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Retrospektive / Looking back

Der erste „echte“ Artikel für 3 ohne F ist ein Rückblick auf die eine oder andere Modellbau und Konstruktionsarbeit der vergangenen Jahre.
Nach langem Sessel-Modellbau habe ich mir vor knapp 10 Jahren einen CO2-Schneidlaser mit Servo-Antrieben von GCC geleistet. Damit habe ich verschiedene Bausätze gefertigt und damals auch zum Verkauf angeboten. Darunter waren neben Waggons und Ausstattungsdetails als Erstlingswerk ein Klohäuschen in verschiedenen Ausführungen:

This first „typical“ entry under the 3 without F heading will be a look back on one or another modeling and construction work of recent years.
Some 8 years ago the age of arm-chair modeling ended with the purchase of a GCC 40W servo driven lasercutter. I used ths lasercutter for my low volume production manufacturing and selling various wood kits. Beneath my first piece, an outhouse in both European and American styles, the kits ranged from rolling stock to scenery details:





Neben der Herstellung von Holzbausätzen war der Laser auch ein willkommenes Werkzeug, um zukünftige Ätzteile zunächst aus Papier und Karton zu schneiden und so vorab ihre Funktion und Passform zu testen.

The lasercutter was not only usefull for kit production, but also helped in the design of kits from etched sheet brass: Cutting the proposed etching from cardboard was an easy and economical way to check for snug fit and function before „toying“ with acids.



Nachdem der Laser das „respektable“ Alter von knapp 3 Jahren erreicht hatte, wurde deutlich, dass auch ein höherer Preis keine Haltbarkeitsgarantie ist … der Laser fiel nach mehreren kleinen Defekten schließlich mit einem Controller- und Antriebsschaden aus. Da eine Reparatur auch durch den altersbedingten Leistungsverlust der Laserröhre wirtschaftlich nicht sinnvoll war, habe ich mich von dem Laser wieder getrennt.
Statt dessen habe ich dann getestet, ob eine 2,5D CNC-Fräse das Benötigte – zuverlässiger – leisten kann, war aber mit den Ergebnissen nicht wirklich zufrieden.
Daher habe ich für mich beschlossen, zukünftig Modellbau „nach alter Schule“ zu betreiben und (möglichst) alles von Hand zu bauen. Lediglich der fein auflösende 3D-Druck soll als moderne Technik beim Erstellen von Urmodellen Verwendung finden dürfen.

Da ich nicht der große Lötmeister bin, werde ich nur in Ausnahmefällen Messing-, Kupfer-, oder Neusilber-Feinbleche verwenden. Statt dessen kommt, auch dank der guten Erfahrungen mit den Ätzblech-Simulationen, neben Holz vor Allem Karton als „Blechersatz“ zur Verwendung. Wo Gussteile erforderlich sind, werden diese aus Weißmetall oder Bronze bestehen, auf Zink-haltige Legierungen (Messing) möchte ich verzichten, da ich im offenen Tiegelofen schmelze, bzw. in der Flamm-Schleuder gieße und mir dabei zuviel Zinkschnee entsteht.
Kunststoff wird maximal da Verwendung finden, wo seine Isolationseigenschaften erforderlich sind. Selbst ACA-Kleber will ich mittelfristig durch „historische“ Klebstoffe und Versiegelungen ersetzen.

Der erste Schritt in Richtung (mehr) Karton im Modellbau war dann die für den privaten Modellbau freie „Neuauflage“ des europäischen Klohäuschens in Spur N (1:160), als Papier-Baubogen zum Selbstdrucken:

After the lasercutter reached the „decent“ age of nearly three years, it became obvious, that a higher price not necessarily comes with higher durability … following several minor failures finally the main board and part of the servo drives packed up. Since a repair was no more economical, the laser tube already had lost about 25% of its power, I returned the lasercutter.
Instead of cutting with light, I tried to cut with knives and rotary tools on my 2.5D CNC mill. The results not really satisfied me.
Therefore I concluded to give up with digital aid in modeling, and decided that my futore modeling will be old school, returning to mostly hand-crafted modeling. The only digital technology I will use further on is high resolution 3D prints (SLA) to facilitate the construction of complex master patterns.

Since I am not the master of soldering, I will use brass, copper, or nickel-silver sheet only exceptionally. Instead of sheet metal I will use wood and what’s more, cardboard as replacement, especially after the positive experience simulating etched brass with laser cut cardboard. For cast parts I will rely on white metal, or bronze, while passing on any Zinc-containing alloys like brass. Using Zinc-containing alloys would result in an excess risc of zinc fever, as I am melting in an open crucible and casting in an open centrifugal flame casting machine.
I will use plastics only if I must utilize its insulation properties. Even ACA glue, used mostly to harden cardboard and paper, will be banned in the medium term, and shall be replaced by more „historic“ glues, sealants, and varnishes.

The first step in this new direction to preferably using cardboard in my modeling was the re-issue of my N-scale (1:160) kit of a European style outhouse. This kit is designed for home-printing on heavy paper, and is offered as a free download for personal use.






Download:
Klohäuschen Baubogen 1:160 / Outhouse Heavy Paper Kit 1:160

Inzwischen neigt sich auch die aktuelle, berufsbedingte Modellbau-Pause dem Ende entgegen. Damit kann das nächste Projekt starten:
Natürlich wieder ein Klohäuschen, diesmal aus Holz und Karton, in der US-Version in meinem angestammten Maßstab 1:48, 1/4″ Scale …
… demnächst mehr.

In the meantime my modeling had to take an occupational brake. Since this finally comes to an end, I soon can start a new project:
Again an outhouse, but this time made from cardboard and wood, American style, and in my favorite 1/4″ scale, 1:48 …
… stay tuned for more to come.

Experimente I – Infrarotfotografie

Angeregt durch einen Zeitschriftenartikel über Infrarot- und Falschfarben-Fotografie habe ich mir einen 715nm-Filter (Heliopan RG 715) gekauft und direkt ein erstes Bild damit gemacht.
Da ich das Bild „freihändig“ aufgenommen habe, habe ich zunächst auf ein ausgeglichenes Histogramm verzichtet. Dadurch ist neben einer eigentlich guten Grün- und Blauverteilung leider eine rechts grenzwertige rote Spitze entstanden:

Inspired by an article on infrared and pseudocolor photography I bought a 715nm infrared filter (Heliopan RG 715), and immediately took an photo.
Since I took the photo free-handed, I did it without paying attention to a balanced histogram. As a result the blues and greens are distributed quite well, while the reds peek to the right limit:


Aufnahme / shot with: Canon EOS 6D, Canon EF 50mm f/1.8, ISO 100, f/5.0, 4.0s, Heliopan RG 715

Um eine korrekte Belichtung bei Fotografie mit IR-Filtern zu erhalten, ist es wichtig, die Belichtungsmessung auf dem Bildsensor durchzuführen. Nur so wird vom Sensor auch das unsichtbare IR-Licht ausgewertet, das den Filter weiter ungehindert passieren kann. Eine Belichtungsmessung über den Spiegel im optischen Sucher würde nur das sichtbare Restlicht berücksichtigen. Daher muss für diese Art der Belichtungsmessung die verwendete DSLR einen Live-View-Modus besitzen.
Für die weitere Bearbeitung ist es zudem zwingend erforderlich, das Bild als RAW-Datei aufzunehmen. Nur so besteht die Möglichkeit, das Bild bereits vor der Bearbeitung in z.B. Photoshop entsprechend zu entwickeln.

When taking a photo with an infrared filter it is essential to meter the correct exposure directly on the image sensor. This is the only way to make sure, that also the invisible infrared light still passing the filter will be taken into account. Metering exposure with the optical viewfinder, and thus reflected by DSLR’s mirror, would only regard the sparsely remaining visible light. Considering this, only DSLRs with live-view-option are suitable for this kind of infrared photography.
Since these images require further processing, it is also essential to save the image to a RAW file. This is the only way to process the photo before photoshopping the image file.


Trotz des eingangs erwähnten sub-optimalen Histogramms und der zum Aufnahmezeitpunkt vorhandenen Bewölkung lässt sich mit dieser ersten Testaufnahme hervorragend spielen.
So habe ich die RAW-Datei zuerst im Canon-eigenen RAW-Konverter mit Standard-Einstellungen entwickelt. Danach habe ich im Photoshop über mehrere Bearbeitungsebenen Anpassungen am Histogramm versucht und letztlich den roten und blauen Farbkanal getauscht. Die abschließende Konvertierung in ein Schwarzweißbild hat zwar zu der Infrarot typischen Helligkeitsverteilung geführt, aber das Ergebnis hat mich nicht wirklich überzeugt.

Daher habe ich der RAW-Datei eine zweite Chance gegeben und sie mit RawTherapee (http://rawtherapee.com/) entwickelt.
Im ersten Schritt habe ich im ColorToning die RGB-Kurve frei angepasst, sodass einerseits die rote Histogrammspitze entzerrt wurde und andererseits blau und grün keine neuen Grenzspitzen aufgebaut haben.
Im zweiten Schritt habe ich dann den roten und den blauen Kanal zu 100% getauscht.
Da ich mit diesem Kanaltausch noch nicht zufrieden war, habe ich ihn überbetont, indem ich jeweils die Kanalfarbe auf -100% und die Tauschfarbe auf 200% (Red=-100;0;200; / Blue=200;0;-100;) gesetzt habe.
Damit hatte ich dieses Zwischenergebnis erreicht:

Despite the abovementioned somewhat less than perfect histogram, and a cloudy sky when the picture was taken, this first test shot offers an ideal playground.
At first I used Canon’s own RAW converter (Digital Photo Professional) to process the photo with plain defaults. Afterwards I used several adjustment layers in Photoshop to first manipulate the color balance and finally swapped the red with the blue channel. A conclusive conversion into a monochrome image resulted in the expected brightness distribution typical of infrared images, but the result was not too satisfying.

Therefore the original RAW file had a second chance, and was processed with RawTherapee (http://rawtherapee.com/).
The first step was to freehandedly adjust the RGB curve of the colortoning until on one hand I had rectified the red channel’s peek, and on the other didn’t build up new peeks with the greens and blues.
The second step called for a 100% swap of the red and blue channels.
Since this didn’t satisfy me, I exaggerated the swap by setting the channels‘ original color to -100%, and the swapped color to +200% (Red=-100;0;200; / Blue=200;0;-100;).
And this is the intermediate result:

Auf dieser Basis habe ich mit Lab-Anpassungen (Helligkeit -10%, Kontrast +15%, Farbsättigung -75%) eine Sepia-Tonung erreicht. Damit diese nicht zu „weichgespült“ aussah, habe ich RawTherapee angewiesen, Farbverschiebungen zu vermeiden.
Und hier ist nun das Endergebnis:

Based on these pseudo colors I adjusted the luminance settings to brightness -10%, contrast +15%, and saturation -75%, resulting in a sepia toned image. Because this image looked a bit too softened I additionally prevented color shift.
So here is the final result:


Alle Inhalte sofern nicht anders vermerkt / unless otherwise noted, any content: © ralf-mit-f, Ralf Schreiner

„Endlose“ Schärfentiefe / „Infinite“ Depth of Field

Nahaufnahmen haben meistens das Problem unzureichender Bildschärfe.
Häufig erlauben die Lichtverhältnisse trotz Stativ nur eine verhältnismäßig weit geöffnete Blende und damit geringe Schärfentiefe. Und selbst wenn man die Blende für mehr Schärfentiefe weitgehend schließen kann, ist doch der Übergang von Schärfe zur Unschärfe meistens nicht definiert genug.
Ein typisches Beispiel sind diese zwei Bilder eines Holzstücks (Canon EOS 70D; f/5,6; 28,8mm)

Close-up photography mostly presents the problem of a shallow or insufficient focus.
Despite using a tripod often conditions of illumination require a wide open aperture, resulting in a very narrow depth of field. Even though conditions may permit closing the aperture for more depth of field the transition between crisp and soft focus is too long.
A typical example are these two images of a piece of wood (Canon EOS 70D, f/5.6, 28.8mm)

   


Um das Problem zu lösen, muss man zuerst eine Bildserie aufnehmen. Dabei wird für jedes Bild die Schärfeebene so verschoben, dass die scharfen Bereiche sich immer minimal überlappen.

To resolve this issue, you have to shoot a series of images. With the focal point shifted a bit for every image to allow a slight overlap of the areas in focus.


Diese Bilderserie wird dann zu einem sogenannten „Focus-Stack“, auf deutsch Brennweiten- oder Bildschärfestapel, verarbeitet.
Dazu gibt es spezielle Software:
Ein bekanntes aber schon etwas älteres Programm, sogar mit deutscher Hilfedatei, ist CombineZP. Ein jüngeres Programm ist PICOLAY, mit dem auch ich arbeite. Diese beiden Programme sind kostenlos.
Kostenpflichtig dagegen ist Helicon-Focus, das in der Pro und Premium Version sogar 3D-Modellierung beherrschen soll.

In PICOLAY werden einfach die gewünschten Bilder mit File > Add Image(s) geladen, dann mit [F2] die Optionen gesetzt (hier min. contrast 1, Smart Filter, auto-align und auto enhance) und dann mit Go das Stacking gestartet.
Und das ist dann das Ergebnis:

This image series now will be converted to a focus-stack.
This is done by a special piece of software:
A well known, but slightly older software is CombineZP. More up-to-date is PICOLAY, the software I’m using. Both are freeware.
A third software, requiring a licence, is Helicon-Focus. This software is said to even build 3D-models with the Pro-, and Premium editions.

In PICOLAY you simply load your image series with File > Add Image(s), then set the option by pressing [F2] (my settings were min. contrast 1, Smart Filter, auto-align und auto enhance), and give it a start by clicking Go.
And here is the result:


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