Camera SwiftCam

TLDR

Après des calculs de résolution nécessaire j’ai acheté le modèle 3MP (pour 130€ en promo).
Le capteur a une très bonne qualité mais il semble y avoir un problème au niveau de la lentille fournie avec car j’ai 30% de l’image qui est floue, à gauche et à droite (surtout à droite).
Côté software il faut passer par un logiciel propriétaire relativement médiocre, ce qui limite pas mal les possibilités pour les captures…

Remplacer mon appareil photo

Prendre des photos avec un appareil photo numérique devient vite contraignant:

sans adaptateur, les prises sont complexes et aléatoires à faire
il faut prendre les photos manuellement
on ne peut pas avoir le stream vidéo directement sur l’ordinateur
on perd généralement une grosse partie des pixels

Cependant, un appareil photo numérique a l’avantage de permettre une bonne qualité pour un faible prix (on peut trouver un appareil correct d’occasion pour pas grand chose).

Il ne semble pas y avoir énormément de choix quand il s’agit de camera digitale pour microscopes.
Je me suis donc tourné vers les appareil SwiftCam, qui semblent avoir un capteur de bonne qualité.

La gamme commence à 3MP et va jusqu’a 20MP.

Vu la différence de prix entre la 3MP et la 20MP, on est en droit de se demander quelle est la version idéale pour son microscope.

Calculs de résolution

Les calculs suivants sont basés sur cette excellente vidéo de microbehunter (en anglais).

Pour savoir quelle densité de pixels il faut sur la caméra, il faut tout d’abord calculer la résolution théorique de son microscope. Cela dépend avant tout des objectifs utilisés. Les objectifs à faible grossissement nécessiteront une résolution plus élevée que les objectifs à fort grossissement.

Il faut aussi connaitre la taille des pixels du capteur utilisé par la caméra. Ces données sont normalement fournies par le vendeur.

Dans le cas de la camera SwiftCam, les pixels ont une taille de 2.2μmx2.2μm.
Cette valeur est identique pour toutes les gammes, seule la taille et donc le nombre de pixels du capteur change.

La taille du capteur de la camera 3MP fait 4.51mm*3.38mm.
Pour 5MP il fait 5.70mmx4.28mm.

Important: La résolution de la camera doit être 2x plus élevée que la résolution fournie par le microscope (Nyquist Criterion).

Calcul de la résolution du microscope: d = L/(2⋅NA)

NA: Ouverture numérique (numerical aperture) de l’objectif
L: Longueur d’onde de la lumière utilisée (L = 550n = 0.55µm pour de la lumiere blanche moyenne)
d: Resolution du microscope

Calcul de la taille requise des pixels du capteur: P = (d⋅Mo⋅Ma)/2

Mo: agrandissement de l’objectif
Ma: agrandissement de l’adaptateur (ici 0.5)

Calculs pour l’objectif 5x

Mo = 5
Ma = 0.5
NA = 0.13

d = L/(2⋅NA) = 2.12µm
P = (d⋅Mo⋅Ma)/2 = 2.12⋅5⋅0.5/2 = 2.65µm

HRes = CaptorWid/P = 4510/2.65 = 1702px
VRes = CaptorHei/P = 3380/2.65 = 1275px

Ici il nous faut donc théoriquement un capteur de 1702x1275 pixels.

Le capteur 3MP fais 2048x1536 pixels donc il semble largement suffisant pour l’objectif 5x.

Comme c’est mon objectif le plus petit et que je vais surtout prendre des photos avec de plus forts grossissements, je pars donc sur la camera 3MP, à 130€ en promo (soit une différence de 90€ avec la gamme 5MP sans promo).

Nb: l’ouverture numérique des objectifs a plus fort grossissement étant plus grande que celle de l’objectif 5x, la résolution nécessaire sera forcement plus basse. Inutile donc de faire des calculs supplémentaires.

Utilisation

Logiciel

Trouvable uniquement sur le site officiel en bas de page de n’importe quelle caméra SwiftCam.

Disponible sous Linux/Windows/Mac.

Pour une utilisation standard le logiciel fonctionne bien.
On peut controler l’exposition, la balance des couleurs, le contraste…

Limites

Il y a aucune documentation fournie sur le site ou trouvable sur internet. Peut être qu’elle est sur le CD, je n’ai pas pu vérifier.

Le logiciel est propriétaire, mais il semble y avoir un .so séparé, qui pourrait être utilisable.

Les seuls formats de sortie supportés sont le jpg, png et tiff.

Il y a peu de raccourcis, en tout cas sur la version Linux. Il manque des raccourcis cruciaux comme la capture d’image rapide (ce qui permet d’enregistrer une image directement de manière incrémentale sans avoir à spécifier un chemin et un nom).

Les outils interessants sont soit à moitié fonctionnel, soit dépourvus d’options essentielles…

Par exemple l’option de timelapse permet de faire des captures en continu (beaucoup trop rapide), ou limite à des captures toutes les X secondes.
Impossible de faire un timelapse toutes les X msec par exemple (ce qui serait très utile pour process le stream vidéo de la camera sans perdre en qualité).

L’option mosaique, qui serait très très utile dans mon cas, fonctionne très mal… et n’a aucun réglage. Je ne peux donc rien en faire.

Le menu d’option ne sauvegarde pas les configurations choisies alors qu’un fichier de configuration existe bien dans ~/.config/SwiftOptical/.
Il faut donc modifier le fichier manuellement pour changer les configurations.

D’ailleurs le fichier de configuration a bien plus d’options que ce que l’on peut choisir dans le menu des options, même s’il manque beaucoup d’options importantes comme le keybinding.

Bref, ce logiciel devient vite une purge quand on veut faire des choses un peu avancées avec. A terme j’espère que je pourrais accèder au hardware manuellement en utilisant le .so fournis.

Captures

Voici des captures prises avec cette camera. La qualité d’image est très bien mais il y à un problème de flou sur les bords, causé probablement par la lentille fournie (peut être mal alignée ou de mauvaise qualité, je ne sais pas trop).

Ce n’est pas trop grave mais dans mon cas ça va me faire perdre pas mal de temps, car il me faudra prendre bien plus de photos pour faire un assemblage propre.

Clicker sur les images pour zoomer.