Основи фотографії

Використання фотометаріалів має два суттєво різних напрямки – якісний та кількісний. При якісному використанні результатів можливо виявити лише якісні закономірності досліджуваних процесів або явищ та на якісному рівні описати властивості об’єктів спостереження. Такий підхід є корисним та доцільним, зокрема у двох випадках:

   - дослідження виконується на  початкових стадіях коли вивчаються  загальні та принципові закономірності  певних процесів або явищ,

  - досліджується процес, явище або  властивості об’єкту, які не мають  математичної моделі.

Для якісного використання фотоматеріалів можуть використовуватися як плівкові так й цифрові камери.

Значно більш інформативними є кількісні фотоматеріали, оскільки дозволяють отримати як якісні та й кількісні характеристики об’єктів. Кількісну фотографію можливо безпосередньо отримати з використання цифрової фототехніки, оскільки фактично цифрова фотографія є набором скінченої кількості пікселей, що й створює безпосередні можливості для подальших вимірювань. [10]

Серед кількісним характеристик слід, в першу чергу, зазначити геометричні розміри самого об’єкту та його складових. Це створює принципові можливості застосування фотоматеріалів як початкових даних в різного роду математичних моделях, а використання цифрових засобів у поєднанні з обчислювальною технікою та відповідним програмним забезпеченням надає можливість створення автоматизованих систем прогнозування динаміки протікання процесів для окремих, конкретних об’єктів (персональна ідентифікація процесів).

Кількісна фотографія фактично може розглядатися як непрямий метод вимірювання. Метод є непрямим оскільки на початку дослідник має справу з сукупністю об’єктів, що утворюють зону зйомки, яка фіксується у вигляді кадру й надалі відтворюється у вигляді фотовідбитку або зображення на екрані монітору. З технічної точки зору розміри цифрового знімку при фотографуванні визначаються у пікселах, й відповідно у таких одиницях в можливо визначити розміри об’єктів, які на ньому присутні.

Таким чином постає питання про встановлення розмірів окремого пікселя в лінійних одиницях або оброзмірювання знімків.

Широкому впровадженню саме кількісної та саме цифрової фотографії повинні сприяти, в першу чергу, дві такі обставини:

      -для обезрозмірювання фотографії  потрібна невелика кількість  додаткових даних про умови  зйомки, а саме вимірювання може  виконуватися потім через певний, навіть достатньо тривалий період  часу;

      -комп’ютеризація наукових досліджень, й у тому числі фотографії, дозволяє використовувати сучасні  інформаційні технології для  обробки зображень та автоматизації  процесів визначення розмірів, розпізнавання  образів тощо.[5]

Таким чином, широке впровадження кількісної цифрової фотографії в практику наукових досліджень буде безумовно сприяти підвищенню рівня якості, наочності, інформативності та збереженості отриманих наукових результатів.

 

 

 

 

2.2. Цифрова мікроскопія.

У якості пристроїв введення можуть використовуватися як цифрові камери, так і фотокамери високої якості зі змінною оптикою.

Цифрова мікроскопія - новітній напрям сучасної мікроскопії, базується на аналізі зображень, одержуваних за допомогою цифрових комплексів.

Цифровий комплекс складається з цифрового мікроскопа і комп'ютера, зі спеціальним програмним забезпеченням. Цифровий мікроскоп складається з мікроскопа і системи введення зображення (фото-або відеокамери). Отримати гідне зображення досліджуваного об'єкта можна тільки на професійному обладнанні.[11]

Основним критерієм оцінки мікроскопа і системи введення зображення є рівень використовуваної оптики. Також важлива характеристика системи введення зображення - роздільна здатність. В цифрової мікроскопії не допускається використання низькоякісної оптики і цифрових камер низького дозволу. Для з'єднання мікроскопа і камери можуть використовуватися спеціальні адаптери. Адаптер служить не тільки для механічної установки камери, але і забезпечує передачу зображення без спотворень і з максимальним відсотком видимого поля мікроскопа на світлочутливу матрицю камери. Необхідно пам'ятати, що цифровий мікроскоп - це єдиний модуль, в якому елементи комплексу підбираються по сумісності оптичних властивостей. Для зручності роботи, цифровий мікроскоп може комплектуватися тринокулярний насадкою, що дає можливість проводити зйомку об'єкта спостереження без додаткових трансформацій мікроскопа.З'єднання в єдину систему окремих приладів дозволяє отримати нові можливості, якими не володіє ні одна зі складових сама по собі. Наприклад, ні камера, ні мікроскоп, ні комп'ютер окремо не можуть вимірювати оптичні параметри об'єкта, а цифровий мікроскоп, зібраний на їх основі, має властивість проведення фотометричних вимірювань.

Цифрові мікроскопи широко застосовуються в біології, медицині, електроніці, матеріалознавстві і на виробництві. Достоїнствами цифрових мікроскопів є: можливість використання комп'ютерних методів аналізу та редагування зображення; збереження проміжних і кінцевих результатів досліджень; можливість без додаткових трансформацій мікроскопа виробляти спостереження як візуально, так і на екрані монітора; можливість передачі результатів досліджень на відстані.

 

2.3. Фотографія та астрономічні спостереження.

У 1839 році француз Дагер відкрив метод отримання срібного зображення з використанням світлочутливого шару з йодистого срібла на спеціальній платівці, яка отримала назву дагеротипія. Його світлочутливість була виключно низькою. Наприклад, для того щоб зробити фотопортрет людини в денний час поза приміщенням, потрібен час витримки близько 1 години.[3] Серед тих, хто відразу оцінив корисність застосування цього методу в астрономії, був французький астроном Араго. Він зробив повідомлення про відкриття Дагера на засіданні Французької академії і опублікував свій спосіб застосування даного відкриття. Ця новина швидко поширилася, і не тільки в наукових колах.

Американець Дрейпер доклав багато зусиль для того, щоб знову винайдений метод фотографування знайшов застосування в процесі спостережень небесних тіл.

У 1840 році йому вперше вдалося зробити знімок Місяця на срібній пластинці дагеротипією. У 1850 році Бонд, директор обсерваторії Гарвардського університету (штат Массачусетс), використовуючи 38-сантиметровий рефрактор, один з кращих телескопів того часу, зробив знімок Веги - зірки 1-ї зоряної величини в сузір'ї Ліри.У 1851 році з винаходом методу мокрої платівки було досягнуто збільшення світлочутливості, що стало хорошим стимулом для розвитку астрономічного фотографування.[7]

Завдяки тому, що в обсерваторії Гарвардського університету стали докладати серйозні зусилля для широкого використання фотографічного методу в спостереженнях небесних тіл, з тих пір і по теперішній час тут було накопичено більше 500 000 знімків небесних об'єктів, і зараз ця фототека стала найважливішим архівом видів різних ділянок зоряного неба в минулому. У 1858 році Бонд при появі на небі комети Донаті справив її фотографування, використовуючи телескоп діаметром 38 сантиметрів. Оскільки відносний отвір цього телескопа було малим (1:15), було отримано фотографічне зображення тільки ядра комети. У той же час англійський фотограф Ушервуду, застосував при зйомці комети Донаті лінзу з великим відносним отвором (1:2,4), вдалося зробити знімок довгого хвоста комети. Це послужило доказом того, що при фотографуванні комет вигідно застосовувати оптику з великою світлосилою.

Перші серйозні фотографічні спостереження комети були здійснені в 1881 році при появі комети Теббата. Тоді ж Хеггінсом і Дрейпер вдалося провести спектроскопічні дослідження цієї комети.

Перерахуємо загальні переваги, які дає фотографія при спостереженнях небесних тіл:

• процес спостереження є об'єктивним, особисті якості спостерігача не впливають на результат спостереження;
• шляхом збільшення часу експонування можна добитися «накопичення» світла і зафіксувати ті джерела, які не можна помітити візуально;
• з іншого боку, можна зробити спостереження можливими і у випадках надмірно яскравого об'єкта (наприклад, Сонця), скорочуючи час експозиції;
• можливість фіксувати об'єкти в широкому діапазоні довжин хвиль;
• одноразова експозиція дозволяє отримати багато інформації про взаємне розташування небесних тіл, їх форми і яскравості;
• зберігання фотоматеріалів протягом тривалого часу.

Завдяки перерахованим перевагам фотографічні спостереження затьмарили собою старий метод візуального спостереження і стали головним напрямком наглядової астрономії. Результати фотографічних спостережень стали великим внеском у справу розвитку астрономії, починаючи з другої половини XIX століття. При перших кроках розвитку техніки фотографії багато астрономів виявили велику зацікавленість в отриманні позитивних результатів в таких дослідженнях та сприяли суттєвому прогресу в даній області. Це знайшло відображення в тому, що в історію розвитку фотографії, її принципів і техніки увійшли ряд астрономів. Так, наприклад, гіпосульфіт натрію, вживаний в процесі фіксування фотоматеріалів, був винайдений Джоном Гершелем, онуком родоначальника цього сімейства астрономів Вільяма Гершеля. З впровадженням фотографії в процес астрономічних спостережень до телескопа почали пристосовувати різне додаткове фотографічне обладнання, більш різноманітне і складне.

 

2.4. Зв’язок фотографії з медициною.

Фотозйомка в медицині, і зокрема, в стоматології застосовується досить давно. Однак, широкого застосування традиційна фотозйомка не знаходила з причини своєї складності. Для того щоб робити якісні знімки, необхідно було освоїти суміжну професію фотографа, що для лікаря-стоматолога непросто. Інший варіант - запрошувати професійного фотографа на клінічний прийом для проведення фотозйомки.[9] Цей варіант має багато мінусів:

-не  на всі етапи лікування, можна  запросити в клініку професійного  фотографа;

- дорого;

- даний  спосіб не підходить для рутинного  використання.

У традиційній фотозйомки є й інші мінуси, які заважають повсюдному впровадженню її в клінічну практику:

- складність  і тривалість технологічного  процесу "зйомка - проявлення - друк  фотографій";

- чутливість  технології до аматорських дій.

Якщо фотографування проводить непрофесіонал, то фотографії можуть не вийти такими, якими їх замислив автор. Провести повторну зйомку не завжди можливо із-за складності і громіздкості систематизації та зберігання фотографій.

З появою цифрової фотографії ситуація змінилася. З'явившись відносно недавно, цифрова фотозйомка стає все більш доступною через зниження вартості комп'ютерів і фотоапаратів. На сьогоднішній день цифрова фотографія тіснить традиційну фотозйомку практично на всіх континентах. Вже зараз цифрова фотозйомка є основною в таких видах діяльності, як поліграфія, реклама, при створенні відео і кінофільмів, телевізійних програм, засобів мультимедіа, в інтернеті і багатьох інших областях людської діяльності. Все частіше згадують про застосування цифрової фотографії в клініках, що займаються пластичної та реконструктивної хірургією. Найголовніша перевага цифрової фотографії - простота.

Переваги цифрової фотографії:

1. Моментальна доступність. Ви зробили фотографію і тут же можете оцінити її якість або на дисплеї фотоапарата, або на моніторі комп'ютера.
2. Немає необхідності у високих професійних фотографічних навичках, тому що ви можете, не боячись «витратити плівку», зіпсувати пару кадрів, пробуючи різні режими зйомки. Вибрати кадр, який найбільшою мірою відображає дійсність, можна буде практично відразу.
3. Можливість демонстрації пацієнтові подібних клінічних випадків з практики лікаря чи клініки на етапі узгодження плану лікування.

 

2.5. Судова  фотографія.

Криміналістика – це наука, яка дійсно знаходиться на передньому краї боротьби зі злочинністю. Саме криміналістика на основі своїх наукових досліджень та розробок пропонує оперативно-розшуковим працівникам, слідчим, експертам, суддям науково обґрунтовані та перевірені практикою засоби, прийоми та методи розкриття злочинів, розслідування та судового розгляду кримінальних справ.

Криміналістика привертає до себе увагу насамперед тим, що вона допомагає встановити істину, проникнути у невідоме, таємне. У повсякденному розумінні криміналістику пов’язують з детективами Агатою Кристі та Конан Дойлем про досвідчених слідчих, славетних експертів або доблесних нишпорок, але справжній зміст криміналістики не відповідає поверхневому уявленню детективного жанру.

Криміналістика є самостійної галуззю наукового знання, яка має власний предмет і методи дослідження. Криміналістику можна розглядати у трьох аспектах: як науку, як навчальний курс і як практичну діяльність у боротьбі зі злочинністю.

 Судова фотографія, її значення.

Судова фотографія є галуззю криміналістичної техніки. Використання фотографічної зйомки в розслідуванні злочинів зумовлено такими чинниками:

1. дає змогу з великою точністю зафіксувати об'єкт, його стан, ознаки
2. забезпечує швидке фіксування тих чи інших об'єктів;
3. дає адекватне уявлення про зображений на фотознімку об'єкт;
4. фотографічне зображення має властивість наочності і документальності;
5. існує можливість одержати маловидимі й невидимі деталі, сліди, ознаки.

Судова фотографія розробляє фотографічні засоби, методи і прийоми виявлення, фіксації і дослідження доказів. Зміст судової фотографії становлять наукові положення і практичні рекомендації щодо використання фотографії в розслідуванні злочинів.