เช่น ถ้าต้องการทราบขนาดเฉลี่ยของความยาว และความกว้างของเมล็ดงาขาวที่อยู่บนแครกเกอร์ธัญพืช ดังรูป เราจะต้องแคะเมล็ดงาออกมา แล้ววัดด้วยเวอร์เนียร์คาลิปเปอร์หรือไม่ก็ไมโครมิเตอร์ แต่เป็นที่น่าเสียดายที่เมล็ดงานั้นคงไม่มีใครกล้ากินอีก(น่าเสียดาย) วิธีแก้ไขก็คือ ImageJ ช่วยได้ โดยการหาไม้บรรทัดเป็นมาเทียบ โดยวางให้อยู่ในระนาบเดียวกัน จากนั้นก็ถ่ายภาพให้ระนาบนี้ออกมา จากภาพครูฟิสิกส์ถ่ายไม่ค่อยตรงเท่าไหร่ แต่อยากสาธิตให้ดูเพื่อเป็นแนวทางที่นักเรียนที่เรียนฟิสิกส์ปฏิบัติจะนำไปใช้ในการวัดของตนเอง แต่ต้องทำให้ได้ระนาบมากกว่านี้นะครับ
วิธีการที่จะแสดงต่อไปนี้ครูฟิสิกส์ใช้ ImageJ2 ซึ่งเป็นเวอร์ชั่นที่พัฒนาขึ้นมาอีกขึ้นของ ImageJ โดยดาวน์โหลดจากไซต์ของ Fiji ซึ่งเป็นเวอร์ชั่นที่มีปลั๊กอินที่จะช่วยเราทำงานได้ละเอียดยิ่งขึ้น
ภายหลังจากการติดตั้งโปรแกรมแล้ว ก็ดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้ได้เลยครับ
1. เปิดโปรแกรม ImageJ2 ขึ้นมา (หรือใครจะใช้ ImageJ เวอร์ชั่นแรกก็ได้) แล้วก็เปิดภาพถ่ายที่เราได้บันทึกมา
2. มันยังไม่ค่อยตรง ครูฟิสิกส์จะทำให้มันตรงก่อนโดยใช้เครื่องมือวัดมุม แล้วก็หมุนให้มันตั้งฉากกับขอบภาพ ซึ่งวัดได้ 0.75 องศา โดยเลือกคำสั่ง Image>Transform>Rotate...
3. หากมันยังดูเบี้ยว เพราะภาพที่เราถ่ายมามันเอียงก็สามารถปรับได้ด้วยการใช้คำสั่งปรับเพอร์สเปกทีฟ โดยเลือกคำสั่ง Plugins>Transform>Interactive Perspective (มีเฉพาะใน Image2 เวอร์ชั่นของ Fiji เท่านั้น ยกเว้นจะหาปลั๊กอินมาติตตั้งเอง) ดังนั้นเวลาถ่ายภาพมา ถ่ายให้มันตรงๆ ตั้งแต่แรกจะได้ไม่ต้องมาแก้ไขความเบี้ยวภายหลัง
หรือไม่ก็ใช้โปรแกรมที่เราถนัด เช่น โปรแกรม Paint.NET , GIMP หรืออะไรก็ได้ที่มันสามารถแก้ไขความบิดเบี้ยวนี้ได้ ทำการแก้ไขซะก่อนแล้วมาเปิดด้วย ImageJ
4. วัดระยะบนไม้บรรทัดด้วยเครื่องมือวัด
ก่อนวัดอาจต้องขยายภาพให้มีขยายใหญ่ๆ เพื่อความสะดวกในการวัด (กดปุ่ม + บนคีย์บอร์ดถ้าต้องการซูมอิน กดปุ่ม - ถ้าต้องการซูมเอาท์) ใช้เครื่องมือรูปมือ (Scrolling Tool) ขยับภาพไม้บรรทัดชัดๆ
ลากเครื่องมือวัดบนสเกลของไม้บรรทัด โดยครูฟิสิกส์ลากยาว 1 mm บนไม้บรรทัด จากนั้นกดปุ่ม Ctrl+M (หรือเลือกคำสั่ง Analyze>Measure ก็ได้)
จำไว้ว่าหมายเลข 1 ของการวัดนี้คือระยะ 1 mm ความยาวบนรูปภาพคือ 22 pixel
5. ทำแบบเดียวกัน แต่ครั้งนี้เลื่อนภาพมาบริเวณเม็ดงาขาว สมมติว่าเราจะวัดความยาวของเมล็ดงาขาวก่อน ก็เอาเครื่องมือวัดมาลากเส้นตามยาวของเมล็ดแล้วกดปุ่ม Ctrl+M
ทำไปเรื่อยๆ จนกว่าจะได้จำนวนตัวอย่างที่เราตั้งใจ
7. สมมติว่าครูฟิสิกส์ทำการวัด 15 ครั้ง กดปุ่ม Ctrl+A (Edit>Select All) กดปุ่ม Cltr+C (Edit>Copy) แล้วเอามาวางในโปรแกรมที่เราจะเอามาคำนวณ เช่น Google Spreadsheet
ดูตัวอย่าง
1 23 111.535 78.091 151.646 -92.603 22.010
2 68 164.587 123.148 185.571 24.656 67.422
3 58 157.450 112.074 178.667 54.926 57.349
4 59 172.912 74.333 203.155 46.397 57.519
5 66 177.011 77.185 215.933 89.119 65.347
6 63 127.612 93.606 144.707 -19.592 62.425
7 62 146.456 107.772 161.442 -15.422 60.809
8 66 136.099 96.915 199.085 -30.510 65.170
9 60 134.333 88.630 149.412 -25.253 59.044
10 62 134.268 91.889 209.732 -43.025 61.348
11 71 142.449 44.333 166.748 103.241 69.857
12 69 117.729 82.667 157.333 180.000 68.000
13 63 180.414 147.333 195.916 -137.603 62.290
14 55 170.256 136.667 191.494 -126.027 54.406
15 62 152.350 126.000 167.159 -17.241 60.729
16 62 148.452 107.512 169.991 9.462 60.828
ทำการหาค่าเฉลี่ยของความยาวของเมล็ดงาได้ 62.2 pixel ค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน 4.3 Pixel (วัดครั้งที่ 2 ถึงครั้งที่ 16)
8. เทียบบัญญัติไตรยางค์
ระยะบนภาพ 22 pixel เท่ากับระยะจริง 1 mm
ระยะบนภาพ 62.2 pixel จะเท่ากับระยะจริง (1mm)(62.2 pixel)/(22 pixel) = 2.8 mm
ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน 0.2 mm
เสร็จแล้วงานวัดความยาวของเมล็ดงา เหลือวัดความกว้าง ก็ทำแบบเดียวกันนี่แหละครับ แต่ครูฟิสิกส์ขอไปทำเล่นเอง ทำให้ดูเพียงแค่หละ
การประยุกต์
จะเห็นว่าแนวคิดแบบนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลายๆ สถานการณ์เช่น วัดรูพรุนของขนมปัง วัดขนาดของเส้นใบที่อยู่บนใบไม้ วัดขนาดของหยดน้ำข้างแก้ว และอื่นๆ อีกมากมาย
เทคนิคอาจจะยุ่งยากหน่อย แต่ก็ยุ่งยากน้อยกว่าการเอาเวอร์เนียร์วัดเองแน่ๆ ที่สำคัญก็คือการถ่ายภาพ (ด้วยกล้องอะไรก็ได้) ระนาบของเซนเซอร์รับภาพจะต้องขนานกับสิ่งที่จะวัดเสมอ และควรจะวัดบริเวณกลางๆ ภาพหน่อย
ใครมีปัญหาอะไรก็โพสต์คำถามทิ้งไว้ แล้วพบกันใหม่ครับ
