국제 협력을 위해 설계된 매우 정확하고 활용도 높은 3D 현미경

최근, 정기적으로 국제적 협력을 통해 업무를 수행하는 글로벌 팀들이 늘어나면서, 이러한 국제 공조를 지원 할 수 있는 도구는 그 어느 때보다도 중요해졌습니다. 이러한 추세를 반영하여 Octonus는 서로 다른 지점에 있는 팀원들이 가상 회의실을 통해 동시에 3D 물체를 볼 수 있게 도와주는 고정밀 3D 디지털 현미경을 개발하였습니다. 3DDM은 또한 화상을 향상시킬 수 있는 방법을 다양하게 제공함으로써 사용자가 하나의 시스템을 활용하더라도 보다 상세하고 완벽하게 목표물을 볼 수 있도록 도와줍니다.

Octonus 3DDM은 무엇이며, 어떻게 작동하는 것입니까?

 Octonus 3DDM은 Leica Microsystems(독일 베츨라어 소재)의 M205a 입체 현미경을 기반으로 개발된 제품입니다. 3DDM은 표준 Leica 플랫폼에 다음과 같은 추가 부품으로 구성됩니다: 전동식 스테이지에 장착된 관찰 목표물 홀더, 맞춤형 LED 조명 시스템, FLIR Grasshopper3 카메라 한 쌍(종전 Point Grey 제품).

화상을 생성하고자 할 때, 사용자는 3DDM의 관찰 목표물 홀더에 샘플을 올려 놓아야 합니다. 아울러, 사용자는 마우스, 키보드, 3D 조이스틱 등 표준 제어장치를 활용하여 카메라의 시야각 내에 있는 샘플을 회전시킬 수 있습니다. 카메라에 장착되어 있는 초점 조절 장치와 시스템의 조리개를 조정하면, 선명한 3D 비디오 화상을 촬영 할 수 있습니다.

기기 조명을 켜고 샘플을 홀더 위에서 회전시키면, 두 개의Grasshopper GS3-U3-23S6C-C컬러 카메라가 실시간으로 고품질 비디오 스트림을 촬영합니다. PC는 카메라가 촬영한 데이터를 3D 비디오 스트림, 또는 3D/2D 화상으로 압축된 비디오 형식으로 저장하게 됩니다. 또한, 화상이나 비디오 시퀀스 위에 모든 프레임 관련 데이터(광학 조리개, 조명 시스템, 홀더 등 모든 디지털 설정 값)를 모두 저장합니다. 이를 활용하면, 실시간 혹은 저장된 데이터를 처리 할 수 있습니다.

PC에서 사용 할 수 있는 화상 분석 소프트웨어는 최대 10 마이크로미터의 정밀도로 촬영 목표물을 측정합니다. 2D/3D 모드를 결합하면, 3D 공간과 목표 대상의 투영면을 따라 목표물을 측정 할 수 있습니다.

3DDM의 촬영 목표 대상 조명 및 디지털 품질 향상 옵션

현미경의 다기능성 LED 조명을 활용하면, 샘플을 여러 가지 방법으로 비출 수 있습니다. 조명은 프로그래밍 설정에 따라, 가시성 근적외선 (NIR) 또는 자외선을 동축으로, 샘플의 후면, 또는 측면에서 조사 할 수 있습니다. 암시야 조명은 생체 상태의 샘플과 염색하지 않은 생물학적 샘플의 화상 시퀀스를 캡처하는데 적합한 기능이며, 수집된 화상의 대비를 향상시킬 수 있습니다. 3DDM은 또한 사용자가 세부 정보를 캡처 할 수 있도록 다양한 디지털 품질 향상 옵션을 제공합니다. 이러한 옵션에는 다음이 포함됩니다.

그림 1. Fish 인테리어. 좌측 상단: 후미 조명. 우측 상단: 상단부 조명. 시야각 16 mm. 좌측 하단: 암시야 조명. 우측 하단: 근적외선 (NIR) 조명. 시야각 18 mm.

• 고명암비 화상(HDRI) 기술은 촬영 단계에서 노출이 부족했던 부분의 화상 디테일을 향상시켜줍니다.
• 12 비트 톤 매핑은 표준 디스플레이에서 정확한 HDR 화상을 조회 할 수 있게끔 도와줍니다.
• 확장 피사계 심도(EDF) 기술은 일련의 사진 여러 장을 분석하는 대신, 촬영 대상물 전체의 초점이 잘 잡혀 있는 사진 한 장을 분석하는 기술입니다.
• 자동으로 화상 해상도와 시야각을 증가시켜주는 화상 스티칭 알고리즘입니다.

3DDM의 다른 기능

가상 회의실

3DDM은 3D TV 및 3D 입체 안경과 함께 가상 회의실을 만들어 세계 각지에 있는 팀들의 협업을 용이하게 만들어줍니다. 회의 시, 발표자는 마우스 커서 이동, 화상 이동, 줌-인/줌-아웃, 최대 프레임 전송 속도 변경, 레이어 추가/제거하는 등의 조작을 통해 주석이 달린화상을 추가하거나, 중요한 부분으로 참석자들의 관심을 유도 할 수 있습니다. 실제 물리적으로 존재하는 사물들은 3D 모형, 측정 도구, 증강 현실 등 컴퓨터 기술을 이용해 보완 할 수 있습니다.

사용자 정의

3DDM은 일반 소비자와 개발자를 위한 C++ 소프트웨어 개발 키트 (SDK)도 제공합니다. 이 SDK를 활용하면, 시스템의 조명, 광학 장치 및 홀더를 제어 할 수 있습니다. 아울러, 기존 화상의 처리 알고리즘을 확장하거나, 다른 요소를 추가 할 수 있습니다.

향후 계획

가까운 시일 내에 Octonus는 카메라를 2.3 MP에서 5 MP로 업그레이드하여, 3DDM이 캡처하는 3D 비디오 화상의 해상도를 높일 예정입니다.

Octonus 소개

Octonus는 업계에서 지난 20여 년간 산업 화상 처리 및 분석 시스템을 생산해온 경험을 바탕으로 수많은 프로젝트에 하드웨어 및 소프트웨어 제품을 공급하고 있습니다. Octonus는 반투명 물체의 내부 구조 재구성을 위한 광학 기술의 개발을 선도하는 기업이기도 하며, 크기가 2~50 mm인 물체의 3D 모델을 정확히 재현해 낼 수 있는 기술도 개발하고 있습니다.

octonus.com
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