Mesure de la taille d'un objet avec appareil photo

[Hervebe]

Bonjour,
Je voudrais mesurer la taille de mes poissons dans mon aquarium mais ils bougent tout le temps et ont peur de la latte graduée,
je cherche à le faire sur base des données Exif d'une photo mais ça ne fonctionne pas bien : pouvez-vous m'aider à comprendre où est mon erreur ?

Od = Object distance entre le plan focal de l'appareil photo et l'objet (le poisson), cette distance est facilement mesurable
Id = Image distance entre le plan focal et le capteur
F = distance focale
Ow : Object Width
Iw = Image Width

J'ouvre la photo dans un logiciel qui me donne la largeur de l'image X pixels, sur cette photo je mesure la dimension du poisson Dx pixels
Si je connais la largeur du capteur SensorWidth en mm (voir comment plus loin) alors dimension de l'image du poisson
Iw = SensorWidth x Dx / X

Une des règles de l'optique géométrique dit que 1/Od + 1/Id = 1/F
donc Id = 1/(1/F - 1/Do)

D'autre part Iw / Ow = - Id / Od
donc Ow = - Iw * Od / Id

Calcul de largeur du capteur SensorWidth sur base des données Exif : 2 méthodes selon ce qu'on trouve dans Exif

1. SensorWidth = 36 * F / F35
   F : distance focale
   F35 : distance focale équivalente en 35 mm
2. SensorWidth = ExifPixXDim / ExifFocXRes * 25.4
   ExifFocXRes : resolution du capteur en pixels par pouce
   ExifPixXDim : dimension de l'image en pixels

1er test concluant : photo d'une latte de 30 cm à 30 cm à l'aide d'un Samsung Galagy S23 Ultra
F = 6,3 mm
F35 = 23 mm
X = 4000 pixels
Dx = 2618 pixels
SensorWidth = 36 * F / F35 = 36 * 6,3 / 23 = 9,86 mm
Iw = SensorWidth * Dx / X = 9,86 * 2618 / 4000 = 6,45 mm
Id = 1/(1/F - 1/Do) = 1/(1/6,3 - 1/300) = 6,44 mm
Ow = - Iw * Od / Id = 6,45 * 300 / 6,44 = 301 mm : OK

2ème test : photo de mon aquarium de 120 cm de large à 110 cm à l'aide d'un Samsung Galagy S23 Ultra
F = 6,3 mm
F35 = 23 mm
X = 4000 pixels
Dx = 3452 pixels
SensorWidth = 36 * F / F35 = 36 * 6,3 / 23 = 9,86 mm
Iw = SensorWidth * Dx / X = 9,86 * 3452 / 4000 = 8,51 mm
Id = 1/(1/F - 1/Do) = 1/(1/6,3 - 1/1100) = 6,34 mm
Ow = - Iw * Od / Id = 6,45 * 300 / 6,44 = 1477 mm soit 23% en trop !

3ème test : photo de mon aquarium de 120 cm de large à 110 cm à l'aide d'un Canon 60D avec objectif 15 mm
ExifFocXRes = 5728
ExifPixXDim = 5184
X = 5184 pixels
Dx = 4264 pixels
SensorWidth = ExifPixXDim / ExifFocXRes * 25.4 = 23 mm
Iw = SensorWidth * Dx / X = 23 * 4264 / 5184 = 18,91 mm
Id = 1/(1/F - 1/Do) = 1/(1/15 - 1/1100) = 15,21 mm
Ow = - Iw * Od / Id = 18,91 * 1100 / 15,21 = 1368 mm soit 14% en trop !

Je ne comprends pas pourquoi les tests 2 et 3 donnent un résultat si élevé.
Merci d'avance pour votre aide
-----

[gts2]

Bonjour,

Le poisson vu par l'appareil photo est plus près que ce que vous mesurez : monde.ccdmd.qc.ca/ressource
Si P est la position du poisson que vous mesurez, P' celle que voit l'appareil photo, V la vitre de l'aquarium, vous avez VP'=VP nair/neau=VP/1,33.

[jiherve]

bonjour,
pourquoi crois tu que toutes les photos d'objets de type archéo ou autres comportent une règle (latte) graduée dans le champ ?
C'est pour n'avoir à faire qu'une simple règle de trois si tant est qu'objet et règle soient situés à même distance du capteur/film.
JR

[Hervebe]

pourquoi crois tu que toutes les photos d'objets de type archéo ou autres comportent une règle (latte) graduée dans le champ ?

Probablement parce qu'ils ne savent pas à quelle distance se trouve l'objet à mesurer.
Il serait en effet facile de faire une règle de 3 si je pouvais mettre une règle dans l'eau à la même distance que le poisson, c'est difficile.

Le poisson vu par l'appareil photo est plus près que ce que vous mesurez

Certainement, c'est une correction que je devrai faire.
Dans un premier temps j'essaye de mesurer la largeur de la vitre de l'aquarium qui mesure 1m20 mais j'obtiens 1m48 et 1m37, c'est ça que je ne comprends pas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Od = Object distance entre le plan focal de l'appareil photo et l'objet (le poisson), cette distance est facilement mesurable
Id = Image distance entre le plan focal et le capteur
F = distance focale ; Ow : Object Width ; Iw = Image Width
Une des règles de l'optique géométrique dit que 1/Od + 1/Id = 1/F
D'autre part Iw / Ow = - Id / Od

Vous avez pris les formules avec origine au centre optique alors que vous prenez l'origine au plan focal image : lapsus ou erreur ?
Comment vous repérez le plan focal ?
Sur un appareil photo, il y a parfois une indication, c'est la position du capteur.

[Henrix]

Chopper le poiscail à l'épuisette
Le poser sur la table à coté de la règle graduée
D'une main le maintenir "tranquille"
Et de l'autre main prendre la photo
Les poissons ne meurent pas dans la seconde quand ils sont sortis de l'eau.

[GBo]

Je ne vois en quoi c'est facile d'évaluer précisément la distance du poisson (en plus dans l'eau) ?

Sinon il faudrait te procurer un objectif télécentrique, c'est fait pour.

An image-space telecentric lens has the exit pupil (the image of the aperture stop formed by optics after it) at infinity and produces images of the same size regardless of the distance between the lens and the film or image sensor. This allows the lens to focus light from an object or sample to different distances without changing the size of the image. An image-space telecentric lens is a reversed object-space telecentric lens, and vice versa.

https://en.wikipedia.org/wiki/Telecentric_lens

[Hervebe]

Pêcher un poisson dans un aquarium plein de roches donc de cachettes : bonne chance.
S'il était facile de mesurer un poisson je n'essaierais pas une méthode détournée, je voudrais comprendre pourquoi mon raisonnement n'est pas correct.

Vous avez pris les formules avec origine au centre optique alors que vous prenez l'origine au plan focal image : lapsus ou erreur ?
Comment vous repérez le plan focal ?
Sur un appareil photo, il y a parfois une indication, c'est la position du capteur.

Je ne mense pas qu'à une distance d'un mètre ceci fasse une grande différence, notamment avec mon Smartphone d'un cm d'épaisseur.
Ceci dit si vous pensez que des formules sont erronées je suis preneur.

[Hervebe]

Je ne vois en quoi c'est facile d'évaluer précisément la distance du poisson (en plus dans l'eau) ?

De l'appareil photo à la vitre frontale de l'aquarium il suffit d'utiliser un mètre.
De la vitre frontale au poisson on peut faire une estimation puisqu'on voit à travers l'eau le poisson et la vitre latérale dont on connait la largeur.
Je suis conscient qu'il ne suffit pas d'additionner les deux à cause de la réfraction de la partie immergée, ce sera pour une 2ème étape quand je pourrai mesurer un objet qui n'est pas dans l'eau (j'ai pris mon aquarium comme exemple mais j'aurais pu faire le test avec n'importe quel objet "dans l'air").

[Hervebe]

Sinon il faudrait te procurer un objectif télécentrique, c'est fait pour.

L'objectif sans jeu de mot est de donner aux aquariophiles la possibilité de mesurer facilement leur poisson; s'il faut passer par l'achat d'un objectif télécentrique il revient moins cher de vider l'aquarium puis de procéder comme ceci


Pour lever le malentendu du au fait que j'ai fait les essais en mesurant mon aquarium j'en ai fait un autre :
photo à 1m avec mon Smartphone d'une fenêtre de 70 cm de large
Od 1000
X 4000
Dx 1735
F 6,3
F35 23
SensorWidth 9,86
Iw 4,28
Id 6,34
Ow 675 soit une erreur de -3,75% ce qui n'est pas mal du tout; pourquoi les cas 2 et 3 donnent-ils une erreur de 23 et 14% ?

[gts2]

Je ne mense pas qu'à une distance d'un mètre ceci fasse une grande différence, notamment avec mon Smartphone d'un cm d'épaisseur.

Tout à fait.
On peut d'ailleurs pousser l'approximation un peu plus loin et dire que la distance capteur-centre c'est quasi f' et que la distance objet-centre c'est quasi la grandeur que vous avez mesuré Od et on aurait donc plus simplement
Ow=Od*Iw/f'

[gts2]

soit une erreur de -3,75% ce qui n'est pas mal du tout; pourquoi les cas 2 et 3 donnent-ils une erreur de 23 et 14% ?

Peut-être tout simplement une erreur de lecture ...

[gts2]

Dernière piste : un effet de distorsion plus sensible sur les bords.

Pour les mesures correctes 1735/4000 ; 2618/4000 on reste au centre : incorrectes : 3452/4000 presque pleine largeur.
Essayez de prendre de plus loin pour avoir les mesures dans la zone centrale.

[Henrix]

@: Hervebe
Cite: "Pêcher un poisson dans un aquarium plein de roches donc de cachettes : bonne chance".
Tu l'affame pendant un jour ou deux.
Puis tu l'attire avec de la nourriture.
Et hop un coup d'épuisette.
Tu aura une mesure ultra précise, sans te casser la tête avec des calculs hasardeux

[GBo]

Dernière piste : un effet de distorsion plus sensible sur les bords.

Très bonne piste en effet, s'agissant d'un objectif grand angle de smartphone, et en particulier celui utilisé ici:

https://eu.community.samsung.com/t5/...a/td-p/7435145

[JeanYves56]

bjr :

En restant dans les generalites , il faut utiliser un objectif avant une grande focale , 80 , 100 mm....
angle de champ plutot petit , il y a moins de deformation de l'image , quelqu'un a parlé de telecentrique .

un smartphone à un objectif de petite focale , c à d avec un grand angle de champ , qui a tendance à deformer l'image .

[Hervebe]

Tu l'affame pendant un jour ou deux.

J'ai 7 poissons qui coûtent plusieurs centaines d'Euros chacun,
les affamer tous pour en capturer un n'est pas une solution acceptable, cette méthode est de toute façon vouée à l'échec,
merci de rester dans le sujet Mesure de la taille d'un objet avec appareil photo.

Dernière piste : un effet de distorsion plus sensible sur les bords.
Pour les mesures correctes 1735/4000 ; 2618/4000 on reste au centre : incorrectes : 3452/4000 presque pleine largeur.
Essayez de prendre de plus loin pour avoir les mesures dans la zone centrale.

C'est en effet cohérent :
1735 / 4000 = 0,43 : 3,75% d'erreur
2618 / 4000 = 0,65 : 0,3%
4264 / 5184 = 0,82 : 14%
3452 / 4000 = 0,86 : 23%
je ne comprends cependant pas pourquoi.

[gts2]

je ne comprends cependant pas pourquoi.

Des explications : edmundoptics...imaging/distortion/

[GBo]

Un exemple de distorsion géométrique classique d'un objo grand angle (distorsion dite en tonneau, mais il y a d'autres types):
ping.jpg
La distance entre la tête de statue à droite et le centre du poteau à gauche est plus grande que pour objectif grand angle parfait.
pingcorr.jpg

[Hervebe]

il faut utiliser un objectif avant une grande focale , 80 , 100 mm....
un smartphone à un objectif de petite focale , c à d avec un grand angle de champ , qui a tendance à deformer l'image .

Mon Smartphone et mon 15mm sur Canon 60D ont un angle de champ proche de 2 * Atan (SensorWidth / (2 F)) = 75°.
J'ai essayé de photographier la largeur de mon aquarium (90 cm) à une distance de 2m60 avec l'objectif x3 de mon Smartphone (ce n'est pas un zoom digital mais un objectif physique différent).
L'angle de champ passe à 29°.
Résultat : 913 mm soit une erreur de 1,4%, c'est une bonne piste.

[agitateur]

1735 / 4000 = 0,43 : 3,75% d'erreur
2618 / 4000 = 0,65 : 0,3%
4264 / 5184 = 0,82 : 14%
3452 / 4000 = 0,86 : 23%
je ne comprends cependant pas pourquoi.

Pour répéter ce qui a été dit, plus c'est un "grand" angle et plus la mesure sera faussée.

Et aussi:
La mesure sera plus juste avec une distance plein centre, et avec un Dx pas trop grand devant la largeur en pixel disponible.

Si on prend un portrait trés proche de quelqu'un, avec un grand angle, et si le visage remplit beaucoup le cadre, il en ressort des distances faussées, et un visage déformé ( et un nez qui est un pic, une péninsule ! ). Si tu n'es pas convaincu, c'est un moyen pratique de se rendre compte des déformations.....
Inversement, un portaait au 100 mm ( par exemple, en FF ou en APSC ) ça ne déforme pas et le visage est "réel" même plein cadre.

[Hervebe]

En effet, quoiqu'avec le même grand angle de mon smartphone j'obtiens un résultat correct à condition que l'image soit petite par rapport à la taille du capteur.

Test précédent : objectif x3 angle de champ = 29°.
Résultat : 913 mm soit une erreur de 1,4%.

Au lieu de sélectionner l'objectif x3 j'ai essayé le x1 en zoomant digitalement de 2,8 fois, l'angle de champ passe à 31°
Résultat : 860 mm alors que l'objet mesure 900 mm soit une erreur de 4,5%, pas si mal.

Ceci pourrait être la solution pour ceux qui ne disposent pas d'un Smartphone muni de plusieurs objectifs distincts.

[f6bes]

Faut il mesurer au 1/:4 de mm prés ?
Pourquoi vouloir mettre la régle dans l'eau ? ( de toute façon le poisson ne va pas prendre la ...pose !)
Donc régle contre l'extérieur de l'aquarium.
Distance de prise de vue qq métres ( disons 3m voire un peu plus) Prise .
de la photo.
Ensuite si nécessaire on AGRANDIT le document pour la lisibilité des détails (si n"écessaire).
Si non épuisette,mesure sur ta table et remise à l'eau !
A+
Faudra attendre bien sur que le poiscail veuille bien apsser au niveau de la régle

[GBo]

Si on prend un portrait trés proche de quelqu'un, avec un grand angle, et si le visage remplit beaucoup le cadre, il en ressort des distances faussées, et un visage déformé ( et un nez qui est un pic, une

Ne pas confondre exagération de perspective des GA et distorsion de l'objectif en question (certains objos distordent plus que d'autre, tous de même focale, et ça se corrige d'ailleurs assez bien par soft).
J'ai montré un exemple de distorsion typique dans le message #19, et c'est ça qui fausse les mesures, pas l'exagération de perspective (dont tiennent compte les formules d'optique).

[Hervebe]

Faut il mesurer au 1/:4 de mm prés ?

Non

Pourquoi vouloir mettre la régle dans l'eau ?

Parce qu'un objet dans l'eau paraît plus grand, si on veut comparer 2 objets (la règle et le poisson) il doivent être tous deux dans le même milieu.

Si non épuisette,mesure sur ta table et remise à l'eau !

Comme déjà dit c'est hors sujet.

[f6bes]

".....Parce qu'un objet dans l'eau paraît plus grand, si on veut comparer 2 objets (la règle et le poisson) il doivent être tous deux dans le même milieu...." +1...bien vu
donc mettre la regle à l'intérieur et....attendre !


Bonnes fétes

[oxycryo]

pour ma part, je résolverais le problème, avec des ombres projetés.

- ajouter un fond derrière l'aquarium, avec papier centi-métré ou millimétré
- une lampe, ou un flash plutôt, placé au-dessus et éclairant à 45° depuis le bord opposé vers le fond millimétré (façon triangle rectangle avec le haut du fond de l'aquarium)
- ajouter un cube de 1cm dans l'axe (enfin, à une distance had-oc pour les calcul à suivre & comme élément de mesure comparative)

attendre que le poisson soit dans l'axe, près du cube, et flasher le tout... (papier svp)

avec quelques calcul de triangulation sur la photo du fond millimétré, en comparant la déformation des ombres respectives du poisson et du cube de 1cm...

doit y'avoir moyen de bien perdre son temps sur le sujet, et bien s'occuper les neurones tout un après-midi d'hivers

[agitateur]

Ne pas confondre exagération de perspective des GA et distorsion de l'objectif en question

A titre perso je ne confond pas, mais dans le sujet ouvert il y a les 2, ou il peut y avoir les 2, et tout un tas de choses.

Avec un objet inférieur à 50 % ( ou moins de 70 % sans doute dans la plupart des cas ) de la diagonale ( ou largeur ou hauteur ), ET un objet centré sur l'image, disons que la recette générale sera pas trop mal, pour une somme de raison, même si Hervebe ne sait pas exactement pourquoi sur tous les détails. Et avec le matos existant.
En prenant soin de positionner l'appareil au mieux à 90° du plan de la vitre, pas plus haut ni plus bas que le centre de la vitre, ni à droite ni à gauche. Bon, c'est évident, mais ça va mieux en le disant.

Et selon le matos, qui sont trés diversifiés, disons aussi qu'on peut "zoomer" au max du "zoom" optique ( sans passer au "zoom" numérique ), et donc d'éloigner un peu du sujet si possible sans casser les murs. En tout cas, on évitera l'angle le plus grand. Les termes employés sont parfois impropres, mais ça se comprend pour bcp de monde.


Ceci étant, je rejoins l'idée d'avoir un étalon DANS l'aquarium, vers le milieu, qui sera une repère facile et ensuite un règle de 3, et zou. Ca peut être un object décoratif à demeure, peu importe. Si on sait qu'il y a 20 centimètre exactement entre les 2 poignées d'une amphore de déco, job is done. Et si l'amphore est au milieu aussi en "profondeur" de bassin, c'est encore mieux.

[Hervebe]

Bonjour,
Le programme qui lit l'Exif et calcule la dimension fonctionne presque mais j'ai un problème :
si j'utilise l'objectif X3 de mon Smartphone, donc zoom optique de 3 fois
la donnée Exif 41988 (Exif.Photo.DigitalZoomRatio) qui devrait contenir la valeur du zoom digital contient 3 !
Dans ce cas le calcul n'est alors pas correct.