes (et de leurs oculaires) dont on dispose.
Toutefois, puisque la plupart des microscopes ont des oculaires 10x, le second modèle est hautement recommandable.
On trouve un modèle un peu équivalent sur Amazon. LIEN. Un peu plus cher (une quinzaine d'euros) mais avec un système de tenue du smartphone un peu différent (meilleur ?) Le premier modèle est plus labile et offre un peu plus de possibilités de réglages mais je ne pense pas qu'il soit bien pratique pour des élèves.

Dans une discussion sur FB, un troisième modèle a été indiqué (il y en a d'autres encore mais je ne peux pas tout tester). En fait, il est destiné à ceux qui ont une imprimante 3D chez eux ou dans leurs bahuts.

https://www.thingiverse.com/thing:2567141?fbclid=IwAR2pc2-jETTcE1RrQ0Otjz10i6nranpsbt80JwZ4WkticOShkdoynL05S_Y

Voici le visuel de l'engin.
4e73d022627863eeb1ec17803a868aa0_preview_featured.jpg

Aux dires de collègues qui l'ont utilisé, il est très bien.... mais si vous devez faire imprimer ça par un labo en ligne, ça va revenir à une soixantaine d'euros pièce.
Vous comprendrez que je ne développe pas plus.

23 juil. 2018

Poliste en panorama

Encore un travail de romain, dans la lignée de cet autre délire, mais sur un sujet macroscopique.

Début juillet, après avoir sauvé plusieurs fois des "guêpes" cherchant à sortir de la maison, après avoir décidé de préserver un nid installé dans mon garage, je me suis permis un sacrifice pour offrir à mon sujet, une postérité numérique.
Je voulais un sujet en entier, pris avec un maximum de résolution sans non plus y passer des plombes. Compte-tenu des champs cadrés avec mes différents objectifs, j'ai opté pour du 4x.
Une première demi-journée de prise de vues n'a rien donné - 3000 clichés pour rien - car je n'avais pas assez bien préparé la poliste...
Après l'avoir faite sécher dans une position acceptable (je ne suis pas préparateur d'insecte, j'ai fait ce que j'ai pu... pas terrible...), j'ai remis la bestiole sous le macroscope
Une image montrant la problématique.
IMG_8050-small.jpg
On ne cadre que la tête et la profondeur de champ est réduite. Il faut donc zédifier du haut du corps jusqu'à la base de pattes, ça a demandé entre 80 et 200 photos, et il faut faire un panorama, avec 35 tesselles.

J'ai utilisé un (vieux) Canon 550D, photos à partir du liveview et bien sûr une platine motorisée en Z grâce au stepduino.
Las, après quelques piles, l'appareil a commencé à donner des signes de fatigue.

comparaison-small.jpg
(image pleine résolution)

Comme tout ceci a pris pas mal de temps, à la fin de chaque journée, je faisais un "prépano" résultant de l'assemblage des tesselles du moment.
pano-guepe02-small-blog.jpg
pano-construct-blog.jpg

Et au final, un fichier recadré en carré de
guepe-fin.png 23279 pixels de côté... quasiment 542 millions de pixels.
Un tirage de 2,3 m x 2,3 m à 250 dpi (et quelques litres d'encre)

Comme en vignette sur le web ça ne donne pas grand chose, je vous propose de jeter un oeil à la version zoomable. ICI.

22 juil. 2018

Super macro avec un objectif de microscope (1)

Un tuto, en deux temps, pour montrer comment on peut prendre des photos avec un objectif de microscope (bon, les rapports macro resteront limités à 4x et à 10x - pour plus, il faut un matos un peu plus rare)

Bien sûr, on trouve toutes les explications nécessaires dans "La macrophotographie au-delà du rapport 1", mais quelques images supplémentaires pourront peut-être mettre le pied à l'étrier pour certain(e)s.
Dans ce tuto, on retrouve le Sony NEX5N, un boîtier de type hybride, mais il pourrait être remplacé par n'importe quel autre appareil photo à objectif interchangeable. Il faut tout de même veiller à ce que votre appareil soit compatible avec une obturation électronique (explications dans ce billet) ou alors il faudra envisager l'utilisation d'un flash au moment des prises de vue.
(flash ou lumière continue... ça sera l'objet d'un futur billet)

Voici le montage fonctionnel que vous pourriez faire.

tuto-10x-01-small.jpg

Un éclaté du bouzin

tuto02-10x-texte-small.jpg

Et une photo de ce que ça donne -> rapport 10x sur la peinture du statif de microscope avec des chiffres gravés.

peinture-10x-small.jpg

Quelques explications supplémentaires.
1 - Vous notez que les coins de la photos sont noirs -> vignettage à cause d'un mauvais choix de bague "Sony to M42 ring" (formule magique à entrer sur ebay pour trouver son bonheur, à adapter en fonction de votre appareil photo, on monte du M42 sur n'importe quoi) - à l'époque de l'achat, les choix étaient plus restreints et il y a problème de diamètre interne de la bague (il faudrait que je joue d'un peu de scie sauteuse ou de lime...)

sony-nex-M42-small.jpg

Deux captures d'écran pour d'autres types de bagues (le deuxième modèle est sensé récupérer l'infini des objectifs M42 en rajoutant l'équivalent de la profondeur des chambres reflex des boîtiers M42).

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__12.22.11.png
Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__12.22.32.png

2 - Pour le "helicoidal focusing tube", c'est un accessoire assez coûteux et je l'ai utilisé parce que j'en ai un. On peut tout à fait s'en passer l'essentiel est d'avoir un tube avec un tirage approchant les 150 mm.

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__12.18.52.png

3 - Ce tube helicoïdal peut donc être remplacé par l'achat de deux ou trois séries de tubes allonge, en M42.
(ou tout ceci peut être remplacé par un tube PVC au bon diamètre, chemisé de noir, avec du M42 mâle d'un côté et du M42 femelle de l'autre - bon, il faut maitriser la colle araldite, mais ça n'est pas infaisable)
(perso, j'ai commencé avec un soufflet macro)

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__12.18.16.png

4 - Pour connecter l'objectif de microscope au tube M42, il faut cette bague.

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__12.15.58.png

Il existe différents modèles, dont un conique qui pourrait s'avérer assez pratique (permet de faire l'économie d'une série de tube ? plus de facilité pour placer les sources de lumière), mais il est plus cher.

rms.png

5 - La plupart des objectifs de microscope que vous pourrez trouver en neuf ou d'occase (ebay...) sont avec un vissant dit RMS. Je ne vais pas détailler dans ce billet tout ce qu'on doit savoir sur des objectifs de microscope (voir mon bouquin ou un billet ultérieur) mais nous dirons que seuls les objectifs 4x et 10x sont utilisables.
Le 4x qui est sur la photo initiale a été démonté en partie (j'ai dévissé une sorte de "capot", la pièce qui est placée le plus à droite) pour gagner un peu de distance de travail et en "compacité" (plus simple pour placer les sources de lumière).
Je ne pense pas que sa qualité soit extraordinaire et à défaut de le tester - après tout, si vous en avez un gratos sous la main, rien ne vous empêche de faire des essais - mais je sais que celui-ci est très bon.

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__14.25.02.png

Sinon, il y a cette bombe atomique... qui commence à être rare sur le marché (mais j'ai acheté cet objectif chez ce même vendeur - il doit en avoir un stock (microscopes HS de bahuts ?)
Mon système actuel, à base d'un objectif Nikon Plan Apo CFI est à peine supérieur.

lomo3_7.jpg

Pour le rapport 10x - comprenez que le champ que vous allez photographier est dix fois plus petit que le capteur (soit 2,4 mm pour un capteur APSc) - faites vos essais avec un objectif 10x noname (encore une fois, le genre d'objectif que l'on trouve sur les machines au rebut). La distance de travail sera de quelques millimètres et il va falloir contrôler le déplacement du sujet ou de l'appareil photo de quelques micromètres.
En effet, si on se réfère aux calculs donnés de ci, de là, repris dans "La macro au-delà...", on obtient ce genre de document.

Capture_d_e_cran_2018-07-22_a__15.52.04.png

... tout en sachant qu'un objectif de microscope 10x, de base, qui n'a pas de diaphragme a une ouverture équivalente à du f/2... et c'est encore plus ouvert si votre objectif est plus pointu. Bref, entre chaque photo, il faut pouvoir répéter un déplacement de 6 micromètres.
Nous verrons dans le billet (2) comment on peut y arriver.

20 juil. 2018

Super macro avec un objectif de microscope (2)

Vous avez de quoi prendre des photos au rapport 4x ou 10x, avec un objectif de microscope...

... ces objectifs n'ont classiquement pas de diaphragme et par formule optique, on peut considérer que ce sont des objectifs très ouverts. D'ailleurs, fermer un diaphragme ne ferait que dégrader les qualités optiques de l'objectif. C'est un compromis... fermer le diaphragme permet de récupérer un peu de contraste et augmente la profondeur de champ - le premier paramètre est souvent lié au prix que vous mettrez dans l'achat de votre objectif (on ajoute la planéité du champ, les aberrations chromatiques, les traitements des lentilles, le côté plus ou moins neuf...), la pdc est dramatiquement faible nativement avec un objectif de microscope et à ces rapports macro.
A moins d'être un artiste qui gère le minimalisme, le flou, le bokeh, pour prendre votre sujet il faudra passer à la zédification (focus-stacking).
On augmente la profondeur de champ en multipliant les clichés (on fait une "pile" = stack), en décalant la mise au point entre chaque prise de vue. Un logiciel : Helicon Focus, Zerene Stacker (les deux sont payants), CombineZ (gratuit, pour PC)... se charge d'assembler les zones nettes.
Divers calculs disent qu'il faut un pas de 40 micromètres entre pdv au rapport 4x et 6 micromètres au rapport 10x.
(les détails des calculs sont donnés en annexes dans "La macrophotographie au-delà du rapport 1")

Dans ce billet, vous aurez de nombreuses références de platines permettant de déplacer le sujet ou l'appareil photo avec des pas de l'ordre du micromètre.
Maintenant, quoi en faire ?

Un premier montage.
platine-micro-horizontale-small.jpg

On voit une platine poussée par un micromètre. Un petit coup de wiki pour voir comment ça marche.
J'ai placé un bloc de mousse styrodur et ça me sert de support.
La platine est "collée" à la table via de la patafix.

Une vue par au-dessus montre la distance de travail entre le sujet et la lentille frontale de l'objectif. Ici, avec un Lomo 3,7x, elle est confortable. Sur la photo précédente, même si c'est flou, on voit qu'avec un 10x basique, cette distance est bien plus faible. Cette image montre aussi une problématique liées aux déplacements. platine-micro-lomo-fleche-small.jpg

Les deux flèches montrent les sens relatifs de déplacement, de la platine (du sujet) et du système de prise de vue. Si les axes ne sont pas parallèles alors il y aura un décalage en X ou Y entre chaque prise de vue et ça finira par poser des problèmes aux logiciels de stacking. Disons que si vous mettez le boîtier sur la platine, le problème est réglé... mais on peut se dire qu'un boîtier qui se déplace, ça n'est pas un gage de stabilité. Encore une fois, c'est un compromis. Les heureux utilisateurs du stackshot ou du wemacro (rails automatisés) mettent en général leur boîtier sur la platine.
Il faut être un peu bricoleur pour fixer un boîtier sur une platine.
(à noter que sur la photo suivante, la platine ne fonctionne que dans seul sens, elle est poussée, le ressort de rappel étant bien trop faible pour ramener tout le matériel en position initiale)

bloc-map-horizontale-small.jpg

Vous pouvez aussi utiliser la vis micrométrique d'un microscope.
Si cette vis est à côté de la molette macrométrique, il y a de très grandes chances que la course de mise au point micrométrique soit très limitée.
Par exemple, avec ce vieux microscope (machine de réforme dans mon lycée), ça ne va pas dépasser le millimètre.

micro-optico-texte-small.jpg

Si vos besoins de profondeur de champ dépasse ce millimètre - au 4x, ça arrive assez souvent - alors il faudra procéder en plusieurs piles avec réarmement de la vis micrométrique (rembobiner), décaler la mise au moins avec la molette macro. C'est très fastidieux et ça fait faire des photos en plus... j'ai commencé comme ça, à genou par terre (et quasiment en apnée car mon système était sur parquet - impossible de changer de position le temps de faire la pile).
Dommage, ça peut faire un ensemble assez stable du fait de sa masse.

micro-micro-small.jpg

Personnellement, j'ai surtout développé des systèmes verticaux.
Une platine de microscope (décapitée ou pas), disons le microscope sur lequel j'ai récupéré les objectifs 4x et 10x du billet (1) et le boîtier positionné au-dessus au moyen d'un trépied.
Si l'appareil est bien à la verticale, on n'a pas de problème de déplacement en X et/ou Y le temps de faire la pile.

statif-vertical-small.jpg

Ce statif de microscope, un Olympus CHC chiné à 50 euros sur le bon coin, dispose d'une molette micrométrique coaxiale avec un déplacement "infini".

micro-chc-small.jpg

Avec ce dispositif, j'ai fait rapidement une pile de 200 images, sur le dessus de la tête d'une guêpe.
(bon, les vues par dessus ne sont pas des plus pratiques pour certains sujets)

tete-guepe-10x-200img-vertical-small.jpg

Ca a demandé quelques retouches... capteur sale, balance de blanc pas terrible, le piqué est quand même très correct.
Il faudra qu'on discute des sources d'éclairage.

15 juil. 2018

Activité dans mon labo

Après un hiver où j'ai eu du mal à aller dans mon labo (j'ai quand même des scrupules à faire tourner le radiateur électrique), je commence à profiter des installations.
J'ai nettoyé mon vieux Canon EOS 550D (capteur APSc - un rapport de 4x donne donc une largeur de champ aux environs de 6 mm) et j'ai fait tourner Helicon Focus sur mon Mac... parfois pour rien pour cause de piles foireuses.

Je vous propose donc un petit résumé en images, quelques clichés réalisés ces dernières semaines.

Une petite coquille extraite d'un sable prélevé en bord de Méditerranée. mini-coquille-small.jpg

Un extrait de mosaïque byzantine (peau d'oignon en LPA + lame quart d'onde) golden-chest-bis-small.jpg

Deux insectes pris dans un morceau d'ambre de la Baltique (ramené par Odile lors d'un voyage en Lituanie)... pas facile... rapport 4x ambre4x-ret-small.jpg

Une megapile robotisée sur de l'épiderme d'oignon - travail pour la main à la pâte.
extrait01-small.jpg

En video, ça donne (comme quoi, il y a toujours un noyau, mais parfois, il est très loin du focus et donc on peut ne pas le voir)


Une étamine de Geranium robertianum (Herbe à Robet - rapport 10x).
etamine-robert-01-10x-small.jpg

Un coeur de Geranium dissectum (rapport 10x)
geranium-dissectum-10x-attempt02-small.jpg

Exploration autour de la menthe.
Un dessous de feuille (rapport de 10x).

feuille_menthe_face_inf10x-small.jpg

Des boutons floraux (rapport de 4x)
bouton-floral-menthex4-small-small.jpg

Et enfin, un sacrifice... un con de taon qui était en train de mourir au pied d'une fenêtre (rapport 4x).
taon-4x-small.jpg

En marge de ces travaux photographiques, j'ai aussi retapé des microscopes récupérés dans mon labo... de vieux engins qui pourraient peut-être servir dans des bahuts moins bien dotés.
(à bon lecteur...)

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