Il punto di partenza per il focus stacking è una serie di immagini catturate a diverse distanze di messa a fuoco; in ogni immagine diverse aree del campione saranno a fuoco. Mentre nessuna di queste immagini ha il campione interamente a fuoco, esse contengono collettivamente tutti i dati necessari per generare un’immagine che ha tutte le parti del campione a fuoco. Le regioni a fuoco di ogni immagine possono essere rilevate automaticamente, per esempio tramite il rilevamento dei bordi o l’analisi di Fourier, o selezionate manualmente. Le patch a fuoco sono poi fuse insieme per generare l’immagine finale.
Questa elaborazione è anche chiamata z-stacking, fusione del piano focale (o zedificazione in francese).
Riproduci media
In fotografiaModifica
Ottenere una profondità di campo sufficiente può essere particolarmente difficile nella macrofotografia, perché la profondità di campo è più piccola (meno profonda) per gli oggetti più vicini alla fotocamera, quindi se un piccolo oggetto riempie l’inquadratura, spesso è così vicino che la sua intera profondità non può essere a fuoco in una volta sola. La profondità di campo viene normalmente aumentata abbassando il diaframma (usando un numero f più grande), ma oltre un certo punto, abbassare il diaframma causa una sfocatura dovuta alla diffrazione, che contrasta il beneficio di essere a fuoco. Inoltre riduce la luminosità dell’immagine. Il focus stacking permette di aumentare efficacemente la profondità di campo delle immagini scattate alla massima apertura. Le immagini a destra illustrano l’aumento del DOF che si può ottenere combinando più esposizioni.
La missione Mars Science Laboratory ha un dispositivo chiamato Mars Hand Lens Imager (MAHLI), che può scattare foto che possono essere successivamente messe a fuoco.
In microscopiaModifica
In microscopia alte aperture numeriche sono desiderabili per catturare più luce possibile da un piccolo campione. Un’alta apertura numerica (equivalente a un basso numero f) dà una profondità di campo molto bassa. Gli obiettivi a più alto ingrandimento hanno generalmente una profondità di campo più bassa; un obiettivo 100× con un’apertura numerica di circa 1,4 ha una profondità di campo di circa 1 μm. Quando si osserva un campione direttamente, le limitazioni della scarsa profondità di campo sono facili da aggirare mettendo a fuoco su e giù attraverso il campione; per presentare efficacemente i dati di microscopia di una complessa struttura 3D in 2D, l’impilamento del fuoco è una tecnica molto utile.
La microscopia elettronica a trasmissione di scansione a risoluzione atomica incontra difficoltà simili, dove le caratteristiche del campione sono molto più grandi della profondità di campo. Prendendo una serie attraverso la focale, la profondità di messa a fuoco può essere ricostruita per creare una singola immagine interamente a fuoco.
Si tratta di una tecnica molto utile.