قياس القطع من الصور
يمكن قياس الصورة كما تُقاس القطعة نفسها، أي الطول والعرض وقطر خرزة والمسافة بين مسمارين، ما دام معلومًا كم مليمترًا يغطيه البكسل الواحد على القطعة. يشرح هذا الدليل من أين يأتي هذا الرقم، وإلى أي حد يُوثق به، وكيف يُحفظ مع الصورة.
كيف تحمل الصورة مقياس رسم صحيحًا
مقياس الرسم في الصورة هو الطول على القطعة، بالمليمترات، الذي يغطيه بكسل واحد: المليمترات لكل بكسل. وبه تصير أي مسافة في الصورة مسافة على القطعة. فعند 0.02 مم لكل بكسل تكون حافة طولها 1,850 بكسلًا هي 1,850 × 0.02 = 37.0 مم.
ومقياس الرسم صالح لصورة واحدة بحجم واحد. فإذا صُغِّر الملف إلى نصف عرضه صار كل بكسل يغطي ضعف ما كان يغطيه: 0.04 مم. وإذا قُصَّت الصورة بقيت البكسلات بحجمها لكن الإطار يتغير. فلا ينفع مقياس الرسم إلا مع أبعاد البكسلات التي قيس عليها.
من أين تأتي المليمترات لكل بكسل
هناك أربع طرق لإيجاد مقياس الرسم، وليست متساوية في الجودة.
قِس طولًا على القطعة نفسها، وهو أطول أضلاعها، بفرجار رقمي، ثم ارسم الطول نفسه في الصورة. فنصل قيس فبلغ 42.80 مم ويمتد على 2,140 بكسلًا يعطي 42.80 ÷ 2,140 = 0.0200 مم لكل بكسل. والقياس هنا للقطعة، عند حدّها الخارجي، وهو ما يُقارَن عادةً.
سطح عليه علامات تُعرف مواضعها بدقة، مثل لوحة PHOTARCH، يعطي مقياس الرسم في المستوى الذي تستقر عليه القطعة، ويمكنه تصحيح المنظور في الوقت نفسه.
الملاذ الأخير. تُقرأ بالعين، ويقع سطحها العلوي عادةً أقرب إلى الكاميرا من الحد الخارجي للقطعة بعدة مليمترات، فتقيس القطعة أصغر قليلًا مما هي.
من البعد البؤري f للعدسة، والمسافة u إلى القطعة، وحجم بكسل المستشعر، يكون التكبير f ÷ (u − f). ومع عدسة 100 مم تبعد 500 مم عن القطعة يكون ذلك 100 ÷ 400 = 0.25، ومع بكسلات 0.006 مم يكون مقياس الرسم 0.006 ÷ 0.25 = 0.024 مم لكل بكسل. وخطأ في المسافة بمقدار 5 مم يغيّر النتيجة بنحو 1.25 %، وتغيّر معظم العدسات بعدها البؤري قليلًا عند ضبط البؤرة، فهذه أقل الطرق الأربع مباشرةً.
وأيًّا كانت الطريقة، دوِّن أيّها. فمقياس الرسم مع طريقته يمكن الحكم عليه، أما الرقم المجرد فلا.
- أطول الأضلاع — 100.00 مم بالفرجار، و2,336 بكسلًا في الصورة
- المليمترات لكل بكسل — 100.00 ÷ 2,336 = 0.0428؛ ونسخة بنصف العرض: 0.0856. فمقياس الرسم يتبع الملف
ما مدى دقة القياس من صورة؟
تحدّه عوامل عدة، وهي شديدة التفاوت في حجمها:
- أين يبدأ الخط وأين ينتهي. إذا وُضع كل طرف من الخط المرسوم في حدود بكسل واحد، كان عدم اليقين نحو √2 ÷ طول الخط بالبكسلات. وفي النصل البالغ 2,140 بكسلًا أعلاه، √2 ÷ 2,140 ≈ 0.07 %.
- قراءة الفرجار. والعرض الذي يبيّن أجزاء المئة من المليمتر لا يضيف شيئًا يُذكر. والأهم هو كيف يلامس فكّا الفرجار القطعة، وهل الطول المرسوم في الصورة بين النقطتين نفسيهما.
- العدسة. يجعل التشوّه المليمتر قرب الزوايا يغطي عددًا من البكسلات يختلف عن مثيله في الوسط. أبقِ القطعة في الوسط.
- المنظور. الكاميرا غير المتعامدة مع السطح تجعل أحد طرفي القطعة أكبر من الآخر. ويمكن لهدف معايَر أن يصحّح ذلك؛ أما المسطرة فلا.
- الارتفاع. وهو عادةً الأكبر أثرًا، وموضوع القسم التالي.
حدّ المستوى الواحد
ترى الكاميرا الأقرب أكبر، فلا يكون مقياس الرسم دقيقًا إلا في مستوى واحد: المستوى الذي قيس فيه. والجزء من القطعة الذي يعلو ذلك المستوى بمقدار h مليمتر، ويُرى من بعد D مليمتر، يُقاس أكبر مما هو بمقدار h ÷ (D − h). ففي قمة خرزة ارتفاعها 25 مم، تُصوَّر من 500 مم، يكون ذلك 25 ÷ 475 ≈ 5.3 %.
لذلك يعطي المنظر العمودي، أي من الأعلى مباشرةً، الطول والعرض في المستوى الذي ينتمي إليه مقياس الرسم. ولا يعطي السماكة: فهذه تحتاج إلى منظر جانبي بمقياس رسم خاص به، أو إلى الفرجار. وكيف يؤثر الارتفاع في المسطرة، ولماذا تنفع المسافة، مشروحٌ في مقياس الرسم في تصوير القطع.
وخارج المركز يكبر الخطأ، ويقع الفرجار واللوحة في مستويين مختلفين. وكلاهما، وكيف يُذكر الخطأ هامشًا، في القطع ذات الارتفاع.
لماذا ينتمي مقياس الرسم إلى الملف لا إلى البكسلات
شريط مقياس الرسم المرسوم في البكسلات يبقى بعد تغيير الحجم لأنه يصغر مع الصورة. لكن البرمجيات لا تقرؤه، وقد يزيله القصّ، ويغطي جزءًا من الخلفية، وليس فيه ما يبيّن كيف أُخذ ولا مدى يقينه. أما حقول الدقة الموجودة أصلًا في TIFF وEXIF فتقرؤها معظم البرمجيات على أنها إعدادات طباعة.
Image Scale Metadata (ISM) مواصفة مفتوحة لحمل مقياس الرسم داخل الملف بدلًا من ذلك: بضعة حقول XMP للمليمترات لكل بكسل، وشبكة البكسلات التي قيس عليها، وكيف أُخذ، ومدى يقينه. وبها يستطيع أي برنامج أن يرسم شريط مقياس صحيحًا أو يقيس القطعة بعد تغيير حجم الملف، وأن يتعرف على القصّ إلى شكل آخر فيمتنع عن التخمين. والمواصفة والمعاين والمدقّق منشورة هناك، مستقلةً عن PHOTARCH. وما تحمله الحقول إلى جانب بقية سجل الصورة في البيانات الوصفية.
قائمة تحقق
- اضبط مقياس الرسم بالفرجار على أطول أضلاع القطعة، أو من هدف معايَر؛ ولا تستعمل المسطرة إلا حين لا يوجد غيرها.
- أبقِ الكاميرا متعامدة مع السطح، والقطعة في وسط الإطار.
- صوِّر من أبعد مسافة تسمح بها العدسة ما دامت القطعة تملأ من الإطار قدرًا كافيًا.
- قِس الأطوال في المستوى الذي ينتمي إليه مقياس الرسم؛ وقِس السماكة على حدة.
- احفظ مقياس الرسم وطريقته وعدم يقينه في الملف.
يكتب تطبيق PHOTARCH مقياس الرسم الذي يقيسه في كل صورة مصدَّرة لقطعة مقيسة بصيغة ISM، مع الطريقة التي ضُبط بها وعدم يقينه.