Jak wybrać kamerę mikroskopową? -cześć 2. Dobór do techniki obserwacji i powiększenia mikroskopu.

Przy doborze kamery mikroskopowej istotnymi warunkami jakie powinniśmy wziąć pod uwagę są techniki obserwacji i powiększenia mikroskopu, z którym kamera będzie współpracować. Jak pisaliśmy wcześniej ( omawiając podstawowe parametry kamer ) warto zastanowić się jakich powiększeń mikroskopu będziemy używać najczęściej. Generalnie należy kierować się zasadą – im mniejsze powiększenie tym większa rozdzielczość kamery. Wynika to z praw fizyki: przy małym powiększeniu obserwujemy większy fragment próbki, w którym należy spodziewać się większej ilości szczegółów. Przy korzystaniu z mikroskopów stereoskopowych dobrze by było, gdyby kamera z której korzystamy miała minimum rozdzielczość 5 MP. Większe rozdzielczości kamery mikroskopowej przekłada się najczęściej na większy rozmiar matrycy ( przekątną), a co za tym idzie większe pole widzenia (o tym pisaliśmy tutaj) co w mikroskopii stereoskopowej jest niezwykle istotne.

Przy alternatywnych technikach obserwacji sprawa ma się nieco inaczej. W ciemnym polu, kontraście fazowym czy fluorescencji do sensora jest dociera znacznie mniej światła niż w jasnym polu. W związku z tym kamera potrzebuje sensorów wysokoczułych o dużym pikselu, które dużo lepiej sobie radzą w warunkach z małą ilością światła. Wysokoczułe sensory są również pożądane w badawczych obserwacjach mikroskopem stereoskopowym, gdzie w świetle odbitym otrzymujemy znacznie mniej światła niż w świetle przechodzącym w mikroskopie biologicznym. Do tego typu zastosowań odpowiednie są kamery wyposażone w sensor Sony Exmor.

Przetestujmy teraz kilka kamer o skrajnie różnych parametrach na mikroskopie biologicznym Genetic Pro na wszystkich oferowanych przez ten mikroskop powiększeniach. Do dyspozycji mamy obiektywy 4x, 10x, 40x i 100x. Do omówienia tematu skorzystamy z kamer DLT-Cam Basic 2MP USB 2.0, DLT-Cam Pro 2MP USB 2.0, DLT-Cam Pro 6,3 MP USB 3.0 oraz DLT-Cam Pro 20MP USB.3.0.

Poniżej porównanie parametrów kamer:

Jak widzimy, największy sensor ma zdecydowanie kamera 20MP , jak również i najwyższą czułość charakteryzującą sensory Sony Exmor.

Porównajmy najpierw, jak dużą powierzchnię preparatu rejestruje każda kolejna kamera. Porównajmy zdjęcia spreparowanych pręcików lilii pod obiektywem 10x:

Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Basic 2MP (obiektyw 10x)

Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 2MP USB 2.0 (obiektyw 10x)

Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 6,3MP USB 3.0 (obiektyw 10x)

Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 20MP USB 3.0 (obiektyw 10x)

Jak widzimy, im większy sensor, tym większa cześć pola widzenia zostanie uchwycona przez kamerę.

Porównajmy sobie teraz ten sam obiekt w preparacie na tym samym zoomie (50%):

Porównanie „powiększeń” jakie dają kamery tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 10x i zoomie 50% dla kamer kolejno: Basic 2MP, Pro 2MP, Pro 6,3MP i Pro 20MP.

Jak widzimy, kamera Basic daje nam najmniejsze pole widzenia. Po pierwsze, ma ona najmniejszy sensor. Po drugie, nie posiada ona adaptera optycznego jaki występuje w kamerach serii PRO. Adaptery optyczne mają za zadanie „dopasować” szerokość wiązki światła wychodzącej z układu optycznego mikroskopu tak, aby pokryła ona całą powierzchnię sensora. W kamerach serii Basic światło trafia z obiektywu prosto na sensor, który rejestruje zaledwie około 30% pola widzenia widzianego w okularach. Dzięki adapterom optycznym w kamery PRO rejestrują ponad 2 razy więcej powierzchni preparatu: około 70% pola widzenia obserwowanego w okularach.

Porównajmy teraz szczegółowość otrzymanego obrazu – tym razem ustawmy zoom każdego obrazu na inną wartość w taki sposób, aby wybrana struktura (centralna wiązka przewodzącą) była na zdjęciu podobnej wielkości jak widać na zdjęciu poniżej:

Jak widać na poniższych zdjęciach, najlepiej na małych powiększeniach radzi sobie kamera 20MP, ale szczegółowość obrazu jest porównywalna z obrazem z kamery 6,3MP. To dowód na to, że nie potrzebujemy bardzo dużych rozdzielczości do obserwacji w jasnym polu w mikroskopie biologicznym.

Im większe powiększenie, tym, różnice w szczegółowości coraz bardziej się zacierają. Wydawałoby się to paradoksalne, lecz na kamerze o sensorze 2MP widzimy taki sam, jeżeli nie bardziej szczegółowy obraz niż w kamerze 20MP!

Najbardziej uniwersalną kamerą do obrazowania w każdym powiększeniu okazała się kamera 6,3MP. Kamery o zbliżonej rozdzielczości (a także wielkości sensora) najlepiej poradzą sobie w różnych powiększeniach.

Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 4x.

Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 10x.

Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 40x.

Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 100x.

Jak stworzyć mikropanoramę ze zdjęć mikroskopowych?

W mikroskopii bardzo często zdarza się, że pole widzenia mikroskopu przy interesującym nas powiększeniu nie obejmuje w całości interesującego nas fragmentu preparatu. W takiej sytuacji możemy wykorzystać funkcję oprogramowania DLTCam Viewer kamer DLT-CAM PROmikropanoramę.

Oprogramowanie DLTCam Viewer pozwala na tworzenie mikropanoram w dwóch trybach:

  • z wcześniej wykonanych zdjęć
  • w trybie live view

Aby wykonać zdjęcie w obu trybach kluczowe jest po ustawieniu balansu bieli i czasu ekspozycji przejście w tryb manualny, tak aby kolejne kadry miały takie same warunki naświetlenia i ustawienia balansu bieli.

Ustawianie czasu ekspozycji i balansu bieli.
  1. Tworzenie mikropanoramy z wcześniej wykonanych zdjęć.

Aby utworzyć mikropanoramę z wcześniej wykonanych zdjęć należy wykonać serię zdjęć, których kadry będą się nakładać co najmniej w 30%:

Cztery pojedyncze ujęcia obejmujące kolejne fragmenty preparatu.

Następnie w oprogramowaniu w zakładce Przetwarzaj wybieramy Zszywanie i w oknie dialogowym wskazujemy zdjęcia, z których oprogramowanie ma złożyć mikropanoramę:

Podgląd programu DLTCam Viwer z widocznym oknem dialogowym.

Po zakończeniu zszywania otrzymujemy zdjęcie wynikowe:

Zdjęcie wynikowe powstałe z zszycia 4 zdjęć.

Na zdjęciu wynikowym mogą pojawić się na brzegach zaciemnienia w postaci schodów, które wynikają z nierównoległego przesuwu preparatu. Możemy je wyeliminować przycinając zdjęcie w oprogramowaniu:

2. Tworzenie mikropanoramy z trybie live view.

Mikropanoramę możemy także tworzyć w trybie live view. Po ustawieniu czasu ekspozycji i balansu bieli należy wybrać Zszywanie, a program pokaże kadr na tle szachownicy do którego przy przesuwaniu preparatu będą doszywane kolejne fragmenty zdjęcia:

Preparat na stoliku należy przesuwać powoli, tak aby okno referencyjne miało kolor zielony. Jeżeli będziemy przesuwać za szybko, oprogramowanie może mieć problem z dopasowywaniem kolejnych elementów i będzie nam to sygnalizowało ramką o żółtym kolorze. Jeżeli algorytmy na skutek szybkiego przesuwu zgubią części wspólne obramowanie będzie miało kolor czerwony i operację zszywania trzeba będzie zacząć od początku:

3. Wykorzystanie mikropanoram.

Funkcja mikropanoram pozwala na tworzenie obrazów większych fragmentów preparatu niż pole widzenia mikroskopu przy wybranym powiększeniu, ale także na tworzenie zdjęć o większej rozdzielczości niż rozdzielczość posiadanej kamery.

Wszystkie zdjęcia w artykule zostały wykonane pod obiektywem 4x mikroskopem DO Proteone i kamerą DLT-CAM PRO 2 MP USB 2.0

Jak wybrać profesjonalną kamerę mikroskopową? Cz.1

W prowadzanych pracach badawczych i technicznych coraz częściej pojawia się potrzeba dokumentacji przeprowadzanych obserwacji. W związku z tym, przy zakupie mikroskopu coraz częściej rozważa się zakup kamery, dzięki której będzie możliwe wykonanie zdjęć lub nagranie filmu spod mikroskopu. W doborze odpowiedniej kamery najbardziej istotnym jest, aby wziąć pod uwagę warunki przeprowadzanej obserwacji.

Czytaj dalej Jak wybrać profesjonalną kamerę mikroskopową? Cz.1

Rozdzielczość – kilka słów o wyborze kamery mikroskopowej do użytku domowego.

 

W obecnej chwili na rynku dostępnych jest wiele kamer mikroskopowych o różnych parametrach. Przy tak dużym wyborze warto zwrócić uwagę na kilka istotnych parametrów, którymi cechują się takie urządzenia.

Zazwyczaj początkujący użytkownik zwraca największą uwagę na rozdzielczość, kierując się zasadą „im więcej tym lepiej”. Owszem, rozdzielczość jest istotnym parametrem – natomiast nie zawsze największa możliwa rozdzielczość będzie potrzebna do konkretnych zastosowań. Na co zatem jeszcze warto zwrócić uwagę?

Czytaj dalej Rozdzielczość – kilka słów o wyborze kamery mikroskopowej do użytku domowego.

Mikroskop Biolight 300 – test fotograficzny okiem Jerzego Rojkowskiego

W dzisiejszym wpisie, bardzo ciekawy test możliwości prostego, edukacyjnego mikroskopu w rękach doświadczonego użytkownika zaawansowanych mikroskopów badawczych. Warto zaznaczyć, że jednocześnie przeprowadzony przez osobę wielokrotnie nagradzaną w międzynarodowych konkursach mikrofotograficznych (i nie tylko). Co można uzyskać tanim sprzętem? Jak wypada on na tle profesjonalnych urządzeń? Jakie ma wady i czy można je jakoś obejść? Jak usprawnić swój mikroskop? Zapraszamy do lektury…

Czytaj dalej Mikroskop Biolight 300 – test fotograficzny okiem Jerzego Rojkowskiego