Bilder für die Homepage

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Einleitung

Formate
Flachbettscanner
Fotoapparat
USB-Mikroskop



Einleitung
Ein Bild sagt bekanntlich mehr als 1000 Worte.
Deshalb sollte man seine Web-Pages auch mit Bildern illustrieren.
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Formate
Auch wenn die Zahl der Breitband-Internetzugänge stetig zunimmt, sollte man diesen technischen Fortschritt nicht durch riesige Bilddateien unterminieren. Jede Homepage sollte sich schnell auf dem Monitor des Surfers aufbauen. Das geht nur, wenn die Page  mit allen eingebundenen Bildern so klein wie möglich ist. Der eigentliche HTML-Text einer Seite ist normalerweise recht klein, aber Bilder können sich schnell auf über 100 kByte aufblähen. Aus diesem Grund haben sich im Web zwei Bildformate durchgesetzt, die die Bildinhalte komprimieren: JPEG und GIF

JPEG - für Fotos
JPEG ist ein hochkomprimierendes verlustbehaftetes Bildformat. Verlustbehaftet bedeutet, dass der Bildinhalt die Komprimierung nicht unverändert übersteht. Das komprimierte Bild weicht etwas vom Original ab, undzwar umso mehr, je stärker man komprimiert. Diese sogenannten JPEG-Artefakte stören aber bei Fotografien nicht so sehr. Aus diesem Grunde sollten alle normalen Fotos im JPEG-Format in die Homepage eingebunden werden. Es empfiehlt sich, mit dem Komprimierungsgrad ein wenig zu experimentieren, um einen optimalen Kompromiss zwischen Qualität und Bildgröße zu finden.
Das PNG-Format hat das Zeug, JPEG abzulösen. Momentan ist aber JPEG noch in der Überzahl.

GIF - für Grafiken
GIF ist ein komprimierendes verlustfreies Bildformat, das nur bis zu 256 unterschiedliche Farben kennt. Für große Fotos ist GIF ungeeignet, da bei der Wandlung nach GIF die Zahl der Farben im Bild auf 256 reduziert werden muss. Das optische Ergebnis ist in aller Regel unbefriedigend. (Für kleine Fotos, wie z.B. Avatare ist GIF aber sehr wohl geeignet.)
Perfekt ist GIF aber als Bildformat für schematische Darstellungen, wie z.B. Stromlaufpläne u.ä.. Werden solche Grafiken mit JPEG komprimiert, dann fallen die JPEG-Artefakte in den einfarbigen Flächen der Schematas störend auf, das Bild wirkt außerdem verschwommen und verrauscht. Im GIF-Format wird das Bild dagegen unverfälscht dargestellt.
 

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Flachbettscanner
Die meisten Abbildungen von Leiterplatten oder kleinen Bauteilen habe ich einfach mit einem Scanner eingescannt. Dazu legt man die Baugruppe oder das Bauteil kopfüber auf das Scannerglas, deckt alles mit einem Blatt weißem oder kariertem Papier ab, und scannt. Auf diese Art und Weise erhält man verwackelungsfreie, gut ausgeleuchtete und  hoch aufgelöste 'Fotos'

Wichtig ist, dass die Platine einigermaßen parallel zum Scannerglas liegt. Aus diesem Grunde habe ich z.B. beim Scannen des nebenstehenden Fotos den Hebel der blauen Schaltkreisfassung umgelegt.

mit dem Flachbettscanner eingescannte Platine
Wird z.B. ein Schaltkreis nicht mittig auf dem Scanner sondern am linken oder rechten Rand platziert, so erreicht man sogar einen räumlichen Effekt. Der Schaltkreis auf dem nebenstehenden Foto scheint ein wenig gekippt zu sein (obwohl er es nicht ist). Man kann die untere Anschlussreihe erkennen, nicht aber die obere.

Das nebenstehende Foto zeigt auch deutlich, das sich mit einem Scanner hochauflösende, vergrößerte Darstellungen von Bauteilen erstellen lassen. Da halten nur gute Kameras mit sehr guter Makrofunktion mit.

mit dem Flachbettscanner eingescanntes Bauteil
Eigentlich sind Scanner ja nur dafür entwickelt worden, Objekte abzubilden, die plan auf dem Scannerglas liegen. Aber viele Scanner haben eine Tiefenschärfe, die auch Dinge scharf abbildet, die sich etliche Millimeter über dem Glas befinden. So lassen sich auch bestückte Platinen einscannen, wenn auf ihnen keine hohen Bauelemente montiert sind. Wie gut die Tiefenschärfe ist, ist von Modell zu Modell verschieden. Ab 1cm ist aber in der Regel Schluss. Das nebenstehende Foto illustriert dieses Problem.

In der Zeitschrift c't wird bei Scanner-Vergleichstests die Tiefenschärfe ausgemessen. Die Testresultate mögen eine Orientierung bieten. Gute Erfahrungen habe ich mit einem (inzwischen völlig veraltetem) HP-ScanJet 6100C gemacht.

Eine sehr schlechte Tiefenschärfe haben extrem flache Scanner. Die von Canon entwickelten, platzsparenden CIS-Scanner sind deshalb zum Einscannen von Bauteilen nicht geeignet.

die Tiefenschärfe des Scanners ist sehr begrenzt
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Fotoapparat
Wenn eine Baugruppe fotografiert werden soll, dann kommt es darauf an, dass alle Teile dieser Baugruppe auf dem Foto zu erkennen sind. Es sollen also Bereiche, die dicht an der Kamera liegen wie, auch weiter entfernte Bereiche der Baugruppe scharf abgebildet werden. Das ist nur zu erreichen, wenn das Foto eine große Tiefenschärfe hat.

Es gibt zwei Wege eine große Tiefenschärfe zu erreichen:

  1. man fotografiert mit kurzer Brennweite auf große Entfernung
  2. man fotografiert mit großem Blendenwert (kleiner Blendendurchmesser)
Foto mit hoher Tiefenschärfe durch hohen Blendenwert
zu 1.
Fotografiert man mit kurzer Brennweite auf große Entfernung, dann wird das zu fotografierende Objekt zwangsläufig sehr klein dargestellt. Da stößt man schnell an die Grenzen des Machbaren.

zu 2.
Ein großer Blendenwert erfordert leider eine lange Belichtungszeit. Da man im Hobbykeller meist keine superhellen Scheinwerfer einsetzt, empfielt es sich, die Kamera auf ein Stativ zu montieren. An der Kamera ist die Zeitautomatik (A) auszuwählen, und der höchstmögliche Blendenwert einzustellen (z.B. 11, 16 oder 22). 

Foto mit hoher Tiefenschärfe durch hohen Blendenwert



einfaches USB-Mikroskop
Wir schreiben das Jahr 2014. Für SMD-Arbeiten habe ich mir eine kleine USB-Kamera mit kleinem Stativ besorgt. So etwas kostet bei Alibaba unter 50 Euro. Meines stammt von Andonstar, hat 2 MPixel und eine eingebaute Beleuchtung. Von vielen anderen Billigmodellen  unterscheidet sie sich durch das fein einstellbare Stativ.

Die integrierte Beleuchtung ist beim Einsatz in der Elektronik kaum nutzbar. Die dort üblichen Platinen und Bauteile reflektieren das Licht und führen zu unschönen Blendungen. Bei anderen Anwendungen (Stoff, Papier) ist das anders. Die Helligkeit lässt sich an einen Drehregler im USB-Kabel einstellen.

Das Problem bei der Nutzung von USB-Mikroskopen für die Arbeit an kleinen Bauteilen ist die zeitliche Verzögerung zwischen aufgenommener Handlung und deren Darstellung auf dem Monitor. Dieses Lag ist bei meinem Modell gerade noch erträglich. Im übrigen scheint es von der Bildauflösung unabhängig zu sein. Für Fotos spielt das aber keine Rolle.

Die Bildqualität ist deutlich schlechter als die eines Fotoapparates. Das war bei der kleinen Optik und dem geringen Preis auch nicht anders zu erwarten. Einen Farbstich konnte ich nie ganz weg regeln, dunkle Bildstellen rauschen und die Tiefenschärfe ist gering. Für den Einsatz als Arbeitslupe ist das kein Problem. Für Fotos werde ich die Kamera aber nur einsetzen, wenn für richtige Fotoapparate die Objekte zu klein sind.

Die Kamera hat einen Öffnungswinkel von 55° .. 60°. Die Vergrößerung stellt man durch Änderung des Abstandes zwischen Objekt und Objektiv ein.Grob geht dass durch die Klemmschraube, die die Kamera im Stativ hält, aber durch Drehen der äußeren Hülse des Verttikalen Stativteils betätigt man eine Mechanik, die die Kamera nach oben oder unten bewegt. Das geht sehr gut.  Danach wird mit einer Rändelschraube am oberen Ende der Kamera scharf gestellt.

Die maximale Entfernung, bei der noch scharf gestellt werden kann, ist 11 cm. Dabei ist das aufgenommene Bild 7 cm breit und 5 cm hoch. Bei 1600x1200 Pixeln entspricht das 23 Pixel pro Millimeter, die Optik schafft es aber nicht, das wirklich abzubilden.
Der Vergrößerung sind kaum Grenzen gesetzt, man muss nur den Abstand zum Objekt verringern. Irgendwann bekommt man ein Abschattungs- also Lichtproblem. Außerdem lässt sich die Kamera als Arbeitslupe nur verwenden, wenn noch genug Abstand zum Arbeiten vorhanden ist.
Bei 4 cm Abstand ist das Bild 22 mm breit, ein 100-pin-Chip passt schon nicht mehr ganz ins Bild. Auf einen Millimeter kommen 73 Pixel. Bei 2 cm Abstand ist das Sichtfeld noch 10 mm breit. Kleinere Abstände möchte man beim Löten wirklich nicht haben. außerdem stört nun die geringe Tiefenschärfe sehr, die nun kaum noch 1 mm beträgt.

Das tolle an dieser Kamera ist ihr Stativ. Kameraabstand (also Zoom) und Fokus lässt sich durch Drehen an Randelschrauben des Stativs und der Kamera fein einstellen. Wie Nutzer mit Kameras ohne solch eine Mechanik zurechtkommen ist mir rätselhaft. Das Stativ hat um die vertikale Achse etwa 2° Spiel. Um diese verwackelt die Kamera also schnell. Durch den 80mm-langen Ausleger, an dem die Kamera befestigt ist wackelt letztere bei Berührung also schon mal versehentlich um 3 mm.

Als Software verwende ich unter Linux "Cheese". Der im Kabel integrierte Fotoauslöser wird nicht unterstützt, ansonsten spielen Kamera und Cheese gut zusammen.
anklicken zum Vergrößern

Für unter 50€ kann man bei dieser USB-Kamera nichts falsch machen. Sie ist mehr als jeden Cent wert.
Eine bessere Kamera müsste ein kleineres Sichtfeld haben. Dadurch wäre der Abstand zum Objekt größer, und auch die Tiefenschärfe wäre großzügiger. Damit steigen aber auch die Anforderungen an die Halterung/Stativ deutlich an

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Autor: sprut
erstellt: 10.11.2003
letzte Änderung: 10.07.2014