Обработка микрофотографий: Введение в микрофотографию. Советы профессионала. Перископ

Содержание

Технология стекинга в микрофотографии. Принцип создания наших фотографий — Микрофото.ру

Таинственный мир поляризационной микроскопии
24.06.2017

Отступ первой строки

При фотосъёмке с микроскопа, особенно если объект не плоский, в фокусе будет лишь небольшой его участок. При изменении положения микро- или макровинта микроскопа в фокусе будет уже другой участок объекта.

Как же получить чёткую фотографию, на которой весь объект был бы в фокусе? Мы используем технологию стекинга (брекетинга по фокусу, англ. focus stacking).

Стекинг ― это особая техника фотосъёмки с последующей обработкой фотографий на компьютере. Необходимо сделать серию снимков на разных расстояниях фокусировки, а затем объединить эти фотографии в один кадр с помощью программ Helicon Focus или Zerene Stacker. Результатом будет фотография, на которой в фокусе будет гораздо больше, чем можно было сделать за один снимок.

Ниже приведён пример, иллюстрирующий принцип технологии стекинга.


Закрытые пыльники соцветия осины, оптическое увеличение 4:1. Выполнена серия из 108 кадров, в каждом из них фокусировка была только на небольшой части фотографии (в качестве примера показаны два снимка из этой серии).

В программе Helicon Focus все фотографии были автоматически сшиты в одну, более качественную. На фотографии — файл, полученный в результате обработки

Отступ первой строки

При создании серии кадров недопустимо перемещение объекта, дрожание фотоаппарата. Прочная фиксация камеры на массивном штативе микроскопа, использование пульта дистанционного управления или функции задержки срабатывания затвора позволяет избежать подобных проблем.

После стекинга наши фотографии подвергаются обработке в программах Adobe Photoshop, Fast Stone Image Viewer и др.

В НИЯУ МИФИ обучили нейросеть поиску и анализу наночастиц с помощью микроскопа

Предложенный учеными метод обучения нейросетей позволит отказаться от ручной обработки микрофотографий, что многократно увеличит скорость и качество анализа новых наноматериалов

Впервые обучить нейросеть поиску и анализу наночастиц с помощью микроскопа смогли ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ). Предложенный ими метод обучения нейросетей позволит отказаться от ручной обработки микрофотографий, что многократно увеличит скорость и качество анализа новых наноматериалов, сообщает РИА Новости. Данные исследования опубликованы в журнале Ultramicroscopy.

Чтобы обучить нейросеть решать ту или иную задачу, необходимо, как объяснили ученые, «скормить» ей массив уже решенных примеров. Обычно такие обучающие примеры создают люди — так называемые разметчики данных. Чтобы научить сеть анализу изображений, требуются нескольких десятков тысяч размеченных фото, что, по словам ученых, крайне затруднительно для ряда узкоспециальных научных задач.

Одной из таких областей является анализ данных микроскопии наночастиц, для которого до сих пор не существовало удобных инструментов. Исследование ученых НИЯУ МИФИ показало, что эффективно обучать нейросети анализу изображений со сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) можно не размечая реальные микрофотографии вручную, а генерируя имитирующие их изображения на компьютере.

«СЭМ, использующий вместо видимого света пучок электронов, применяется при изучении наночастиц, синтезируемых для медицины и других целей. Анализ снимков СЭМ заключается в обнаружении частиц и распределении их по размерам. Нейросетевые подходы в этой области не развиты, а стандартные методы обработки изображений не дают нужного качества», – объяснил специалист Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ Александр Харин.

Обычно и анализ микрофотографий, и их разметка для нейросетей проходит в ручном режиме — ученый обводит каждую частицу и измеряет ее размеры. При этом на одном снимке их может быть несколько тысяч. Существующие архитектуры нейросетей позволяют эффективно анализировать подобные изображения, так что проблема, по словам ученых, лишь в отсутствии достаточного массива размеченных данных.

Оказалось, по словам ученых НИЯУ МИФИ, можно просто нарисовать наночастицы с учетом их текстуры на реальных микрофотографиях из открытых баз снимков, сделанных на СЭМ. Тогда для каждого сгенерированного изображения будет точно известно, где расположены частицы и каковы их размеры.

«Подобный подход использовался для решения некоторых задач, например, для обучения беспилотных автомобилей, однако оказалось, что нарисовать фотореалистичные и достаточно вариабельные изображения непросто. Но применительно к СЭМ такой подход полностью оправдан: нейросеть, обученная на нарисованных изображениях, отлично работает и на реальных снимках», – отметил Харин.

Результаты исследования позволят автоматизировать обработку снимков СЭМ, совершив переворот в стандартных методах исследования новых материалов, уверены ученые. Это поможет не только сократить время исследования, но и увеличить количество анализируемых частиц — от сотен единиц до десятков тысяч.

В ходе исследования использовалась нейросеть с архитектурой RetinaNet. В дальнейшем научный коллектив намерен использовать этот же подход для классификации наночастиц по форме — пока что это также полностью ручная работа.

★ Микрофотография — фотография .. Информация

Пользователи также искали:

как фотографировать через микроскоп, как сделать фото с микроскопа, макрофотография, микрофотография оборудование, микрофотография, микроскопа, микрофото, невидимый, как фотографировать через микроскоп, макрофотография, микрофотография оборудование, микрофотосъемка фотографируем невидимый мир, микрофотографии, микрофотографий, как сделать фото с микроскопа, микрофото микрофотография, сделать, фото, фотографировать, через, микроскоп, микрофотосъемка, фотографируем, микрофотографией, оборудование,

                                     

Микрофотография хроматина. . Микрофотография применяется разведками в качестве средства маскировки связи с агентами. С ее помощью достигается маскировка факта пересылки. .. Микрофотография: истории из жизни, советы, новости, юмор и. Поперечнополосатое мышечное волокно. Схема. 10. Миофиламенты в миофибрилле. Электронная микрофотография. 11. Поперечнополосатая. .. Микрофото на заказ, микроскопы для детей, выездные. Микрофотография на заказ, микроскопы для детей, творческая лаборатория Микрофото, творческая лаборатория.. .. Видеоурок Микрофотография, или Как снимать насекомых для. Микрофотография – все публикации, фото и видео материалы по теме Микрофотография на Камералабс.. .. Вирус кори электронная микрофотография. google-info.org ИА. сечения тканей прямой кишки собаки 40X Микрофотография англ. micrograph, photomicrography техника фотографии малых объектов, с в.. .. Присоски передней лапки самца плавунца приспособление для. Или поделитесь своей историей с тегом Микрофотография. Ежедневно Пикабу посещают больше 2 млн человек.
Возможно, и ваш пост увидят. .. Микрофотография без специальной техники. Перевод микрофотография с русского на английский в бесплатном словаре и многие другие английские переводы.. .. Микрофотография амебы обыкновенной 2. Русский: Описание: Микрофотография зерен керамики BiNbO4, полученных О.А. Шляхтиным, МГУ им. М. В. Ломоносова. Фотография из. .. Микрофотография: перевод на английский, примеры. Варианты перевода слова микрофотография с русского на английский microphotograph, photomicrography, microphotography, в словаре WooordHunt,. .. Микрофотография ВКонтакте. Микрофотография хроматина. 18 июля 2017. 7 926 604 54 63 address. Микрофотография хроматина. Анна Керман. Подготовка материала..
Практическая микрофотография купить в интернет магазине. Присоски передней лапки самца плавунца приспособление для удержания самки в воде микрофотография.
И.С. Смирнов. Эту необычную, я бы. .. Микрофотография это Что такое Микрофотография?. Микрофотография амебы, позволяющая обнаружить ядро, цитоплазму, ложноножки.. .. Микрофотография для геологов купить в интернет магазине. микрофотография. Фотографирование объектов с использованием оптической системы светового микроскопа большинство современных. .. Файл:Словарь Роснано микрофотография зерен керамики. google-info.org предлагает выгодные цены и отличный сервис. Микрофотография для геологов характеристики, фото и отзывы покупателей. Доставка по. .. микрофотография английский перевод google-info.org словарь. Levon Biss – профессиональный спортивный фотограф открыл для себя мир микрофотографии. То, что изначально началось, как простое увлечение,. .. Список экз. электронограмм. Шишканинец Н.И., Шишканинец Ю.В. Микрофотография без специальной техники.. .. микрофотография с русского на все языки. OZON предлагает выгодные цены и отличный сервис. Практическая микрофотография характеристики, фото и отзывы покупателей. Доставка по всей. .. Микрофотография это Что такое Микрофотография?. Микрофотография сегодня используется не только в сугубо научных целях для изучения структуры объектов и выявления отдельных. .. Микрофотосъемка фотографируем невидимый мир. Иллюстрация к новости В Одесской области произошла вспышка кори.. .. Микрофотография – Cameralabs. Позже захотелось запечатлеть то,что видел.Еще чуть позже попал В КОНТАКТ.А теперь захотелось пообщаться на тему микрофотографии, сбросить.

Фунгарий — коллекция грибов | Югорский государственный университет


Фунгарий является частью Биологической коллекции ЮГУ и включает коллекцию грибов и грибоподобных организмов таежной зоны Западной Сибири (на настоящий момент около 5000 образцов). Фунгарий начал развиваться с 2008 года при подготовке кандидатской диссертации. Позднее в коллекцию вошли сборы нескольких специалистов, работавших на территории округа. В 2015 году база данных Фунгария была импортирована в систему менеджмента биологических коллекций Specify. В 2016 году Биологическая коллекция ЮГУ (и ее часть – Фунгарий ЮГУ) зарегистрирована в международной базе данных биологических коллекций Index Herbariorum.

Основной задачей Фунгария является изучение флоры грибов на территории округа. До настоящего времени сведения о видовом составе грибов и структуры их сообществ на территории таежной зоны Западной Сибири были фрагментарными. Мы надеемся, что коллекция грибов ЮГУ даст возможность для систематической исследовательской работы в этой области. Кроме того, у Фунгария много прикладных потенциальных значений, как: 1) поиск новых съедобных видов для культивирования, 2) консультирование населения о съедобных и ядовитых качествах грибов, 3) оценка коммерческого потенциала локальных популяций съедобных грибов, 4) поиск видов грибов пригодных для утилизации отходов и рекультивации загрязнений, 5) образование в области микологии, и многие другие.


Территориально коллекция находится в поселке Шапша (стационар ЮГУ)

Контактная информация: 
Адрес: 628508, ХМАО, Ханты-Мансийский район, пос. Шапша, ул. Строителей, 2
Email: Нина Филиппова ([email protected])
Самостоятельный сайт фунгария: http://fungariumysu.org/


В лаборатории Фунгария располагаются шкафы для хранения коллекций, библиотека  и рабочие места для обработки материала и микроскопирования. 

Образцы сохраняются в сухом виде, упакованы в зип-пакеты и конверты (16 * 11 см, крафт-бумага, почтовый формат). Этикетка расположена на верхнем клапане конверта. На этикетке печатается основная информация о месте и дате сбора, авторах сбора и определения, типах и колличестве единиц хранения. В том числе, в верхнем левом углу размещается номер образца, семейство и таксон. В нижнем правом углу этикетка содержит бар-код. Этикетки печатаются автоматически из базы данных в Specify. Конверты размещаются вертикально в картонных лотках, так что верхняя часть конверта выступает над краем лотка. Это позволяет проводить легкий поиск нужного образца перелистыванием конвертов (достаточно выдвинуть лоток с полки в шкафу).  Коллекция организована в таксономическом (и внутри групп – в алфавитном) порядке.

Общий формат номера образца в коллекции Фунгария состоит из префикса YSU-F (fungi) и пятизначного числового индекса: YSU-F-xxxxx.

Лаборатория Фунгария оснащена микроскопической техникой:

  • микроскопы Zeiss Axiostar plus (4 шт.),
  • бинокулярные лупы учебные Stemi DV4 (4 шт.)
  • профессиональный стереомикроскоп Stemi 2000-C (1 шт.).

На микроскопы и стереомикроскоп установлены фото-камеры (AxioCam ERc 5s, 2 шт.). Обработка микрофотографий осуществляется в программном обеспечении  AxioVision. 

Библиотека Фунгария включает около 500 изданий, в том числе региональные флоры, определители и монографии по определенным таксономическим группам и учебную литературу на русском и английском языках. Кроме того, в частном порядке собрана коллекция статей и других публикаций по разным направлениям микологии в электронном виде.  


База данных фунгария в Specify 7:


База данных доступна по адресу: http://bio.ugrasu.ru (гостевой логин: ugrabiodb; пароль: ugrabiodb). Здесь Вы можете осуществить поиск по интересующим Вас таксонам или географическим районам и заказать образцы для исследовательской работы. Для удобства пользования базой мы подготовили краткое руководство.


Хронология событий Фунгария

События с 2016 см. в блоге сайта Фунгария ЮГУ


2016

Зима — обработка полевых сборов полевого сезона, менеджмент коллекции, публикация материалов исследований. Создан отдельный сайт для информирования о планах развития и структуре Фунгария. На сайте ведется блог хронологии рабочих моментов в коллекции, а также фотоальбом на flickr.com.

2015

Зима — обработка полевых сборов предыдущего сезона, анализ и публикация материалов исследований.
Лето — продолжение мониторинга за сообществами макромицетов верховых болот на стационарных площадках болота Мухрино. Основным проектом в этот сезон были наблюдения за микобиотой макромицетов разных типов лесов на стационарных площадках в окрестностях пос. Шапша (территория природного парка Самаровский Чугас). 
Осень — обучение работе в Specify, настройка системы под задачи Фунгария и импорт базы данных. Система установлена на сервере ЮГУ для открытого пользования online. 
Зима — обработка полевых сборов полевого сезона, менеджмент коллекции, публикация материалов исследований.

2014

Продолжение мониторинга сообществ грибов на опаде 12 болотных растений. Собрана коллекция из 150 образцов, ранее не встреченных или редко встречающихся видов. Проведена подробная работа по изучению экологических и прижизненных морфологических характеристик шести видов дискомицетов, представляющих интерес с позиций систематики (потенциально новые виды). 
В течение вегетационного сезона проводился учет плодоношений макромицетов на площадках, заложенных вдоль экспериментальных мостков стационара Мухрино. Посещение площадок проводили один раз в неделю с целью выявления сезонной динамики и ее связи с погодными условиями. 
В период максимального плодоношения макромицетов (сентябрь) проведено флористическое исследование их видового богатства в лесах окрестностей стационара Мухрино. Собрана коллекция из 300 образцов с морфологическими описаниями и фотографиями.

2013 

Мониторинг грибных сообществ на одном болотном массиве (стационар ЮГУ Мухрино). 12 растений (доминанты омбротрофных сообществ) были выбраны для прямого наблюдения грибных сообществ в течение вегетационного периода. 
Более подробно изучалось сообщество на болотном кустарничке Andromeda polifolia: был проведен количественный учет грибов (прямое наблюдение) в связи с условиями среды и типами растительных сообществ. 
В период максимального плодоношения макромицетов предпринято количественное исследование их сообществ на площадках, заложенных в двух основных типах растительности верховых болот. Собрана коллекция из 250 образцов и информация к образцам введена в базу данных фунгария.

2012

Инвентаризации флоры макромицетов на двух болотных массивах в окр. Ханты-Мансийска (в рамках изучения микоценоза олиготрофных болот). Собрана коллекция (о500 экземпляров), информация введена в базу данных, загружена на онлайн фото-сервис. 
Участие в подготовке Красной Книги ХМАО (2-е издание), 12 видов было предложено к охране на основе данных нашей коллекции, подготовлено 6 видовых очерков. 
Участие в выставке в Музее Природы и Человека, посвященной дню водно-болотных угодий: подготовлены постеры. 
•    Два популярных постера о грибах пойм (pdf) 

2011

Ревизия фунгария (коллекции грибов) собранного в течение 2008-2011 гг. в ходе полевых работ кафедры ЮНЕСКО. Создание базы данных для образцов хранения. Гербарий впоследствии утрачен, но информация частично может быть использована в оформлении предварительных списков для территории. 
Ревизия микологической библиотеки (отсканированная литература): в частной библиотеке собрано около 50 учебников по микологии на русском и английском языках, 200 флористических работ и монографий по разным регионам и таксонам, и большая база статей.

2010 

Участие в организации XI рабочего совещания комиссии по изучению макромицетов микологической секции РБО. В окрестностях Ханты-Мансийска и в природном парке «Кондинские озера» были проведены микологические экскурсии с участием 30 микологов. Специалистами были собраны коллекции, в ходе экскурсий составлены списки видов грибов обследованных территорий. 
•    Микологические экскурсии в окрестностях Ханты-Мансийска — Буклет (doc) 
•    Программа рабочего совещания (pdf) 
•    Информационное письмо (doc) 
Участие в организации выставки грибов «ПрО Грибы в Югре» в Музее Природы и Человека (Ханты-Мансийск). 
•    Web — страница о мероприятии 
•    Афиша мероприятия (pdf) 
•    Программа (научное обоснование) выставки (pdf)

2009

Ревизия литературы о микобиоте территории средней тайги Западной Сибири (в границах ХМАО). На основе собранной информации подготовлен предварительный список грибов на территории ХМАО. 
Подготовка научно-популярного издания (CD) «ПрО Грибы в Югре», куда вошла ранее неопубликованная работа И. Ю. Гордеева о грибах в окрестностях Ханты-Мансийска, предварительный список, и популярные рассказы о микологических экскурсиях.


Публикации:


Пресса о Фунгарии:

Filippova N.V., Bulyonkova T.M. 2016. Fungarium of Yugra State University. In: Biologicheskie kollektsii Yugry. Sbor, fiksatsiya, khranenie, vvedenie v nauchnyy oborot  Materialy nauchno-metodicheskogo seminara (Biological collections of Yugra: collecting, fixation, storage and scientific use. Proceedings of the scientific-methodological seminar). Khanty-Mansiysk, 27 march 2015. (Pdf)

Filippova N.V., Lapshina E.D. 2016. Кollektsiya vauchernykh obraztsov gribov YGU – znachenie i osnovy funktsionirovaniya (Reference collection of fungi of YSU – importance and operation). In: Biologicheskie kollektsii Yugry. Sbor, fiksatsiya, khranenie, vvedenie v nauchnyy oborot  Materialy nauchno-metodicheskogo seminara (Biological collections of Yugra: collecting, fixation, storage and scientific use. Proceedings of the scientific-methodological seminar). Khanty-Mansiysk, 27 march 2015.  [in Russian] (Pdf)

Volfson M. Gribnoe tsarstvo Yugry. MK Yugra. 14 October, 2015. http://ugra.mk.ru/articles/2015/10/14/gribnoe-carstvo-yugry.html  [in Russian]

Filippova N.V., Lapshina E.D. 2011. Importance of mycological herbarium for study of fungi diversity of peat bogs of West Siberia. West Siberian Peatlands and Carbon Cycle: past and present I Proceedings of the Third International Field Symposium (Khanty-Mansiysk, June 27 – July 5, 2011) I Ed. by Prof. S.E. Vompersky – Novosibirsk, 2011. P. 81-83. [in Russian] (Pdf)

Наборы данных в GBIF:

Filippova N. 2017. The communities of terrestrial macrofungi in different forest types of boreal zone in West Siberia. Version 1.1. Yugra State University Biological Collection (YSU BC). Sampling_event Dataset https://doi.org/10.15468/ge1hkl accessed via GBIF.org on 2017-09-19. https://www.gbif.org/dataset/7648036d-fdac-4ebe-8861-9a28134adae1

Filippova N, Arefyev S, Bulyonkova T, Zvyagina E, Kapitonov V, Makarova T, Mukhin V, Stavishenko I, Tavshanzhi E, Shiryaev A (2017). Fungal records database of Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Yugra (Russia, West Siberia). Yugra State University Biological Collection (YSU BC). Occurrence Dataset https://doi.org/10.15468/hfje3l accessed via GBIF.org on 2017-11-16.

Научные статьи и тезисы конференций:

Filippova N.V. 2010. Prior list of fungi of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug (prepared for XI workshop of the Macromycetes comission of the Mycological Section of Russian botanical society, 17-23 August, 2010). Khanty-Mansiysk: Yugra state University. Environmental dynamics and global climate changes. [in Russian]. 28 p. (Pdf)

Filippova N.V. 2012. Discomycetes from plant, leave and sphagnum litter in ombrotrophic bog (West Siberia). Environmental Dynamics and global Climate Change. V. 3. № 1. EDCCrar0003. (Pdf)

Filippova N.V. 2014. On the communities of fungi of raised bogs in taiga belt of West Siberia. I. Macrofungi. Mycology and phytopathology. V.48. #. 6. P. 386–392. (Pdf)

Filippova N. V. 2015. On the communities of fungi of raised bogs in taiga belt of West Siberia. I. Microfungi on plant litter. Mycology and phytopathology. V. 49. #. 2. P. 114–122.  (Pdf)

Filippova N.V. 2015. The fungal community in bogs as determined using direct observation method. Mires of Northern Europe: biodiversity, dynamics, management. International Symposium (Russia, Petrozavodsk, September, 2-5). Abstracts. P. 86–87. (Pdf)

Filippova N.V., Bulyonkova T.M. 2013. Notes on the ecology of Ascocoryne turficola (Ascomycota: Helotiales) in West Siberia. Environmental Dynamics and global Climate Change. V. 4. № 2 (8). EDCCrar0006. (Pdf)

Filippova N.V., Zmitrovich I.V. 2013. Wood decay community of raised bogs in West Siberia. Environmental Dynamics and global Climate Change. V. 4. № 1 (7). EDCCrar0007. (Pdf)

Filippova N.V., Bulyonkova T.M., Lapshina E.D. 2015. Fleshy fungi forays in the vicinities of the YSU Mukhrino field station (Western Siberia). Environmental dynamics and global climate change. V. 6. № 1 (11). P. 3-31. (Pdf)

Filippova N.V., Mourgues A., Philippe F. 2014. Notes on the phenology of fungi in ombrotrophic bog. Environmental  Dynamics and global Climate Change. V. 4. №.1. EDCCrar0008. (Pdf)

Filippova N.V., Thormann M. 2015. On the phenology of fungi in raised bogs: first year permanent plots monitoring results. Bioraznoobrazie i ekologiya gribov i gribopodobnykh organizmov severnoy Evrazii : materialy Vseros. konf. s mezhdunarod. uchastiem. Ekaterinburg, 20−24 aprelya 2015 g. P. 302–306. (Pdf)

Filippova N.V., Thormann M.N. 2014. Communities of larger fungi of ombrotrophic bogs in West Siberia. Mires and Peat V. 14. Article 08. P. 1–22. (Pdf)

Filippova N.V., Thormann M.N. 2015. The fungal consortium of Andromeda polifolia in bog habitats. Mires and Peat. V. 16. Article 06. P.1–29. (Pdf)

Filippova N.V., Zvyagina E.A., Bulyonkova T.M. 2013. Ascocoryne turficola (Boud.) Korf records from West Siberia. Fungi. V. 6. № 3. P. 26–30. (Pdf)

Justo A. et al. Molecular phylogeny and phylogeography of Holarctic species of Pluteus section Pluteus (Agaricales: Pluteaceae), with description of twelve new species. Phytotaxa. 2014. V. 180. № 1. P. 1–85.

Lindemann U., Helleman S., Filippova N., Krieglsteiner L., Pennanen M. 2014. Micropeziza curvatispora sp. nov., Micropeziza fenniae sp. nov. and Micropeziza zottoi sp. nov. (Helotiales) – three new species of the genus Micropeziza from Western Siberia, Finland and Germany/Belgium. Ascomycete.org. Vol. 6(5) P. 113-124. (Pdf)

Nina Filippova, Tatiana Bulyonkova, Uwe Lindemann. 2016. New records of two pyrophilous ascomycetes from Siberia: Pyropyxis rubra and Rhodotarzetta rosea. Ascomycete.org, 8 (4): 119-126.

Filippova N.V., Lapshina E.D. 2016. Voucher collection of fungi in YSU: value and basics of functioning (Коллекция ваучерных образцов грибов ЮГУ: значение и основы функционирования) // Биологические коллекции Югры: сбор, фиксация, хранение, введение в научный оборот. Материалы научно-методологического семинара. Ханты-Мансийск, 27 марта 2015 года. (Pdf) [in Russian]

Filippova N.V., Bulyonkova T.M. 2016. Fungarium of Yugra State University // Биологические коллекции Югры: сбор, фиксация, хранение, введение в научный оборот. Материалы научно-методологического семинара. Ханты-Мансийск, 27 марта 2015 года. (Pdf)

Filippova N.V., Bulyonkova T.M. 2017. Plot-Based Survey of Macromycetes in Forests near Khanty-Mansiysk (Middle Taiga of West Siberia) // Материалы VIII Всероссийской микологической школы-конференции с международным участием «Концепции вида у грибов: новый взгляд на старые проблемы» (под ред. А.В.Куракова). Посвящается памяти проф. Юрия Таричановича Дьякова. Звенигородская биостанция МГУ им.С.Н. Скадовского, 30 июля–5 августа 2017 г. М: Уфа: ООО «Первая Типография». С. 140. (Pdf)

Filippova N.V., Bulyonkova T.M. 2017. The diversity of larger fungi in the vicinities of Khanty-Mansiysk (middle taiga of West Siberia) // Environmental dynamics and global climate change. V. 8. No. 1. P. 13-24. (Pdf)

Filippova N.V. 2017. Динамика развития сообщества макромицетов верховых болот: результаты трехлетних наблюдений за плодоношением на постоянных площадках [On the phenology of larger fungi in raised bogs: three years of permanent plots monitoring results] // Problems of studying and preserving the plant world of Eurasia: Proceedings of the II All-Russian Conference with the international participation, dedicated to the memory of Doctor of Biological Sciences, Professor, Honored Scientist of the Russian Federation L.V. Bardunov (1932-2008) (Irkutsk, Kyren, September 11-15, 2017) (Pdf) [in Russian with English abstract]

Филиппова Н.В., Бульонкова Т.М., Карпов Д.В., Лапшина Е.Д. 2017. Фунгарий Югорского университета и его база данных [Fungarium of Yugra state university and its database] // Международная научно-практическая конференция «Использование современных информационных технологий в ботанических исследованиях». Апатиты, Мурманская область 28-31 марта 2017 г. : Тезисы докладов. Апатиты. С. 137–144. (Pdf)

Filippova N.V., Bulyonkova T.M., Karpov D.V., Lapshina E.D. 2017. Fungarium of Yugra state university and its database // International Conference «The use of modern information technologies in botanical investigations». Apatity, Murmansk Province March, 28-31, 2017: Abstracts. Apatity, 2017. P. 137–144. (Pdf)

Bolshakov S. Yu., Filippova N.V., Potapov K.O., Ageev D.V., Volobuev S.V. 2017. Google spreadsheets as a basic tool for the management of biodiversity data // International Conference «The use of modern information technologies in botanical investigations». Apatity, Murmansk Province March, 28-31, 2017: Abstracts. Apatity, 2017. P. 21–23. (Pdf)

Филиппова Н.В., Корикова Н.Н., Звягина Е.А.. Тавшанжи Е.И., Бульонкова Т.М. 2017. История и вопросы организации выставок грибов в мире и в Югре (The history and the organization of fungal exhibitions worldwie and in Yugra) // Биологические коллеции Югры: сбор, фиксация, хранение, введение в научный оборот. Материалы научно-методического семинара в Музее Природы и Человека. Ханты-Мансийск. 2017 г. [in press] [in Russian with English abstract] (Pdf)

Бульонкова Т.М., Филиппова Н.В. 2017. Мастер-классы по крашению шерсти грибами на территории Югры // Биологические коллеции Югры: сбор, фиксация, хранение, введение в научный оборот. Материалы научно-методического семинара в Музее Природы и Человека. Ханты-Мансийск. 2017 г. [in press] [in Russian] (Pdf)

Филиппова Н.В., Большаков С.Ю. 2017. История микологических исследований и региональная база данных регистраций грибов в Ханты-Мансийском Автономном Округе – Югре // Биоразнообразие экосистем крайнего севера: инвентаризация, мониторинг, охрана [Электронный ресурс] : III Всероссийская научная конференция: 20–24 ноября 2017 г., Сыктывкар, Республик Коми, Россия : тезисы докладов. Сыктывкар: Издательство ИБ Коми НЦ УрО РАН. С. 126–129. (Pdf) [in Russian]

Filippova N.V., Arefyev S.P., Bulyonkova T.M., Zvyagina E.A., Kapitonov V. I., Makarova T.A., Mukhin V.A., Stavishenko I.V., Tavshanzhi E.I., Shiryaev A.G. 2017. The history of mycological studies in Khanty-Mansi autonomous okrug: 1) the period of isolated studies, lignicolous basidiomycetes and phytopathological studies // Environmental dynamics and global climate change. V. 8. No. 2. P. 18-28. (http://journals.eco-vector.com/EDGCC/article/view/7132) [in Russian with English abstract]

Filippova N.V., Arefyev S.P., Bulyonkova T.M., Zvyagina E.A., Kapitonov V.I., Makarova T.A., Mukhin V.A., Stavishenko I.V., Tavshanzhi E.I., Shiryaev A.G. 2017. The history of mycological studies in Khanty-Mansi autonomous okrug: 2) study of Macromycetes, Lichens and Myxomycetes, state of mycological collections and fungal records database // Environmental dynamics and global climate change. V. 8. No. 2. P. 29-45. (http://journals.eco-vector.com/EDGCC/article/view/7134) [in Russian with English abstract]

Filippova N.V., Filippov I.V., Schigel D.S., Ivanova N. V., Shashkov M.P. 2017. Biodiversity informatics: global trends, national perspective and regional progress in Khanty-Mansi Autonomous Okrug // Environmental dynamics and global climate change. V. 8. No. 2. P. 46-56. (http://journals.eco-vector.com/EDGCC/article/view/7080)

Filippova N., Bulyonkova T. 2017. The communities of terrestrial macrofungi in different forest types in vicinities of Khanty-Mansiysk (middle taiga zone of West Siberia). Biodiversity Data Journal. 2017. V. 5, e20732. (https://bdj.pensoft.net/articles.php?id=20732)

Djukic, I., Kepfer-Rojas, S., Schmidt, I.K., Larsen, K.S., Beier, C., Berg, B., Verheyen, K., et al. 2018. Early stage litter decomposition across biomes. Science of The Total Environment 628–629, 1369–1394. 10.1016/j.scitotenv.2018.01.012

Haelewaters, D., Filippova, N.V., Baral, H.-O., 2018. A new species of Stamnaria (Leotiomycetes, Helotiales) from Western Siberia. MycoKeys 32, 49–63. https://doi.org/10.3897/mycokeys.32. 23277

Filippova N.V., Glagolev M.V. 2018. Short-term standard litter decomposition across three different ecosystems in middle taiga zone of West Siberia // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. V. 138. № 1. P. 012004. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/138/1/012004/meta

Filippova N.V., Filippov I.V. Development of biodiversity portal YugraBio [Разработка информационного портала «Биоразнообразие Югры»] // Man and North: Anthropology, Archaeology, Ecology: Materials of All-Russian Scientific Conference, Tyumen, April 2-6, 2018. Tyumen: Tyumen Scientific Center SB RAS Press, 2018. Issue 4. P. 590–593. (Pdf)


Страницы описания видов в Красной Книге ХМАО-Югры:

Arefyev S.P. 2013. Pautinnik fioletovyy – Cortinarius violaceus (L.) Gray. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 322.

Filippova N.V. 2013 Entoloma temnookaymlennaya – Entoloma fuscomarginatum P. D. Orton. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 323.

Filippova N.V. 2013. Askokorine torfyanaya – Ascocoryne turficola (Boud.) Korf. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 317.

Filippova N.V. 2013. Sarkoleotsiya sharovidnaya – Sarcoleotia globosa (Sommerf. ex Fr.) Korf. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 414.

Stavishenko I.V. 2013. Geritsiy korallovidnyy – Hericium coralloides (Scop.) Pers. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 421.
Bulyonkova T.M. 2013. Psevdogidnum zhelatinoznyy, ili Lozhnoezhovik studenistyy – Pseudohydnum gelatinosum (Scop.) P. Karst. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 422.

Stavishenko I.V., Zvyagina E.A. 2013. Geritsiy kudryavyy, ili Kreolofus kudryavyy – Hericium cirrhatum (Pers.) Nikol. [=Creolophus cirrhatus (Pers.) P. Karst.]. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 351.

Svetasheva T.Yu. 201.3 Geoglossum sphagnolyubivyy, ili zemlyanoy yazyk sfagnolyubivyy – Geoglossum sphagnophilum Ehrenb. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 316.

Svetasheva T.Yu. 2013. Arreniya lopastnaya – Arrhenia lobata (Pers.) Kühner et Lamoure ex Redhead. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 328.

Svetasheva T.Yu. 2013. Openok chekannyy – Armillaria ectypa (Fr.) Lamoure. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra. p. 326.

Zvyagina E.A. 2013. Omfalina rozovodiskovaya – Omphalina discorosea (Pilát) Herink et Kotl. Red book of Khanty-Mansiyskiy Autonomous Okrug – Yugra.p. 330.

Last update: 12.04.2018

Ученый АлтГУ разрабатывает междисциплинарный проект по формированию уникальной базы данных реликтовых растений — События — Новости — Стипендиальная программа Благотворительного фонда В. Потанина

29 марта 2018 Управление информации и медиакоммуникаций

Магистрант факультета математики и информационных технологий, доцент кафедры ботаники биологического факультета АлтГУ Алексей Владимирович Ваганов разрабатывает уникальную открытую базу данных микрофотографий спор папоротников семейства Pteridaceae – древнейших растений на Земле.

В основе междисциплинарной проектной работы молодого ученого лежит ряд методов математической обработки данных морфологии спор папоротников. Планируется исследовать достаточный объем представителей из пяти подсемейств крупного семейства Pteridaceae, которое называют одним из самых сложных в систематике папоротников. Основная часть представителей этого семейства произрастает в тропическом и субтропическом поясах Земли, и лишь 11 видов – в России. Алексей Владимирович в своей работе сфокусировал внимание на представителях семейства Pteridaceae Юго-Восточной и Центральной Азии.

«В настоящее время я формирую базу данных по морфологии спор, которую потом буду использовать для математических расчетов различного характера. До этого в ботанике такую глубокую обработку данных математическими методами по снимкам спор папоротников данного семейства, получаемых методом сканирующей электронной микроскопии, не выполнял никто. Были атласы, публикации с описанием спор, но детальной биометрии спор данного семейства папоротников для задач биосистематики пока не проводилось. Это трудоемкий, но нужный для установления порядка вещей исследовательский процесс, который определит конкретное место представителя в системе изучаемого семейства. Надеюсь, что новые сведения в дальнейшем поспособствуют уточнению систематического положения таксонов, ученые смогут задействовать полученные данные в своей исследовательской работе», – подчеркнул Алексей Владимирович.

Ученый АлтГУ уверен, что проводимые им исследования станут хорошим дополнением к популярным среди современных ботаников молекулярно-генетическим методам изучения растений. По итогам реализации проекта Алексей Ваганов планирует собрать новые данные по систематике папоротников, которые он получит с помощью многомерных анализов математической обработки микрофотографий спор папоротников, полученных с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Проект реализуется при поддержке ученых и сотрудников кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики факультета математики и информационных технологий АлтГУ под руководством Любови Анатольевны Хворовой.

Кстати, в 2018 году Алексей Владимирович Ваганов вошел в число победителей конкурса на получение именной стипендии Благотворительного фонда Владимира Потанина. Конкурс на получение именной стипендии проводится для студентов магистратуры 75 ведущих вузов России. Победителями стипендиального конкурса Владимира Потанина от АлтГУ стали 3 магистранта – представители разных направлений обучения и факультетов опорного вуза.

Микрофотосъемка — фотографируем невидимый мир

Микрофотосъемка – это особая область фотографии, предусматривающая съемку мельчайших объектов со значительным увеличением, обычно с помощью оптической системы микроскопа. Микрофотография сегодня используется не только в сугубо научных целях для изучения структуры объектов и выявления отдельных деталей, но и открывает широкие перспективы для обычных любителей фотосъемки. Ведь бесконечно малый мир таит в себе множество прекрасного и удивительного – необычных сочетаний линий, форм, цвета и фактуры.

А как же макро?

Когда речь заходит о фотосъемке с большим увеличением, сразу приходит на ум макросъемка, которая получила широкую популярность за последние годы. В линейке практически каждого уважающего себя производителя оптики обязательно присутствует хотя бы один макро объектив. Что же тогда микрофотография и чем она отличается от макро? На самом деле и то, и другое относится к категории съемки с увеличением, и граница между этими двумя видами съемки определяется лишь значением самого увеличения и размерами фотографируемых объектов.

Микрофотография бактерий

Макро – это фотосъемка мелких объектов, предусматривающая их увеличение максимум в десять – сорок раз. Такую съемку можно сравнить с рассматриванием объекта через лупу, где роль последней играет специальный макро объектив. Иногда применяются и добавочные насадочные линзы, позволяющие разглядеть строение мелких объектов. Но в любом случае к помощи микроскопов при съемке макро не прибегают.

Микрофотография же предполагает использование именно оптической системы микроскопа, которая, по сути, заменяет здесь обычный объектив фотоаппарата. При этом съемка объектов может вестись с увеличением в десять раз и до предельного максимума, определяемого возможностями того или иного оптического прибора. Таким образом, это погружение в еще более малый мир объектов, открывающий для исследователей и фотографов неожиданную красоту. Микрофотография позволяет получать снимки мелких чешуек на крыльях прекрасной бабочки, живых клеток или мелких песчинок. Такие увеличенные изображения зачастую представляют научный интерес, в то же время они прекрасны сами по себе.

Оборудование для микрофотографии

Рельсы для макросъемки

Для съемки самых мельчайших объектов окружающего мира требуется создать микрофотографическую установку, главной частью которой, конечно, должен быть микроскоп. В принципе, микроскоп может быть любой конструкции и оптических качеств, но он должен обеспечивать возможность надежного и светонепроницаемого соединения с фотокамерой. Соединение обеспечивается с помощью специальной насадки, которая, с одной стороны, подключается к оптическому микроскопу на место съемного окуляра, а с другой – через резьбовое соединение к фотоаппарату. Сегодня цифровой фото насадкой может быть оборудован практически любой оптический микроскоп.

Конечно, при проведении научных исследований применяются сложные и крупногабаритные микро-фотоустановки, обеспечивающие огромное увеличение объектов. Однако и традиционные «биологические» микроскопы, хорошо знакомые каждому школьнику и представленные в продаже в достаточно широком разнообразии, при желании можно приспособить к микрофотографии, купив специальный переходник. Ведь даже примитивные по своей конструкции микроскопы позволяют получать темные изображения на светлом фоне (метод светлого поля), либо светлые изображения на темном фоне (метод темного поля), открывая доступ к рассмотрению особенностей строения различных объектов. А если использовать для съемки интересные минералогические или биологические образцы, то можно получить фотографии с действительно неожиданными формами, линиями и красками.

Микрофотография песка

При выборе микроскопа одним из наиболее важных факторов является набор доступных увеличений. Тут все определяется тем, что вы планируете снимать. Например, для съемки волокон бумаги требуется увеличение в двести раз. Увеличение выше девятисот – тысячи раз не имеет большого смысла, поскольку очень мелкие детали все равно не даст рассмотреть волновая природа света.

Гнаться за возможностью очень большого увеличения не стоит и по той причине, что чем больше увеличение, тем меньше глубина резкости. А значит, при фотографировании сколько-нибудь «неплоских» объектов добиться получения резких изображений будет очень сложно. Поэтому далеко не всякий объект хорош для просмотра при значительном увеличении. Еще раз повторимся, что ориентироваться необходимо на размеры объектов, которые вы собираетесь снимать. Современные микроскопы могут иметь свои особенности и дополнительные возможности, но помните, что за каждую опцию придется доплачивать, так что выбор конкретной комплектации – дело сугубо индивидуальное.

Как вести микрофотосъемку

Часто в микрофотографии исследуют срезы различных объектов, чтобы сделать их достаточно тонкими. Чтобы сделать такие срезы, можно использовать простые бритвенные лезвия. Например, срезав очень тонкую часть кожуры фрукта. Далее исследуемый объект помещают на столик с предметным стеклом и микроскопом, подсоединенным к фотокамере. Если объект плохо прилегает к стеклу, его чуть смачивают водой. При необходимости образец закрывают покровным стеклом.

Пожалуй, один из наиболее значимых факторов для получения хороших микрофотографий – это освещение. В качестве осветительного прибора можно использовать лампу накаливанию, но лучше подойдет яркий светодиод, который меньше нагревается. В зависимости от особенностей фотографируемого объекта и преследуемых целей можно выполнять съемку в отраженном или проходящем свете. Если вы хотите немного «поиграть со светом», стоит выбрать микроскоп, предусматривающий установку дополнительного оборудования — конденсора темного поля, поляризаторов и пр.

Что снимать

Микрофотография клеща

В качестве интересных «моделей» для микрофотографии могут выступать самые разные объекты, начиная от песчинок и заканчивая паразитическими червями или личинками насекомых. В домашних условиях лучше начинать с самых простых, доступных объектов. Например, луковой кожуры, которая обладает интересным строением и четко различимыми даже при не самом большом увеличении клеточными ядрами. Ценными материалами для фотографирования могут быть крылья летающих насекомых. Ведь мелкие чешуйки с крыльев обладают весьма разнообразной формой.

Кожица фруктов и ягод также может являться объектом для микрофотографии, однако вам придется потрудиться, чтобы сначала сделать ее достаточно тонкой для исследования и фотографирования. А самые доступные объекты для микрофотосъемки – это листья различных деревьев, трава и зеленые водоросли, которые можно встретить в каждом водоеме. Начав с простого и постепенно набираясь опыта, впоследствии вы сможете расширить класс исследуемых объектов.

Фотография в науке: микробиология | Фотошкола Владимира Голуба

Научная фотография —
это самостоятельный обширный раздел, в котором фотографические средства и методы используются для получения, хранения информации и для решения других разнообразных задач во всех областях науки и техники. Она стала мощным средством познания, многократно расширив возможности человеческого глаза, сделав доступным для наблюдения невидимые излучения, исчезающие слабые изображения, быстротекущие процессы, в том числе в физике микромира. Значительные результаты обеспечило применение научной фотографии в медицине, биологии, ядерной физике, картографии и военных исследованиях.

У многих из вас, наверняка, название статьи ассоциируется с фотографиями растений и животных, а биология — с открытием и описанием новых видов, а также с изучением их строения и поведения. Однако в настоящее время гораздо большее развитие получили такие отрасли, как микробиология, молекулярная биология, биохимия, биофизика, биотехнология, и многие другие. Здесь использование фотографии более значимо, но менее очевидно. На них остановимся подробнее.

Использование увеличенных фотоизображений микроскопических объектов было одним из первых примеров применения фотографии в науке. Еще в 1837 Талбот использовал процесс калотипии и солнечную подсветку в микроскопе, а затем с 1839 Дж. Рид и А. Донне использовали для этих целей дагеротипию. Изобретателем микрофотографии считается Дж. Дансер, который изготовил ряд приборов для научной фотографии и впервые получил качественные микрофотографии на стекле. В 1866 К-С. и Дж.-А. Наше изготовили первый фотографический микроскоп. Дальнейшее развитие микрофотографии определилось совершенствованием приборов, особенно изобретением электронного микроскопа, и созданием специальных фотопленок. Первые электронные микрофотографии получил в 1934 Л . Мартон, а в 1937 впервые были опубликованы микрофотографии бактерий. В 1940-х годах получены изображения вирусов, тонкой структуры клеток и макромолекулярных кристаллов. В 1970 с помощью электронного микроскопа впервые сфотографированы отдельные атомы.

Эта область применения фотографии продолжает активно развиваться в связи с развитием цифровой фотографии. В настоящее время имеются специальные цифровые фотокамеры, прикрепляемые к микроскопу и дающие изображения высокого разрешения.

Существует несколько видов микроскопов, и изображения, получаемые ими, сильно различаются.

1) стереомикроскоп Стереомикроскопы — это микроскопы, предназначенные для исследования непрозрачных объектов с различной степенью отражающей способности и полупрозрачных объектов. С помощью стереомикроскопа производятся наблюдения объекта по методу светлого поля: на светлом поле мы наблюдаем объемное изображение контрастного однотонного или естественного цветного объекта.

Схема стереомикроскопа формируется исходя из сути бинокулярного зрения. Мы воспринимаем окружающий мир в трехмерном пространстве. Это достигается тем, что наши глаза наблюдают один и тот же объект под разными углами.

Научная фотография — это самостоятельный обширный раздел, в котором фотографические средства и методы используются для получения, хранения информации и для решения других разнообразных задач во всех областях науки и техники. Она стала мощным средством познания, многократно расширив возможности человеческого глаза, сделав доступным для наблюдения невидимые излучения, исчезающие слабые изображения, быстротекущие процессы, в том числе в физике микромира. Значительные результаты обеспечило применение научной фотографии в медицине, биологии, ядерной физике, картографии и военных исследованиях.

Использование увеличенных фотоизображений микроскопических объектов было одним из первых примеров применения фотографии в науке. Еще в 1837 Талбот использовал процесс калотипии и солнечную подсветку в микроскопе, а затем с 1839 Дж. Рид и А. Донне использовали для этих целей дагеротипию. Изобретателем микрофотографии считается Дж. Дансер, который изготовил ряд приборов для научной фотографии и впервые получил качественные микрофотографии на стекле. В 1866 К-С. и Дж.-А. Наше изготовили первый фотографический микроскоп. Дальнейшее развитие микрофотографии определилось совершенствованием приборов, особенно изобретением электронного микроскопа, и созданием специальных фотопленок. Первые электронные микрофотографии получил в 1934 Л . Мартон, а в 1937 впервые были опубликованы микрофотографии бактерий. В 1940-х годах получены изображения вирусов, тонкой структуры клеток и макромолекулярных кристаллов. В 1970 с помощью электронного микроскопа впервые сфотографированы отдельные атомы.

Эта область применения фотографии продолжает активно развиваться в связи с развитием цифровой фотографии. В настоящее время имеются специальные цифровые фотокамеры, прикрепляемые к микроскопу и дающие изображения высокого разрешения.

Существует несколько видов микроскопов, и изображения, получаемые ими, сильно различаются.

1) стереомикроскоп Стереомикроскопы — это микроскопы, предназначенные для исследования непрозрачных объектов с различной степенью отражающей способности и полупрозрачных объектов. С помощью стереомикроскопа производятся наблюдения объекта по методу светлого поля: на светлом поле мы наблюдаем объемное изображение контрастного однотонного или естественного цветного объекта.

Схема стереомикроскопа формируется исходя из сути бинокулярного зрения. Мы воспринимаем окружающий мир в трехмерном пространстве. Это достигается тем, что наши глаза наблюдают один и тот же объект под разными углами.

Флуоресцентный микроскоп

Флуоресценция является одной из разновидностей более общего явления — люминесценции: эмиссии ультрафиолетового, видимого или инфракрасного фотона из возбужденного вещества. Люминесценция — это «холодный свет», тогда как накаливание — «горячий свет». В соответствии с типом возбуждения классифицируются различные виды люминесцен- ции: фото-, радио-, хеми-, биолюми- несценция и т. д.

Флуоресценция возникает, когда вещество — флуорофор — находясь в возбужденном состоянии, испускает фотон. Флуоресцентный микроскоп является замечательным инструментом для исследования тонких (от десятых микрона до 5-8 микрон) флуоресцирующих препаратов, окрашенных одним или несколькими флуорофорами. Для получения наиболее чётких флуоресцентных изображений как тонких, так и толстых (до 100 мкм) препаратов необходимо использовать конфокальный микроскоп.

Лазерный сканирующий конфокальный микроскоп

Традиционная флуоресцентная микроскопия дает хорошие результаты при исследовании тонких объектов. Если же попытаться заглянуть в толщу препарата, изображение теряет контраст и становится размытым. Это происходит из-за того, что свет, излучаемый материалом выше и ниже интересующей наблюдателя плоскости, тоже попадает на детектор. Чтобы добиться четкой картины отдельной плоскости в толще образца, необходимо собрать свет только с этой плотности. Еще в 1961 Марвин Мински запатентовал «сканирующий микроскоп с двухстадийной фокусировкой».

В современном конфокальном микроскопе источник света (лазер) излучает возбуждающий свет, который проходит через возбуждающую диафрагму, формируя узкий пучок. Это позволяет выделить из всей толщи образца плоскость и зафиксировать её контрастное изображение. Если, перемещая образец вдоль аксиальной оси с известным шагом, получить серию оптических срезов, так называемый Z-stack, можно программными алгоритмами воссоздать на компьютере трёхмерную структуру образца. Эта возможность является главным достоинством конфокальной микроскопии. Наиболее часто встречающейся задачей для конфокальной микроскопии является изучение структуры клеток и их органоидов благодаря своему высокому разрешению и контрасту, например, цитоскелета, ядра, хромосом, или даже находящихся в них отдельных генов.

Новыми перспективными направлениями являются методики FRAP — Fluorescence Recovery After Photobleaching (Восстановление флуоресценции после фотовыжигания) и FRET — Fluorescence Resonance Energy Transfer (Передача энергии посредством флуоресцентного резонанса). FRAP применяется для исследования подвижности биоорганических молекул с помощью инициации фотохимического разложения флуорохрома в зоне облучения и последующего его рассоединения с молекулами. FRET применяется для определения расстояния между молекулами разных типов, их окружения и взаимодействия.

/Г.И.Штейн «Конфокальная микроскопия: мифы и реальность»/

Микрофильм, микроформа, типы и методы

Микрофильм, микроформа, типы и методы


Введение

Не путать с микрофотографией, Микрофотография включает фотографирование на очень маленькой пленке для производства маленькие изображения, которые можно просматривать только в увеличенном виде. Тогда как микрофотография просто предполагает съемку (фотографирование) с помощью микроскопа, микрофотография процесс, посредством которого размер фотографии уменьшается, чтобы она могла можно рассматривать только под микроскопом.Поскольку техника позволяет значительное уменьшение размера фотографий, особенно полезен для многих библиотек, которые сегодня используют его для документации.

В микрофотографии фотограф использует специальный негатив, известный как микрофильм, для сохранения изображений. Здесь предмет фотографировать (документы и т. д.) можно одним из двух способов; а линейный массив или двумерный массив.


Микрофотография — линейная матрица

Обычный рулон микрофильма является хорошим примером микрофотография линейного массива. Стандартная пленка размером 16 мм, 35, 70 мм или 105 мм в ширины и может быть перфорирована на одном либо края.

Принимая во внимание, что перфорированная пленка 35 мм может использоваться в камерах 35 мм, неперфорированный можно использовать только в специальных камерах без звездочки колеса. Пленка 35 мм особенно предпочтительна не только потому, что она экономичен, но еще и потому, что его легче использовать.

Обычно фотограф фотографирует последовательные страницы документа, захватив одну или пару страниц (две страницы открытых книг).В этом случае рамка микрофильма примет одна страница или две страницы. Этот процесс позволяет фотографу запечатлеть изображения всей книги в рулоне микрофильма, которые затем можно сохранить для копирование при необходимости.

Учитывая, что рулоны микрофильмов обычно бывают большей длины, Также можно использовать полосы микрофильмов, состоящие из шести рамок. Для чтения Для целей микропленки полоски оказались более подходящими по сравнению с рулоны микрофильмов. Во многом это связано с тем, что легче найти конкретная страница в полосе, содержащей шесть кадров.Однако рулоны микрофильмов более удобен при непрерывном копировании по сравнению с полосами.


Микрофотографии Двумерные массивы

Двумерные массивы микрофотографий обычно несут больше страниц по сравнению с микрофильмом и полоской микрофильма. Это делает двумерный массив более удобен для библиотечных приложений, учитывая, что их размер позволяет сфотографировать и сохранить намного больше документов.


Микрофильм

Микрофотография также известна как микрофильм.

По сути, микрофильм — это фотографический запись, используемая в микрофотографии.

Существуют разные типы микрофильмов в том числе:

* Кроме рулонной пленки, документы иногда копируется на лист, известный как микрофиша, что может уменьшить документ примерно до 0,25% от его нормального размера.


Пленка на основе галогенида серебра

Пленка на основе галогенида серебра — это пленка, в которой используется галогенид серебра — химическое соединение, которое использовалось в фотоиндустрии в течение последних 150 лет.Было показано, что пленка является наиболее светочувствительной пленкой, что делает ее идеальной для записи большей вариации плотности и контраста в интересующем материале.

Это свойство также обеспечивает преимущество в том, что оно позволяет записывать на пленку высокий уровень детализации и, следовательно, обеспечивает богатую тональную дисперсию. При использовании в микрофотографии пленка из галогенида серебра обеспечивает четкие изображения высочайшего разрешения и, следовательно, изображения высокого качества при копировании и воспроизведении. Это также делает эту пленку предпочтительной, когда требуется долговечность и качество.

Типы пленок из галогенида серебра:


Везикулярная пленка

Везикулярная пленка обычно называется везикулярный, потому что формируемые изображения состоят из пузырьков (маленьких пузырьков). То есть изображения, сформированные на пленке, состоят из небольших пузыри, которые находятся внутри тела самой пленки.

При использовании вызывает тепло везикулы затвердевают по мере обработки пленки. Одна из основных сильных сторон везикулярных пленок — то, что они довольно устойчивы к растяжению.Однако они могут быть повреждены при сильном нагревании, поскольку при высокой температуре пузырьки деформация, которая влияет на качество изображения (изображений).

Некоторые другие К преимуществам везикулярной пленки можно отнести:

  • Изображение можно перевернуть (положительный на отрицательный)
  • Они могут выдерживать дневной свет
  • Сухой термический процесс может быть используется для обработки
  • Стоимость меньше

Что касается изображения, то качество изображения изображение, полученное с помощью везикулярной пленки, аналогично изображению на пленке из галогенида серебра. Благодаря своей способности выдерживать более жесткие условия по сравнению с другими пленки, везикулярная пленка оказалась идеальной для приложений с интенсивным использованием.


Диазопленка

Диазопленка — это тип пленки, состоит из светочувствительного диазония. По сравнению с другими фильмами, фильмы Диазо являются низшими и поэтому используются для расходных материалов. Для этого фильма механизм предполагает использование паров аммиака для химической обработки открытых соли диазония, которые, в свою очередь, производят азокрасители.

Проблема с пленкой что этот краситель имеет тенденцию блекнуть, что приводит к потере образ. Хотя они, как правило, дешевле по сравнению с другими типами пленок, два других (везикулярная пленка и пленка с галогенидом серебра) рекомендуются с учетом что они создают четкие изображения высокого качества, которые могут сохраняться дольше.


Микроформа

Камеры и оборудование


По сути, микроформа — это микрография. воспроизведение на пленке. Для создания микроформ используются специальные камеры и оборудование. требуется.Планетарные и поворотные камеры — это некоторые из камер, используемых для захвата картинки.

Планетарная камера

Это камера с ручным управлением, которая устанавливается над документом (стационарный) для захвата изображений. С планетарной камерой один одним из самых больших преимуществ является то, что можно снимать различные типы документы в постоянном переплете, включая книги и документы большого размера без причинение ущерба Камера также способна к более высокому разрешению, что делает ее идеально подходит для документов с высокой детализацией.

Поворотные камеры

Также называется проточной камерой, поворотной камерой. камера — автоматическая камера. Для этой камеры пленка и документы перемещаются синхронно в противоположных направлениях по мере захвата изображений.

Изображения снимается с большей скоростью по сравнению с планетарной камерой (30 000 изображений в час). Кроме того, большинство поворотных камер помещают числа и метки на край пленки, помогающий с нумерацией.

Некоторое другое используемое оборудование включает:

  • Верхние фонари
  • Устройство контроля напряжения и устройство считывания напряжения


Считыватели микрофильмов

Используется считыватель микрофильмов (или считывающий принтер) чтобы определить, готов ли микрофильм для чтения пользователями. Используя устройство для чтения микрофильмов, становится возможным наблюдать и оценивать четкость изображений, а также порядок, в котором они были сняты. Это важный процесс контроля качества, поскольку он гарантирует, что пленки такие, какими они должны быть перед хранением или выпуском для использования.

Некоторые из функции, которые следует учитывать при покупке ридера или ридера принтера, включают:

  • Контроль экспозиции
  • Увеличение объектив
  • Поворот изображения
  • Подключение к ПК
  • Простота использования


Цифровая микрофотография

Помимо считывателя микрофильмов, можно снимать изображения пленки с помощью камеры. Этого легко добиться с помощью снятие бинокулярного окуляра микроскопа и установка цифрового объектива зеркальной камеры или прикрепив камеру к тринокулярному окуляру.

с последние достижения, есть много камер, которые можно использовать для этих целей включая Nikon D300 и D3, Olympus C2000 / C2020 / C3030 / C4040Z цифровой камеры или любую подходящую камеру DSLR.


Преимущества микрофотографии
  • Долговечность — Долговечность — одно из самые большие преимущества микрофотографии. Учитывая, что микрофильмы (сделанные из полиэстер) имеют тенденцию быть прочнее по сравнению с традиционной пленкой, они могут длиться долгое время (около 500 лет) сохранность документов. В этом случае документы хранятся в постоянном учете.
  • Экономит место — Микрофотография — это процесс, благодаря которому документы значительно уменьшаются в размере, чтобы они можно прочитать только при увеличении. Это означает, что большие объемы документы можно сжимать в большей степени, не только сохраняя их на долгое время использовать, но также экономить место (книги / бумаги занимают больше места)
  • Безопасность — Книги и другие типы документы не могут сохранять свое качество из-за того, как с ними обращаются (разрываются и изнашиваются со временем), однако микрофотография обеспечивает их безопасность и доступность длительный период времени.


Ограничения микрофотографии

Такие микрофильмы, как везикулярная пленка и диазо могут быть повреждены из-за тепла и влажности, что может привести к потере данных.

Получение данных с помощью микрофильм с открытой катушкой, учитывая, что пользователи должны просматривать катушку последовательно.

Вернуться на главную страницу руководства покупателя камеры цифрового микроскопа

Вернуться с микрофотографии на главную страницу MicroscopeMaster

Источники

Микрография — создание микроскопических размеров Фотографии Н. Г. Грума.Microscopy, 1986, 35 (6), pp.445-450. Современный Практическое руководство по изготовлению микрофотографий на предметных стеклах микроскопа.

Стивенс, Г. В. У., Микрофотография: Фотография и фото-изготовление на

Extreme Resulation; 2-е изд .; Джон Вили и Sons, NY, 1968, стр 2-4.

ЛЮТЕР, Ф. Микроджилм: история 1839-1900 гг. Аннаполис (Мэриленд), 1959.

Ботаника онлайн: Микроскопия — Микрофотография

Ботаника онлайн: Микроскопия — Микрофотография — Обработка изображений

Ботаника онлайн 1996-2004.Никаких дальнейших обновлений, только исторический документ ботанической науки !


Микрофотография, обработка изображений с видеокамерами, AVEC-DIC и AVEC-POL



Вычитание фона

Развитие микроскопии создало потребность в документации изображений. Классический подход, который практикует каждый студент-биолог рисует. Подспорьем стало построение чертежа устройство, изобретенное Э. Аббе, которое помещается на окуляр и проецирует изображение через призму и зеркало на рисунок колодка.Альтернатива возникла с микрофотография , имеющая недостаток в очень малой глубине резкости и, как следствие, захватах только отдельные плоскости объекта. Это причина, по которой это пока сегодня рассматривается некоторыми биологами довольно критически. Но у него есть тем не менее был признан самостоятельным методом. Многочисленные изображения на наших веб-страницах показывают, что точное изображение того, что можно увидеть дано фото. При необходимости несколько могут быть получены изображения различных плоскостей объекта.В важным преимуществом по сравнению с чертежами является скорость документация и исключение субъективных восприятий (свобода художника), в результате чего может быть нанесен большой ущерб. Один и тот же объект можно изучать параллельно с различными микроскопическими методы, соответствующие изображения можно сравнить, чтобы определить их ориентация. Сегодняшний кинематограф приносит удивительные результаты даже при очень плохом освещении флуоресценции микроскопия.

О возможности кинематографии уже говорилось в ближайшее время.Многие документальные фильмы о движении клеток, о клетках и их муфта и т.п. есть. Большинство документальных фильмов сняты в Германии были выполнены в сотрудничестве с Institut für den Wissenschaftlichen Film в Геттингене (Институт научных Фильм в Геттингене). Это возможно для других институтов и другие научные учреждения могут их заимствовать.

Видеокамеры с усилением изображения и компьютерным управлением хранение и интерпретация изображений также относятся к современным микроскопия. Впервые они были использованы в начале пятидесятые, но важные события начались в последние годы семидесятых годов.Два особенно разработанных процесса Р. Д. АЛЛЕНА, Н. СТРЁМГРЕН-АЛЛЕН и Дж. Ф. ТРАВИС (Дартмутский колледж, Ганновер, Нью-Гэмпшир, США) следует упомянуть:

AVEC-DIC ( Шестигранник контраст с улучшенным видео-контрастом-дифференциальным интерференционным контрастом )

AVEC-POL ( Шестигранник Контрастно-поляризационная микроскопия с усилением видео )

Оба метода основаны на том, что некоторые видеокамеры ( правильный выбор модели имеет решающее значение) может обрабатывать различия в яркость в совершенно ином масштабе, чем человеческий глаз или фотопленка. В зависимости от исследования или объекта могут быть разные настройки камеры выбираются. Э. АББЕ определил предел разрешения светового микроскопа как расстояние между двумя прилегающие точки, в которых они могут только восприниматься как разные единства. Ограничивающим фактором является длина волны используемого свет. Этот предел разрешения не означает, что меньшие структуры оставаться невидимым. Например, флюорохромирование позволяет молекулярные комплексы, если расстояние между молекулами такой же вид выше предела разрешения микроскопа.

Вместо флюорохромизации контрастное усиление AVEC-DIC может и хотя контраст, производимый микротрубочками не достаточно большой, чтобы его можно было увидеть человеческим глазом, его можно зафиксировать и опознан камерой.

Хранение изображений и -интерпретация позволяет выделить подвижные частицы. Соответствующая компьютерная программа вычитает содержимое одно изображение из записанных секунд или минут после то же место. Исчезают все недвижимые конструкции и только подвижные. изображены.

Камеры с усилением изображения применяются во флуоресценции микроскопия для документирования флуорохромов с далекой флуоресценцией ниже того, что воспринимается человеческим глазом. Снова можно использовать уже упомянутый метод витального окрашивания, потому что гораздо больше конкретные зонды известны сегодня. Поскольку их концентрация меньше чем в сороковых или пятидесятых годах, клетки повреждаются меньше.

В то время как в современной флуоресцентной микроскопии распространены фотоны (h ny ) излучаются и записываются после засветки объект, фотоэлектрон микроскоп позволяет отслеживать вторичные электроны, которые высвобождаются после воздействия УФ радиация.Этот микроскоп имеет электронную оптику (см. Следующий абзац). разрешение выше, чем у флуоресцентных микроскопов. Методика разработана совсем недавно, но первые результаты с биологическими объектами уже существуют. Они предполагают, что метод получит широкое распространение в короткие сроки (О. ГРИФФИТ, Г. Б. БИРРЕЛЛ, 1985).


© Петер фон Зенгбуш — Выходные данные

История микрофильмов: с 1839 года по настоящее время

История микрофильмов: с 1839 года по настоящее время

ДЖОН БЕНДЖАМИН ТАНЦЕР

Отец микрофотографии


Дж.Б. Дэнсер , знаменитый манчестерский оптик и производитель инструментов, родился в Лондоне, в семье Джозайи Дэнсера, также оптика и производителя оптических, философских и морских инструментов. В раннем возрасте он стал подмастерьем в бизнесе своего отца, а в 1835 году Дж. Б. возглавил оптическую мастерскую своего отца. Затем он переехал в Манчестер из Ливерпуля в 1841 году, когда ему было 29 лет.

Танцор был ортодоксальным оптиком, поставляющим очки, а также выдающимся изобретателем и изготовителем инструментов.В юном возрасте он овладел искусством шлифования микроскопов и других типов линз. В течение своей жизни он внес существенный вклад в микроскопию, фотографию и науку. Танцер также начал производство дагеротипических фотоаппаратов и добавил их к своей и без того впечатляющей линейке оптических продуктов. Он был основан как первый коммерческий специалист в области разработки и печати во всей Англии, фактически прототип фотоотдела современной аптеки.

Каким бы активным он ни был с микроскопом и камерой, кажется вполне естественным, что Дэнсер попытался объединить эти две техники.В 1839 году Дэнсер первым начал создавать микрофотографии, закрепленные на предметных стеклах для просмотра под микроскопом, но система, которую он впервые использовал, процесс Дагерро, не была удовлетворительной. Фотографии были на непрозрачном фоне, и, следовательно, качество увеличенной микрофотографии под микроскопом было плохим и не могло быть просмотрено с увеличением, превышающим х20. В 1851 году Фредерик Скотт Арчер из Манчестера представил коллодиевый процесс, который включал в себя очень мелкозернистое изображение на стекле с сенсибилизированным покрытием коллодием. Этот процесс, с помощью которого можно было записывать изображения с очень мелкими деталями, был использован Dancer для создания значительно улучшенных слайдов микрофотографий.

Итак, английскому ученому Дж. Б. Дэнсеру принадлежит заслуга в создании первой микрофотографии и в создании процесса микрофильмирования для фото- графическое сохранение рукописей, печатных материалов, деловых записей и изображений.

Микрофотография — Основы пленки | Olympus LS

Пленки для фотографии покрыты рядом очень тонких светочувствительных эмульсионных слоев, состоящих из солей серебра и / или красителей (Рисунок 1).Когда свету позволяют экспонировать эмульсию, активных центров объединяются, чтобы сформировать скрытое изображение, которое необходимо проявить с помощью фотографических химикатов. Это требует воздействия на пленку в затемненном контейнере ряда растворов, которые необходимо контролировать в отношении температуры, времени проявления и с соответствующим перемешиванием или смешиванием растворов.

Затем процесс проявления должен быть остановлен с помощью стоп-раствора. Затем неэкспонированный эмульсионный материал, состоящий из неиспользованных солей серебра и красителей, очищается и пленка фиксируется, затем промывается и сушится для использования.Проявление, остановка, фиксация и очистка должны выполняться в условиях темной комнаты или в светонепроницаемых резервуарах для проявки, а с пленкой следует обращаться в полной темноте. Жесткость температуры, продолжительности и перемешивания обычно зависит от используемой пленки. Например, процесс Kodachrome K14 намного сложнее, чем процесс E6, используемый для Ektachrome, Fujichrome и других популярных пленок с обращением цвета.

Скорость эмульсии определяет, сколько света необходимо использовать для экспонирования пленки за определенный период времени.Пленочные эмульсии оцениваются в соответствии с их номером ISO (Международная организация по стандартизации), который указывает относительную светочувствительность пленки. Номер ISO включает в себя как старое обозначение ASA (Американской ассоциации стандартов), так и логарифмические рейтинги скорости DIN (Deutsches Industrie Norm). Число ASA прямо пропорционально светочувствительности пленки, тогда как в системе DIN используется логарифмическая шкала (увеличение на 3 градуса DIN означает увеличение чувствительности пленки в два раза).Типичное обозначение ISO для прозрачной пленки Fujichrome Velvia 100 — 100/21 °, что соответствует ASA 100 и DIN 21 °. Многие экспонометры, особенно в старых американских камерах, откалиброваны в соответствии с номерами ASA, в то время как европейские камеры используют эквивалент DIN. В случаях, когда ISO сокращается до одного числа (например, 200), предоставляется только рейтинг ASA. Большие значения ISO указывают на более быстрые пленки, при этом ISO 25 является одной из самых медленных доступных пленок, а ISO 1600 — одной из самых быстрых.Пленка с рейтингом ISO 200 в два раза быстрее пленки с рейтингом ISO 100. Поскольку микроскоп представляет собой относительно стабильную платформу с хорошими световыми характеристиками, пленки с диапазоном ISO 50-200 обычно используются для микрофотографии.

Пленка делится на несколько категорий в зависимости от того, предназначена ли она для черно-белой (см. Таблицу 1 для выбора черно-белой пленки) или цветной фотографии (см. Таблицу 2 для выбора цветных пленок). Цветные пленки подразделяются на два типа: цветные пленки, которые дают позитивные прозрачные пленки (цвета, подобные тем, что на изображении) и цветные негативы (цвета, дополняющие цвета на изображении с микроскопа, например.g., зеленый для пурпурного и синий для желтого), которые требуют печати на фотобумаге для отображения истинных цветов.

Цветные пленки можно подразделить на две группы: пленки, предназначенные для приема света дневного спектрального состава, и пленки, предназначенные для приема внутреннего или так называемого вольфрамового света. Как правило, за некоторыми исключениями, прозрачные или позитивные пленки имеют суффикс « хром », например Kodachrome, Ektachrome, Fujichrome, Agfachrome и т. Д. Цветные негативные пленки обычно имеют суффикс « цвет », например Kodacolor , Ektacolor, Fujicolor, Agfacolor и др. Каждый из этих типов пленки доступен с разной светочувствительностью или рейтингом ISO. На упаковках пленки отображается ISO пленки и баланс эмульсии пленки для дневного света или для внутреннего / вольфрамового освещения (см. Таблицу 2 для выбора цветных пленок). Современные кассеты с 35-миллиметровой пленкой имеют код (называемый номером DX ), который позволяет специально разработанным задним камерам автоматически распознавать светочувствительность пленки и количество кадров.

Цветные негативные пленки и черно-белые пленки должны быть напечатаны на специальных печатных машинах (ваши местные 60-минутные коммерческие процессоры для цветных негативов или увеличитель для черно-белых негативов), чтобы воссоздать изображение, видимое в микроскоп.Цветная прозрачная пленка или пленка позитивного типа дает исходное позитивное изображение непосредственно на основе пленки без этапа печати. Именно на промежуточном этапе от негатива к печати фотограф может потерять контроль над процессом печати и непреднамеренно передать этот контроль «бездумным машинам» с автоматическими цветовыми фильтрами, иногда с ужасающими результатами, особенно в отношении точности цветопередачи.

Цветовая температура вольфрамово-галогенных ламп, используемых в современных микроскопах, варьируется от 2900 К до 3200 К, в зависимости от напряжения, приложенного к нити накала лампы.Производители пленки предлагают пленку, сбалансированную для 3200 К, и обычно указывают на кассете, что пленка предназначена для использования в помещении или в научных целях. Fuji предлагает очень хорошую прозрачную пленку Fujichrome 64T, которая имеет довольно низкую скорость эмульсии, предназначенную для вольфрамового освещения, но рассчитана на хорошую работу с обработкой пленки push. Чтобы протолкнуть пленку, ее сначала недоэкспонируют на одну или несколько ступеней диафрагмы, затем время проявления в первом проявителе увеличивается для уменьшения плотности пленки и увеличения контрастности.Этот прием часто увеличивает насыщенность цвета изображения.

Пленка со сбалансированным дневным светом, которая на сегодняшний день является наиболее распространенной пленкой, доступной в розничной торговле с широким спектром ISO, также может использоваться с микроскопом при условии, что на пути света добавлен соответствующий фильтр. Производители обычно добавляют светофильтр преобразования дневного света к своим микроскопам в качестве стандартного оборудования, а в исследовательских микроскопах высокого класса этот фильтр (называемый фильтром преобразования цветовой температуры дневного света) обычно есть в магазине, расположенном в основании микроскопа.Для микроскопии можно использовать почти любую цветную печать или прозрачную пленку при условии, что для пленок, рассчитанных на цветовую температуру 5500 К, фильтр, сбалансированный по дневному свету, или удалить, если пленка сбалансирована для вольфрамового освещения (3200 К).

Доступны как черно-белые, так и цветные пленки различных форматов для использования в различных типах камер. Самый распространенный формат — 35 миллиметров, который доступен в отдельных кассетах (показано на рисунке 2), которые работают с самым широким диапазоном камер.Эти кассеты имеют одинаковый размер и вмещают пленки такой длины, что позволяет получить от 12 до 36 полнокадровых (24 × 36 миллиметров) кадров. Пленка наматывается на одиночную катушку, заключенную в светонепроницаемую металлическую или пластмассовую гильзу с торцевыми крышками. Пленка выходит из рукава через светонепроницаемую прорезь, облицованную черным бархатом, и протягивается через камеру с помощью набора приводных звездочек, которые соответствуют паре предварительно вырезанных отверстий для звездочек на каждом краю пленки. После экспонирования в камере 35-миллиметровая пленка перематывается в кассету перед тем, как вынуть ее из черного ящика камеры.

Другие форматы пленки, используемые в микрофотографии: 120 (6 × 6 или 6 × 7 сантиметров) и 4 × 5-дюймовая листовая пленка, как показано на Рисунке 3. Несмотря на широкое использование профессиональными фотографами, пленка формата 120 редко используется в оптических целях. микроскопии, но несколько производителей выпустили задние панели фотоаппаратов, которые подходят для этой пленки. Более широко используется листовая пленка формата 4 × 5 дюймов, для которой адаптирован ряд популярных микроскопов. Пленки большего формата труднее использовать, но их больший размер позволяет получать фотографии более высокого качества, которые можно увеличивать в большей степени, чем изображения, полученные на 35-миллиметровой пленке.При создании микрофотографий, которые в конечном итоге будут значительно увеличены, предпочтительно начинать с пленки большего формата, чтобы уменьшить размер зерна при окончательном увеличении.

Обычно, чем выше ISO или ASA или светочувствительность пленки, тем грубее зерно и меньше разрешение. Для наилучшего разрешения и наименьшего размера зерна желательно использовать пленки с ISO 100 или ниже, особенно если интенсивность света требует сравнительно коротких выдержек. Однако иногда интенсивность света настолько мала, что фотографу приходится жертвовать разрешением и зернистостью и выбирать пленки с ISO от 200 до 400 или даже выше, чтобы выдерживать короткую экспозицию.Это особенно верно при флуоресцентной микрофотографии.

Пленки с ISO от 25 до 100 называются медленными пленками , потому что они менее чувствительны к свету и дают больший контраст, чем более быстрые пленки. Медленная пленка покажет максимальную детализацию изображения, но также требует максимального количества освещения и обычно требует гораздо более длительного времени выдержки. Это делает микрофотографии с медленными пленками склонными к появлению артефактов, таких как собственные вибрации в лабораторном помещении и мебели или ветровые токи от движений или систем вентиляции.

Пленки со средней скоростью имеют рейтинг ISO от 125 до 400 и представляют собой отличный компромисс между длительными выдержками с мелким зерном (медленные пленки) и очень короткими выдержками с гораздо большим размером зерна (светосильные пленки). Многие методы оптической микроскопии с усилением контраста, такие как модуляционный контраст Хоффмана, поляризованный свет, фазовый контраст, флуоресценция и дифференциальный интерференционный контраст, требуют более длительного времени экспозиции, чем светлое поле, из-за пониженного уровня освещенности. Часто микрофотография со средне чувствительными пленками дает лучшие изображения при использовании этих специализированных методов.

Когда уровни освещенности очень низкие, как это обычно бывает при флуоресцентной микроскопии, большинство фотографов прибегают к светосильным пленкам с рейтингом ISO от 400 до 3200. Светосильные пленки очень хорошо реагируют на низкие уровни света с коротким временем экспозиции, но страдают от увеличенный размер зерна, который может ухудшить качество окончательного изображения. При переходе на светосильные пленки поэкспериментируйте, чтобы определить пленку с наименьшим числом ISO (наибольшее время выдержки), при которой получаются удовлетворительные изображения.

Технические спецификации пленочных эмульсий следует консультироваться для критической работы в микрофотографии. Эта информация доступна (обычно в Интернете) у основных производителей пленки и очень полезна для определения оптимальной пленки для выполняемой работы. Графики, показанные на рисунке 4, содержат информацию о различных аспектах Kodak Ektachrome 64T, пленки со сбалансированным вольфрамом, которая является хорошим выбором для микрофотографии. В эти спецификации включены спектральная чувствительность этой пленки, отклик передаточной функции модуляции и характеристики экспозиции, которые дают информацию о нарушении взаимности.

Для черно-белой микрофотографии Kodak T-Max 100 — одна из лучших универсальных пленок для нормального использования, а ее производная с более высоким ISO, T-Max 400, может использоваться там, где мало света. Kodak Technical Pan — это черно-белая пленка с самым высоким разрешением, но ее труднее использовать, поскольку она имеет ISO (диапазон от 25 до 200), который зависит от типа проявителя, температуры обработки и количества используемого перемешивания. Fuji, Ilford и другие производители предлагают сопоставимые пленки. На всех этих пленках получаются негативы, которые затем требуют распечатки для получения позитивного отпечатка (см. Таблицу 1 для компиляции пленок, подходящих для черно-белой микрофотографии).

Черно-белые пленки для микрофотографии
T-Max
(100, 400) 90 353
(+400) CNK-4
Пленка
Марка
Марка пленки
Разработчики
Увеличитель 60 мин.
Процессор
Agfapan APX
(100, 400)
Rodinal
Refinal
D-76
HC-110
Ilford Delta
(100, 400)
D-76
HC-110353
Ilford XP-2 Super
(400)
C-41
D-76
HC-110
Kodak T-Max
(400CN)
К-41
Kodak Tech Pan D-76
HC-110
C-41
Konica Monochrome VX
(400)
C-41

4
Таблица 1

Для цветной микрофотографии любой из трех кодахромов дневного света является отличным выбором и доступен в рейтингах ISO 25, 64 или 200. Все пленки Kodachrome требуют обработки K-14, выполняемой на выбранных перерабатывающих предприятиях Kodak, и поэтому обычно имеют длительные сроки выполнения работ. Пленки Ektachrome для дневного света 100 ISO (их несколько, как описано в таблице 2) являются очень хорошими прозрачными пленками общего назначения. Fuji Velvia (ISO 50), Fuji Astia (ISO 100) и Fuji Provia (ISO 100, 400 и 1600) также являются очень хорошими прозрачными пленками, сбалансированными при дневном свете. Velvia имеет очень высокое разрешение, чрезвычайно малый размер зерна и выдающуюся насыщенность цвета.Также настоятельно рекомендуется использовать внутренние прозрачные пленки Ektachrome 64T и Chrome 160T, потому что они сбалансированы для цветовой температуры 3200 K, а Kodachrome 40 professional (вольфрамовый тип, сбалансированный по цвету для 3400K) — это превосходная прозрачная пленка с высоким разрешением и точной цветопередачей. исполнение. Fujichrome 64T — одна из лучших цветных прозрачных пленок со сбалансированным вольфрамом, специально разработанная для обработки методом проталкивания с минимальным размером зерна. Эта пленка обеспечивает превосходную насыщенность цвета и создает изображения с очень мелкими деталями.Kodak Ektachrome Elite daylight 100, 200 и 400 — это пленки с положительной прозрачностью, которые лучше подходят для флуоресцентной микрографии, поскольку флуоресцентные образцы обычно излучают свет низкой интенсивности. В прозрачных пленках Ektachromes и Fuji используется обработка E-6, которая часто доступна в местных учреждениях (например, в больницах и крупных коммерческих компаниях) или в профессиональных кинопроцессорах, таких как аптеки и супермаркеты.

Другие пленки, полезные для цветной микрофотографии, перечислены в таблице 2.Agfa предлагает широкий выбор цветных негативов и хромированных пленок со сбалансированным дневным светом в 35-миллиметровом формате, как и Konica. Ни одна из компаний в настоящее время не производит коммерческую версию пленки со сбалансированным вольфрамом.

Цветные пленки для микрофотографии
Дневной свет
(160, 400)
(160, 400) Daylight 5500 ISO) 903 32 Химия /
Обработка
Agfachrome Ag , 100, 200) Вольфрам E-6 Fujichrome Daylight 5500 9 0331 Daylight

0 Daylight

Цветное негативное
(Доступные ISO)
Освещение
Источник
Цвет
Температура
(Кельвин)
Химия Agfa Futura APS
(100, 200, 400)
Дневной свет 5500 C-41
Agfacolor HDC Plus
(100, 200, 400)

0

5500 C-41
Agfacolor Optima II Prestige
(100, 200, 400)
Дневной свет 5500

0

Fujicolor Superia
(100, 200, 400, 800)
Дневной свет 5500 C-41
Fujicolor Superia
Reala (100)
Дневной свет 5500 C-41 C-41

Ne18 )

Дневной свет 5500 C-41
Kodak Porta
(100T)
Вольфрам
Kodak Porta
(160N-VC, 400N-VC)
Дневной свет 5500 C-41
Kodak Pro 900 (100, Supra 400,
)
Дневной свет 5500 C-41
Konica Centuria
(100, 200, 400, 800)
Дневной свет 5500 C-41
Konica Centuria APS
(200, 400)
Дневной свет 5500 5500
Konica Impresa Pro
(50)
Дневной свет 5500 C-41
Konica Pro
(160, 400)
C-41
Konica Pro Centuria
(100)
Daylight 5500 C-41
Освещение
Источник
Цвет
Температура
(Кельвин)
Agfachrome CT Precisa
(100, 200)
Дневной свет 5500 E-6
Дневной свет 5500 E-6
Ektachrome
(64T, 160T, 320T)
Ektachrome Pro
(E100)
Дневной свет 5500 E-6
Ektachrome (хром) Дневной свет 5500 E-6
Ektachrome Elite Chrome
(160 T)
Вольфрам 3200 E-6
Fujichrome Velvia
RVP (50)

0

Fujichrome Tungsten
(64T Type II)
Вольфрам 3200 E-6
3 E-6
Fujichrome Provia
(100, 100F, 400, 1600)
Дневной свет 5500
E-6357 Kodachrome Вольфрам (40) Вольфрам 3400 K-14
Kodachrome
(25, 64, 200)
Дневной свет 5500 K-14
Konica Chrome
(R-100)

0

5500 E-6
Таблица 2

Как правило, рекомендуется держаться подальше от цветных негативных пленок (суффикс « цвет »), поскольку вы теряете контроль над шагом между негативом и печатью. .Если у вас есть собственный принтер, цветные негативы, такие как сбалансированные по дневному свету Kodak Porta, Fujicolor Superia и Agfa Futura, могут дать прекрасные результаты. В этих фильмах используется обработка C-41, такая как это делается в местных 60-минутных цехах обработки. Если ваш локальный процессор готов вручную манипулировать встроенными фильтрами машин, результаты могут быть очень хорошими. Автоматические фильтры аппарата обычно предназначены для точного воспроизведения телесных тонов и, как следствие, могут быть очень неточными при воспроизведении цветов микрографических объектов.Однако одно из преимуществ негативной пленки состоит в том, что она более щадящая недоэкспонирование или переэкспонирование, чем позитивная прозрачная пленка.

Две другие пленки заслуживают особого упоминания: Ilford XP2 — это черно-белая пленка, 400 ISO, которая проявляется в той же цветовой химии (C-41), что и обычно используемые цветные негативные пленки. Таким образом, вы можете использовать эту пленку как черно-белую пленку или, точнее, один из тонов печати сепии, и отнести экспонированную пленку в местную 60-минутную мастерскую по обработке и получить набор позитивных отпечатков и готовых негативов в час или два. Kodak представила версию T-Max 400 под названием T-Max 400 CN, которая может обрабатываться с помощью того же химического состава C-41, который используется в магазинах 60-минутной обработки цвета. Это также будет простым способом получить черно-белые отпечатки и готовые негативы за короткое и удобное время без использования увеличителя.

Упаковки пленки (рис. 5) содержат значительный объем важной информации о пленке и ее применении. Упаковка обычно содержит помимо стандартных логотипов производителя штрих-коды, купоны, подтверждающие покупку, и т. Д., предполагаемая светочувствительность пленки, номер по каталогу, количество кадров, рекомендации по обработке, номер партии и срок годности. Перед открытием и вставкой пленки в камеру микроскопа рекомендуется внимательно изучить каждую упаковку пленки, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям для микрофотографии.

Для многих приложений получение микрофотографии практически сразу является необходимостью или большим преимуществом. Здесь нет равных пленкам Polaroid. Эти пленки для микрофотографии доступны в трех размерах: 35-миллиметровый Polachrome (цветная прозрачность) и Polapan (черный / белый) в упаковках пленок 3¼ «× 4¼» и отдельных пакетах пленок 4 «× 5».Большие форматы доступны в цвете (идентификационные номера 668/669 или 58/59) или черно-белом (идентификационные номера 667, 52, 665, 55 и т. Д.). Несмотря на то, что пленки Polaroid очень удобны, они значительно дороже, чем соответствующие пленки, производимые Kodak, Fuji, Konica и Agfa, и эти дополнительные расходы необходимо учитывать, особенно если обычно используются большие количества пленки.

Пленки, коробки которых имеют маркировку «Professional», — это пленки, которые были доведены до правильной стадии «созревания» и затем хранились в холодильнике (дилерами и микрографами) до использования.Перед использованием в камере таких пленок следует дать им нагреться до комнатной температуры в течение часа или около того. Обычные «готовые» пленки продаются с предположением, что они какое-то время будут на прилавках дилеров и, таким образом, через некоторое время «созреют». Всегда устанавливайте флажок пленки, чтобы убедиться, что вы не используете пленки с истекшим сроком годности. Для наиболее ответственной работы подумайте о покупке пленки большими партиями, произведенными примерно в одно и то же время (постарайтесь получить пленку с постоянным номером партии). Экспонированную пленку нужно обрабатывать незамедлительно.

Если у вас есть ценные прозрачные пленки и негативы, собранные в течение длительного периода времени, многие лучшие магазины фотоаппаратов могут отсканировать их и записать на компакт-диск Kodak Photo CD, который имеет такой же размер, как аудио-компакт-диск. Photo CD может содержать до 100 изображений, которые хранятся с несколькими уровнями разрешения. Цифровые изображения, записанные на Photo CD, можно отобразить на хорошем мониторе с помощью проигрывателя Photo CD. Если у вас есть компьютер и программа, такая как Adobe Photoshop, Corel Photo Paint или Picture Publisher, и привод для компакт-дисков, вы можете открывать изображения на экране компьютера, манипулировать и / или улучшать изображения, а затем распечатывать изображения с помощью цифрового принтер — все без фотолаборатории! На рынке принтеров для сублимации красителей Kodak, Fuji, Olympus, Tektronix и Sony можно производить отпечатки, практически неотличимые от отпечатков, отпечатанных с помощью обычного цветного увеличителя в темной комнате.

35-миллиметровые сканеры негативных и позитивных прозрачных пленок и планшетные сканеры, доступные от таких производителей, как Nikon, Olympus, Polaroid, Kodak, Agfa, Microtek, Hewlett-Packard и т. Д., Могут напрямую сканировать прозрачные пленки или негативы или распечатывать их на ваш компьютер для хранения или манипуляции. Изображения можно хранить на жестком диске компьютера или на гибких дисках в файлах JPEG или TIFF. Поскольку дискеты имеют ограниченное пространство для хранения 1,44 мегабайта, многие микрографы теперь хранят изображения на дисках Zip или магнитооптических дисках; они могут содержать множество изображений размером от 10 мегабайт и более.Другой популярный носитель информации, быстро завоевывающий широкую популярность, — это записываемый компакт-диск. Магнитооптические диски или компакт-диски можно отдать коммерческим принтерам и затем распечатать с потрясающей точностью цветопередачи и разрешением.

Микрофотография — это тоже фотография. Таким образом, он должен не только раскрывать информацию об образце, но и делать это с учетом эстетики всего изображения. Всегда старайтесь составлять микрофотографии с чувством баланса цветовых элементов в кадре изображения.Используйте диагонали для большего визуального воздействия и сканируйте кадр на предмет нежелательного мусора или других артефактов. Выберите увеличение, которое позволит легко увидеть нужные детали. Не забывайте вести подробный учет, чтобы избежать повторения ошибок и помочь при просмотре изображений, которым несколько лет. Превосходные микрофотографии доступны большинству микроскопистов, поэтому обратите внимание на детали, и все изображение сложится само.

Соавторы

Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.

Майкл У. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильных магнитных полей, 1800 Ист. Пол Дирак Доктор, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.

LON -CAPA Botany online: Микроскопия — Микрофотография

LON-CAPA Botany online: Микроскопия — Микрофотография — Обработка изображений



Микрофотография, обработка изображений с видеокамерами, AVEC-DIC и AVEC-POL



Вычитание фона

Развитие микроскопии создало потребность в документации изображений. Классический подход, который практикует каждый студент-биолог рисует. Подспорьем стало построение чертежа устройство, изобретенное Э. Аббе, которое помещается на окуляр и проецирует изображение через призму и зеркало на рисунок колодка. Альтернатива возникла с микрофотография , имеющая недостаток в очень малой глубине резкости и, как следствие, захватах только отдельные плоскости объекта. Это причина, по которой это пока сегодня рассматривается некоторыми биологами довольно критически.Но у него есть тем не менее был признан самостоятельным методом. Многочисленные изображения на наших веб-страницах показывают, что точное изображение того, что можно увидеть дано фото. При необходимости несколько могут быть получены изображения различных плоскостей объекта. В важным преимуществом по сравнению с чертежами является скорость документация и исключение субъективных восприятий (свобода художника), в результате чего может быть нанесен большой ущерб. Один и тот же объект можно изучать параллельно с различными микроскопическими методы, соответствующие изображения можно сравнить, чтобы определить их ориентация. Сегодняшний кинематограф приносит удивительные результаты даже при очень плохом освещении флуоресценции микроскопия.

О возможности кинематографии уже говорилось в ближайшее время. Многие документальные фильмы о движении клеток, о клетках и их муфта и т.п. есть. Большинство документальных фильмов сняты в Германии были выполнены в сотрудничестве с Institut für den Wissenschaftlichen Film в Геттингене (Институт научных Фильм в Геттингене). Это возможно для других институтов и другие научные учреждения могут их заимствовать.

Видеокамеры с усилением изображения и компьютерным управлением хранение и интерпретация изображений также относятся к современным микроскопия. Впервые они были использованы в начале пятидесятые, но важные события начались в последние годы семидесятых годов. Два особенно разработанных процесса Р. Д. АЛЛЕНА, Н. СТРЁМГРЕН-АЛЛЕН и Дж. Ф. ТРЕВИС (Дартмутский колледж, Ганновер, Нью-Гэмпшир, США) следует упомянуть:

AVEC-DIC ( Шестигранник контраст с улучшенным видео-контрастом-дифференциальным интерференционным контрастом )

AVEC-POL ( Шестигранник Контрастно-поляризационная микроскопия с усилением видео )

Оба метода основаны на том, что некоторые видеокамеры ( правильный выбор модели имеет решающее значение) может обрабатывать различия в яркость в совершенно ином масштабе, чем человеческий глаз или фотопленка. В зависимости от исследования или объекта могут быть разные настройки камеры выбираются. Э. АББЕ определил предел разрешения светового микроскопа как расстояние между двумя прилегающие точки, в которых они могут только восприниматься как разные единства. Ограничивающим фактором является длина волны используемого свет. Этот предел разрешения не означает, что меньшие структуры оставаться невидимым. Например, флюорохромирование позволяет молекулярные комплексы, если расстояние между молекулами такой же вид выше предела разрешения микроскопа.

Вместо флюорохромизации контрастное усиление AVEC-DIC может и хотя контраст, производимый микротрубочками не достаточно большой, чтобы его можно было увидеть человеческим глазом, его можно зафиксировать и опознан камерой.

Хранение изображений и -интерпретация позволяет выделить подвижные частицы. Соответствующая компьютерная программа вычитает содержимое одно изображение из записанных секунд или минут после то же место. Исчезают все недвижимые конструкции и только подвижные. изображены.

Камеры с усилением изображения применяются во флуоресценции микроскопия для документирования флуорохромов с далекой флуоресценцией ниже того, что воспринимается человеческим глазом. Снова можно использовать уже упомянутый метод витального окрашивания, потому что гораздо больше конкретные зонды известны сегодня. Поскольку их концентрация меньше чем в сороковых или пятидесятых годах, клетки повреждаются меньше.

В то время как в современной флуоресцентной микроскопии распространены фотоны (h ny ) излучаются и записываются после засветки объект, фотоэлектрон микроскоп позволяет отслеживать вторичные электроны, которые высвобождаются после воздействия УФ радиация.Этот микроскоп имеет электронную оптику (см. Следующий абзац). разрешение выше, чем у флуоресцентных микроскопов. Методика разработана совсем недавно, но первые результаты с биологическими объектами уже существуют. Они предполагают, что метод получит широкое распространение в короткие сроки (О. ГРИФФИТ, Г. Б. БИРРЕЛЛ, 1985).


© Питер фон Зенгбуш — [email protected]

Расширенная цифровая микрофотография — с использованием камеры на микроскопе — Quekett Microscopical Club

Домой | Ресурсы | Расширенная цифровая микрофотография

Аннотация

Доступность высококачественных цифровых «потребительских» фотоаппаратов по относительно низким ценам значительно упростила фотосъемку с помощью микроскопа по сравнению с традиционной пленкой.В сочетании с недавними разработками программного обеспечения, ориентированного на любителей, цифровая обработка изображений теперь предлагает возможности фотографа для микрографии, которые были невозможны всего несколько лет назад. В этой статье содержится руководство по подходящим типам цифровых камер, включая веб-камеры, компактные камеры с фиксированным объективом и цифровые зеркальные фотокамеры, а также по подключению этих камер к микроскопу. Программное обеспечение обсуждается как для базового захвата и обработки изображений, так и для расширенных операций по наложению фокуса изображения, покадровой фотографии и визуализации с расширенным динамическим диапазоном.

Введение

В марте 2000 года Брюс Скотт выступил с речью президента Квекеттского микроскопического клуба о цифровых изображениях и микроскопе. За прошедший с тех пор период произошли значительные изменения в способах получения фотографических изображений с помощью микроскопа и произошла революция в том, как эти изображения можно использовать и улучшать. Хотя основные процессы не изменились, универсальная доступность цифровых камер сделала запись высококачественных изображений доступной для всех микроскопистов, независимо от навыков или опыта, а мгновенный просмотр результатов позволяет быстро исправить ошибки и получить новое изображение. захвачено для всех, кроме самых активных субъектов.Кроме того, цифровая микрофотография теперь может обрабатываться программным обеспечением потребительского уровня для создания или анализа изображений, которые ранее были прерогативой профессиональных профессионалов или были просто невозможны.

Несмотря на эти изменения в способах записи и обработки микрофотографий с помощью цифровых средств, публикаций по этой теме на удивление мало; то, что было опубликовано, в основном находится в Интернете и в лучшем случае распространяется. Поэтому целью данной статьи является обзор текущих возможностей и предоставление практических рекомендаций по записи цифровых изображений с помощью микроскопа.

Цифровой датчик изображения

Хотя понимание того, как работают цифровые камеры, не обязательно, базовые знания могут быть полезны для принятия обоснованных решений относительно выбора камеры, а также для понимания того, почему в микрофотографии необходима некоторая обработка изображений после захвата. Чтобы получить более полное представление о процессе создания цифровых изображений, читатель может обратиться к книге Майкла Фримена (см. «Дополнительная литература») как к одному из самых ясных введений в эту тему.

В основе цифровых изображений лежит датчик изображения. Он состоит из набора светочувствительных рецепторов, встроенных в микрочип, содержащий проводку и схему, необходимые для записи уровней света, захваченных каждым рецептором. Рецепторы, называемые пикселями (сокращение от элементов изображения), обычно состоят из фотодиодов, встроенных в лунку. Фотодиоды преобразуют фотоны света, падающие на датчик, в электроны в пропорциональной зависимости (чем больше фотонов падает, тем больше электронов генерируется).Генерируемый заряд измеряется схемой микрочипа, преобразуется в цифровой сигнал и обрабатывается программным обеспечением камеры. Фотодиоды реагируют только на интенсивность света, а не на его цвет. Информация о цвете вводится в цифровой сигнал одним из двух способов. В обычных цифровых камерах прозрачная фильтрующая маска (названная маской Байера в честь ее изобретателя) расположена непосредственно перед датчиком; эта маска имеет матрицу из красных, зеленых и синих фильтров, причем один цвет расположен над каждым отдельным пикселем (рис. 1).

Рис. 1. Маска фильтра Байера, показывающая красный, зеленый и синий фильтры, соответствующие отдельным участкам пикселей сенсора камеры (фотография любезно предоставлена ​​г-ном Доном Томсоном)

Таким образом, каждый пиксель регистрирует интенсивность света, и его местоположение под маской Байера используется программным обеспечением камеры для определения цвета света в этом месте изображения. Маска Байера обычно не является равномерным распределением красных, зеленых и синих фильтров; зеленые места преобладают, чтобы создать изображение, которое более близко соответствует человеческому зрению и «типичным» объектам, таким как пейзажи.В специализированных фотомикографических камерах колесо цветных фильтров часто устанавливается перед датчиком. Записываются три отдельных изображения с последовательным чередованием красного, зеленого и синего фильтров; затем три изображения объединяются для получения окончательного цветного изображения. Это обеспечивает лучшую точность цветопередачи, но не может использоваться для подвижных или динамичных объектов.

Существует несколько типов датчиков. Первым общедоступным и наиболее известным является устройство с зарядовой связью (CCD).ПЗС-матрица по-прежнему является наиболее распространенным типом сенсора в профессиональных фотомикрографических камерах, но в потребительских камерах она в значительной степени заменена дополнительным металлооксидным сенсором (CMOS). КМОП-сенсор — это более широкий спектр потребительских устройств; массовое производство означает, что датчик CMOS значительно дешевле, чем эквивалентный датчик CCD. Хотя CMOS-датчик требует дополнительной обработки со стороны программного обеспечения камеры для уменьшения шума в изображении, качество изображения CMOS-датчиков текущего поколения невозможно отличить от изображений, созданных датчиками CCD.

Разрешение и качество изображения

Производители камер могут варьировать как количество пикселей на сенсоре, так и их индивидуальный (физический) размер; большее количество пикселей может быть размещено в сенсорном чипе заданного размера за счет уменьшения размеров каждого пикселя. Разрешение — способность видеть две соседние точки на изображении как отдельные — определяется как количеством пикселей, так и их размером. Для того чтобы две соседние точки в образце были записаны как отдельные элементы изображения, микроскоп должен, прежде всего, иметь возможность различать точки.Объектив должен иметь достаточно большую числовую апертуру для разрешения структуры, а микроскоп должен быть правильно настроен; цифровая камера с самым высоким разрешением не может записывать информацию, отсутствующую в оптическом изображении. Во-вторых, две соседние точки в изображении должны попадать на отдельные пиксели, и эти пиксели должны быть отделены друг от друга, чтобы показать «зазор» между двумя структурами.

Пиксели большего размера имеют то преимущество, что они могут улавливать больше света, прежде чем станут насыщенными, и имеют более высокое отношение сигнал / шум; Таким образом, они больше подходят для записи изображений с низкой интенсивностью света, когда необходимы длительные выдержки, например, для флуоресцентной микроскопии. Меньшие пиксели улавливают меньше света, прежде чем становятся насыщенными, и имеют более высокое отношение сигнал / шум, но обеспечивают большее разрешение изображения. Пиксели меньшего размера требуют дополнительной обработки программного обеспечения для уменьшения электронного (фонового) шума в сигнале датчика. Таким образом, микроскописту предлагается компромиссное решение; большие пиксели для светочувствительности или меньшие пиксели для разрешения. Правильный ответ зависит от типа записываемых изображений; пиксели большего размера для флуоресцентных или конфокальных изображений или пиксели меньшего размера для изображений светлого поля, фазового и интерференционного контраста.Для фотографа-любителя микрофотографии многое из этого носит академический характер; Выбор камеры будет основываться на стоимости и разрешении сенсора в пересчете на число пикселей.

Качество изображения зависит от устройства вывода — экрана компьютера, проектора или печати. Связь между разрешением изображения и устройством вывода, возможно, является наиболее неправильно понимаемым аспектом цифровой фотографии, поскольку термины «PPI» и «DPI» используются как синонимы. PPI расшифровывается как «Pixels Per Inch» и определяет размер изображения на устройстве вывода.Количество пикселей, используемых для записи файла цифрового изображения, фиксируется датчиком камеры; это не может быть изменено. Однако их можно отображать или печатать с переменным числом пикселей (каждый из которых представлен в виде одной цветной точки на изображении) на дюйм. Более низкие значения PPI приведут к большему размеру выходного изображения, но «точечный» характер изображения станет более очевидным при понижении значения PPI, и окончательное изображение будет иметь «зернистый» вид. Для профессиональной печати (например, книги или журнала) требуется качество 300 ppi; печать фотографий на домашнем принтере обычно будет с разрешением от 180 до 200 ppi и будет иметь приемлемое качество; ниже этого значения начнет проявляться зернистость.Компьютерные мониторы (ПК) обычно работают с разрешением до 96 пикселей на дюйм. В таблице 1 приведены максимальные размеры выходного изображения для различных вариантов использования изображения.

Таблица 1: Максимальный размер изображения для различных выходных изображений

DPI (точек на дюйм) относится к плотности точек и является мерой разрешения устройства вывода (экрана компьютера или принтера); либо количество точек чернил, которое может быть нанесено на бумагу, либо может отображаться на экране. Значение DPI влияет на качество отображаемого изображения, но не на его размер; более низкое значение DPI приведет к более зернистому изображению.DPI обычно контролируется программным обеспечением принтера и обычно настраивается в разделе «Качество печати». Параметры «Черновик», «Нормальное», «Высокое» и «Наилучшее» влияют на разрешение и контролируют качество изображения, а не размер. Размер обычно устанавливается программным обеспечением для редактирования фотографий и может быть установлен непосредственно как PPI или, чаще всего в текущем программном обеспечении, напрямую как размер изображения в дюймах или сантиметрах.

Выбор цифровой камеры

Часто цифровая микрофотография делается с помощью уже существующей камеры, и почти любую цифровую камеру можно использовать для записи изображений с микроскопа; Было опубликовано несколько оригинальных приспособлений для соединения менее подходящих камер с микроскопами. Однако при выборе новой камеры следует учитывать несколько важных моментов.

Наиболее важные решения относятся к тому, как использовать камеру и как использовать изображения. Если камера будет использоваться для общей фотографии, а также для микрофотографии, для обеспечения функции объектива необходима обычная компактная камера потребительского уровня или цифровая зеркальная фотокамера (DSLR). В качестве альтернативы, если камера может быть полностью предназначена для микроскопа, может потребоваться специализированная система камеры микроскопа.Однако наиболее важным, вероятно, является баланс между разрешением датчика (количество пикселей) и стоимостью. Цифровые камеры быстро эволюционировали за время своего недолгого существования; за столько же лет было достигнуто десятикратное увеличение разрешения сенсора камер потребительского уровня, при этом цены упали в реальном выражении. В первые дни перехода от обычной пленки к цифровой записи в ряде статей задавался вопрос: «Сколько пикселей требуется для равного качества пленки (35 мм)?» Актуальность этого вопроса сейчас гораздо менее значима, поскольку мы используем наши фотографические снимки. изображения тоже кардинально изменились.Вероятно, большинство цифровых фотографий никогда не будут напечатаны, но могут отображаться на экране компьютера или телевизора, или в цифровой «фоторамке». Прозрачные пленки и слайд-проекторы исчезли, их заменили портативные компьютеры и ЖК-проекторы. Печать фотографий теперь может быть намного проще выполнять дома (или профессионально), а «темная комната» была заменена «цифровой темной комнатой». Качество отображаемого изображения зависит от устройства отображения (или струйного принтера) в такой же степени, как и от датчика камеры.Поэтому самый важный вопрос при покупке цифровой камеры (для обычной или для микрофотографии) — это «как я буду использовать или отображать цифровое изображение»?

Следующий вопрос касается датчика габаритного типоразмера . Физические размеры сенсора будут влиять на то, какая часть поля зрения микроскопа может быть спроецирована на сенсор и, следовательно, записана. Датчики большего размера будут регистрировать большую часть поля зрения, при условии отсутствия изменений в проекционной оптике. Однако ситуация осложняется компактными камерами со встроенным зум-объективом, и теперь несколько изображений с меньшими полями обзора могут быть «сшиты» вместе с помощью программного обеспечения, чтобы сделать общее изображение большего размера.

Рисунок 2: Различия в размерах сенсора камеры (в одном масштабе) от веб-камеры 1,3 МП до полнокадрового сенсора 21 МП DSLR

Рисунок 3: Поле зрения, записанное для датчиков разных размеров (при условии эквивалентной релейной оптики)

И датчик с разрешением , и датчик размером имеют большое влияние на стоимость камеры; Третий (и часто главный вопрос) при выборе камеры: «Сколько я хочу потратить?»

Самая дешевая отправная точка для цифровой микрофотографии — это специальная веб-камера (рис. 4).

Рисунок 4: Микрографическая веб-камера, установленная на окулярном тубусе

Они поставляются с оптикой для замены окуляра микроскопа и просто устанавливаются на место в тубусе микроскопа. Подключение к компьютеру через USB-соединение обеспечивает питание камеры, а программное обеспечение, поставляемое с камерой, обеспечивает управление. На компьютер можно записывать как неподвижные, так и видеоизображения. Большим преимуществом веб-камер является их невысокая стоимость и простота использования. Напротив, разрешение сенсора очень низкое, и камеру можно использовать только в сочетании с компьютером.Обычная веб-камера с разрешением 1,3 МП позволяет получать отпечатки приемлемого качества размером до 6 дюймов на 4 дюйма.

Когда для микрофотографии использовались обычные пленочные фотоаппараты, фотоаппарат всегда использовался без прикрепленного объектива; было неслыханно использовать камеру с фиксированным объективом (например, дальномер) с микроскопом. Однако компактные цифровые камеры (с фиксированным зум-объективом) очень успешно используются для микрофотографии. В течение нескольких лет Nikon Coolpix 950 (а затем модели 990/995/4500) были самой популярной компактной камерой из-за простоты соединения с микроскопом с помощью окуляра с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе винта фильтра на передней панели. объектива камеры (рис. 5) и благодаря наклонному экрану обзора, который упрощает фокусировку.

Рис. 5. Камера Nikon Coolpix с окуляром Leitz Periplan, прикрепленным к резьбе фильтра объектива

Однако эти модели сняты с производства в течение нескольких лет и сейчас доступны только подержанным. Старые модели теперь подвержены выходу из строя клемм без предупреждения.

Сейчас доступен широкий спектр компактных цифровых фотоаппаратов, некоторые из которых больше подходят для микрофотографии, чем другие. При поиске модели, подходящей для использования с микроскопом, важны следующие характеристики:

  • Внутренняя резьба на передней части объектива, позволяющая устанавливать фильтры или адаптеры объектива.Эту резьбу можно использовать через переходник для подключения камеры к микроскопу.
  • Масштабирование объектива достигается за счет внутреннего движения, и передняя линза не выступает перед тубусом объектива за резьбу винта фильтра.
  • Наличие пульта дистанционного управления для спуска затвора без физического контакта с кнопкой спуска затвора (что могло бы вызвать вибрацию)
    или
  • Дистанционное управление функциями камеры напрямую с компьютера через USB-соединение.

Для микрофотографии компактные цифровые фотоаппараты имеют много преимуществ; низкая стоимость, высокое разрешение сенсора (особенно в камерах «высшего класса», которые соответствуют разрешению цифровых SLR) и относительная простота использования. Главный недостаток заключается в том, что фиксированный объектив камеры менее гибкий, чем зеркальная камера со съемным объективом, и может вносить оптические артефакты (такие как «горячие точки» или двоение) в записанное изображение. Их часто можно устранить во многих случаях методом проб и ошибок, если доступен целый ряд проекционной оптики; похоже, нет другого способа определить совместимость конкретной камеры и проекционного объектива, кроме как попробовать.Несомненно, лучший подход — это следовать рекомендациям по модели компактной цифровой камеры от существующего пользователя микроскопа, либо через личный контакт, либо через Интернет-форум.

Пожалуй, лучшая универсальная камера для микрофотографии — это зеркалка. Съемный объектив обеспечивает легкое соединение с помощью переходника с Т-образным креплением, и можно использовать системы микрофотографии, разработанные для использования с 35-мм пленочными камерами (теперь доступны по цене , очень дешевый подержанный ), обеспечивая такие преимущества, как фокусирующие телескопы ( еще более точный, чем использование экрана камеры или компьютера) и безвибрационные механизмы затвора.Большинство имеющихся в настоящее время зеркалок имеют CMOS-сенсоры с разрешением не менее 12 МП; Размер сенсора обычно меньше 35 мм пленки и часто основан на формате пленки APS-C примерно 22 × 15 мм (точные размеры варьируются в зависимости от производителя). Так называемые полнокадровые зеркальные фотокамеры с сенсором становятся все более доступными (особенно от Canon) и имеют сенсор того же размера, что и 35-мм пленка. Это обеспечивает более широкое поле зрения и может быть выгодным при использовании оптических релейных систем, изначально предназначенных для 35-мм пленки. Однако более широкое поле зрения может быть подвержено виньетированию по краям, если используется неоптимальная релейная оптика. Основным недостатком зеркалок является вибрация, которая может возникнуть при движении зеркала камеры при спуске затвора. Для малых увеличений или длинных (> 3 секунд) экспозиций это не имеет практического значения, но для более коротких экспозиций или больших увеличений вибрация может вызвать размытие записанного изображения.

Цифровая зеркальная фотокамера Canon с адаптером, заменяющая 35-мм зеркальную фотокамеру Olympus OM

При выборе зеркалки для использования с микроскопом желательны следующие характеристики:

  • Просмотр в реальном времени.Эта функция доступна на все большем количестве зеркальных фотокамер, доступных на рынке, и позволяет отображать изображение в реальном времени на экране камеры или, при подключении к компьютеру с соответствующим программным обеспечением, на экране компьютера. Live View делает фокусировку более надежной, чем просмотр через окуляр камеры; большинство зеркальных фотокамер не имеют сменных экранов фокусировки, предназначенных для точного фокусирования при большом увеличении. «Частота обновления» Live View намного ниже, чем для видео, и поэтому он менее полезен для отслеживания и фокусировки быстро движущихся объектов под микроскопом; в этих случаях предпочтительнее соединение камеры с системой релейных линз с фокусирующим телескопом.
  • Удаленное управление камерой с компьютера через USB-соединение. Некоторые производители прилагают это программное обеспечение бесплатно к камере, а другие нет, и это программное обеспечение может быть дорогостоящим дополнением. Существуют также отличные программы дистанционного управления «сторонних производителей» (см. «Ресурсы» ниже), но перед покупкой камеры рекомендуется проверить совместимость.

Программа дистанционного управления Canon EOS Utility

  • Некоторые камеры (например, Canon) имеют опцию «бесшумного» просмотра в реальном времени (обычно скрытую в меню «Особые настройки»).В обычном режиме Live View зеркало камеры переворачивается в «верхнее» положение, и механический затвор открывается, позволяя цифровому датчику «видеть» и отображать изображение. При нажатии кнопки спуска затвора механический затвор закрывается, а затем снова открывается, чтобы обеспечить правильную экспозицию; в некоторых системах зеркало также переворачивается вниз, чтобы датчики экспозиции, расположенные в пентапризме рефлекторного корпуса, могли определять правильную экспозицию. Эти действия вызывают некоторую вибрацию, которая может вызвать небольшое размытие изображений с большим увеличением.В бесшумном режиме Live View, разработанном для предотвращения того, чтобы шум затвора камеры пугал диких животных, используется электронный затвор, для которого не требуется сначала закрывать механический затвор (или опускать зеркало) для выполнения экспозиции. Микроскописту желателен бесшумный режим Live View для микрофотографии с большим увеличением. Дополнительную информацию и результаты испытаний Silent Live View можно найти на веб-сайте Чарльза Кребса.
  • Возможность записи видео. Несколько зеркалок, выпущенных в прошлом году, теперь могут записывать видео высокого качества в цифровом виде. Это может быть очень полезно для микроскопистов, работающих с живыми образцами или динамическими процессами, такими как кристаллизация.

Потенциально интересным и очень недавним достижением является доступность цифровых фотоаппаратов со сменными (сменными) объективами, в которых зеркала DSLR не используются. Хотя автор не имеет практического опыта использования этих систем, отсутствие зеркала, по-видимому, значительно снижает вибрацию затвора. И Olympus, и Panasonic выпустили несколько моделей; хотя пока нет принятой терминологии для этой конструкции камеры, камеры обоих производителей продаются как система «Micro Four Thirds», что соответствует размеру сенсора 18.0 × 13,5 мм; поэтому поле зрения будет меньше, чем у цифровой зеркальной камеры APS-C аналогичной стоимости.

Специальные цифровые камеры производятся крупными производителями микроскопов, а также специализированными компаниями, занимающимися обработкой изображений. Эти системы, как правило, имеют более низкое разрешение и более высокую цену, чем камеры потребительского уровня, но обладают очень высокой чувствительностью, чтобы справляться с низкими уровнями флуоресценции и конфокальной микроскопии. Такие системы (в силу их цены) обычно не используются вне специализированных лабораторий, но постепенно становятся доступными на вторичном рынке.Потенциальные покупатели должны очень осторожно относиться к рискам, связанным с этими электронными системами, продаваемыми без поддержки или гарантии производителя. Более дешевые специализированные камеры для микроскопов доступны на веб-сайтах интернет-аукционов, но сообщения о качестве изображения от некоторых систем неутешительны. Таблица 2 суммирует относительные достоинства каждого класса цифровых фотоаппаратов.

Таблица 2 — Сравнение камер для микрофотографии

Подключение камеры к микроскопу

Самым простым решением для объединения камеры и микроскопа является специальная веб-камера микроскопа.Они непосредственно заменяют окуляр микроскопа и попадают в трубку микроскопа; адаптеры обычно предоставляются для трубок стереомикроскопов большего диаметра.

Цифровые зеркальные камеры

имеют съемный объектив и обычно требуют переходника с байонетом T2, который подключается к байонету объектива камеры и обеспечивает универсальную внутреннюю резьбу M42. Затем его можно подключить к обычному адаптеру камеры микроскопа с релейной или проекционной оптикой (рис. 6).

Рисунок 6: Система крепления камеры с релейной оптикой

Многие адаптеры микроскопов состоят из простой трубки без релейной оптики; нецелесообразно использовать окуляр, предназначенный для использования с этими адаптерами visual , поскольку они предназначены для проецирования изображения на бесконечности (и фокусируемого линзой глаза).Чтобы проецировать реальное изображение на датчик камеры, потребуется перефокусировка, которая привнесет сферическую аберрацию и ухудшит изображение. Правильным решением с этими простыми переходниками для трубок является использование специально разработанного проекционного окуляра .

Во многих отношениях идеальным решением для подключения зеркальной фотокамеры к микроскопу является использование бывшей в употреблении микрофотографической системы; их часто можно купить на интернет-аукционах по очень низкой цене. Они были предоставлены основными производителями микроскопов и часто специально подходят для микроскопов одного и того же производителя.Как правило, они состоят из корпуса затвора с призмой для направления света на сетчатый окуляр для фокусировки или вертикально на корпус 35-мм пленочной камеры (Рисунок 7). Некоторые производители, включая Leica / Wild (как показано ниже) и Olympus, продавали адаптеры для использования корпусов 35-мм зеркальных фотоаппаратов; к сожалению, эти переходники сейчас очень трудно найти.

Рисунок 7: Цифровая зеркальная фотокамера, установленная вместо 35-миллиметрового корпуса фотомикографической камеры

Замена корпуса пленки на цифровую зеркальную фотокамеру обеспечивает гораздо более высокую точность фокусировки (с использованием окуляра, а не экрана камеры или компьютера) и может эффективно устранить проблему вибрации с цифровыми зеркальными фотокамерами.Это достигается первым запуском затвора зеркальной фотокамеры со скоростью затвора в несколько секунд, ожиданием двух или трех секунд, чтобы вибрация зеркала утихла, а затем запуском затвора фотомикрографической системы, рассчитанного для правильной экспозиции.

Объектив компактных цифровых фотоаппаратов, однако, не может быть удален, и требуется определенная изобретательность, чтобы подключить их к микроскопу. С камерой с фиксированным объективом целесообразно использовать окуляр visual на микроскопе; объектив камеры выполняет ту же функцию, что и линза глаза, фокусируя изображение на светочувствительном рецепторе (сетчатке глаза или датчике камеры).Точка зрения окуляра должна располагаться не менее чем на 15 мм над верхней поверхностью окуляра, чтобы избежать виньетирования изображения. Часто эти окуляры с «высоким углом зрения» предназначены для использования носителями очков и отмечены значком пары очков. Наиболее распространенным решением является использование окуляра микроскопа с винтовой резьбой, что позволяет напрямую соединять окуляр и камеру (в большинстве случаев) с помощью переходника с винтовой резьбой. Окуляр Leitz Periplan × 10/20 GF (с номером модели 519 815) хорошо подходит для этой цели, поскольку имеет пластиковую наглазник, которая привинчивается к верхней части окуляра. При его удалении обнаруживается наружная резьба 28 мм, которая может подключаться непосредственно к гнезду крепления фильтра объектива на камере с такой же резьбой или к соединительному «шагающему» переходнику. Другие модели окуляра Periplan также подходят, но могут иметь другую резьбу, а верхняя поверхность линзы выступает над резьбой винта, поэтому между окуляром и объективом камеры требуется короткое расстояние между окуляром и объективом камеры для предотвращения соприкосновения двух оптических поверхностей. Окуляры Periplan больше не доступны, но их можно купить на интернет-аукционах (хотя цены резко растут).Переходные кольца также можно приобрести на интернет-аукционах или у специализированных компаний, таких как SRB-Griturn. Другие подходящие системы окуляров также доступны из вторых рук, и зачастую создание работоспособной системы может быть делом методом проб и ошибок. С любой системой следует проявлять осторожность, чтобы тщательно оценивать изображения на предмет бликов, ореолов или горячих точек на окончательном изображении.

Программа для цифровой микрофотографии

Цифровому фотографу не обязательно иметь какое-либо программное обеспечение (или даже компьютер) для записи цифровых изображений; файлы могут быть распечатаны прямо с носителя камеры на многих домашних принтерах или на процессорах.Однако для реализации всех преимуществ и потенциала цифрового изображения необходим набор программных инструментов.

Базовое ПО

Самым основным программным требованием является файл драйвера для камеры. Это позволяет камере и компьютеру обмениваться данными при соединении с помощью кабеля (или беспроводной передачи) и позволяет выполнять основные функции, такие как загрузка изображения. Это программное обеспечение поставляется с камерой из нового и часто доступно для бесплатной загрузки с веб-сайта производителя.Хотя можно загружать изображения без соответствующего драйвера камеры, без него невозможно будет управлять другими функциями камеры с компьютера. Те, кто покупает подержанные цифровые фотоаппараты, должны убедиться, что драйверы включены или, по крайней мере, загружены из Интернета.

Самая полезная программа — это программа для редактирования изображений. Целью данной статьи не является обзор множества доступных пакетов, различающихся по стоимости от бесплатного условно-бесплатного ПО до продвинутых и сложных систем, стоимость которых составляет несколько сотен фунтов; Для обзора рынка следует обращаться к общим книгам и журналам по фотографии.Однако автор использует Adobe Photoshop Elements и, как и многие другие пользователи, считает этот пакет относительно простым в использовании, надежным и более чем адекватным по функциональности. Программа редактирования изображений предоставляет широкий набор функций; Важными для фотографа являются кадрирование изображения, управление экспозицией, управление цветом, клонирование для удаления следов пыли и повышение резкости. Многие программы редактирования также включают органайзеры фотоальбомов — электронное управление цифровыми изображениями в структурах папок, подобных альбомам.Автор считает, что если не нужно хранить много тысяч фотографий, в них нет необходимости, поскольку требуемый уровень управления и резервного копирования может быть достигнут с помощью простой структуры папок, строго поддерживаемой. Еще одним преимуществом программного обеспечения для обработки изображений является функция «Panorama-Merge». Разработанный для объединения нескольких смежных изображений (обычно) пейзажа в единую панораму, он может быть использован с большим преимуществом при микрофотографии, когда поля зрения недостаточно для записи всего образца или где желательно использовать более высокое разрешение. объектив с числовой апертурой для достижения высокого разрешения.Систематическая визуализация образца в соответствии с сеткой (с использованием элементов управления X и Y механического предметного столика), обеспечивая перекрытие каждого изображения, позволяет записывать большие образцы с высоким разрешением.

Многие цифровые камеры могут управляться напрямую с компьютера через USB-соединение, и это дает много преимуществ для фотографа; предварительный просмотр изображения на экране компьютера, управление основными функциями камеры, такими как настройка ISO, настройка цветовой температуры, режим замера, управление экспозицией, дистанционное срабатывание затвора камеры и почти мгновенная загрузка изображения для немедленного просмотра. Некоторые производители (например, Canon) включают это программное обеспечение «в комплекте» с камерой; другие предоставляют это как аксессуар, часто за высокую дополнительную плату. Стороннее программное обеспечение «удаленного захвата» также доступно для покупки через Интернет, наиболее известной из которых является программное обеспечение DSLR Remote Pro от Breeze Systems. По опыту автора, стороннее программное обеспечение может обеспечить гораздо лучшие функции и интерфейс, чем собственное программное обеспечение производителя камеры.

Расширенное программное обеспечение

Возможности, которые современное программное обеспечение предоставляет любителю цифровой микрофотографии, невозможно было представить еще 10 лет назад.В настоящее время доступно расширенное программное обеспечение либо по низкой цене, либо иногда для бесплатной загрузки, которое может управлять файлами цифровых изображений для достижения потрясающих результатов. Сюда входит программное обеспечение для наложения изображений, которое объединяет несколько экспозиций, сделанных с разной глубиной фокусировки, в одно комбинированное изображение в фокусе. Другое программное обеспечение объединит отдельные файлы изображений, снятые через определенные промежутки времени, в видеопоследовательность; Покадровая съемка, которая раньше была прерогативой профессионального телевидения, теперь может быть воспроизведена любителем с помощью программного обеспечения, стоящего всего несколько фунтов.Кроме того, компромисс между экспонированием для «теней» и «светлых участков» теперь может быть решен с помощью другого программного обеспечения, которое объединяет несколько экспозиций в одну «смесь».

Для фотографов, особенно для фотомакрографии с большим увеличением, программное обеспечение для наложения изображений должно стать одним из самых значительных достижений последних лет, позволяющим легко создавать потрясающие изображения с большой глубиной резкости. Профессиональные и дорогие системы, обрабатывающие несколько изображений, доступны уже несколько лет; Функциональность этих систем теперь доступна любителям в виде бесплатного или недорогого программного обеспечения. Доступные в настоящее время системы включают Combine-Z, Helicon Focus и Zerene Stacker. Автор использует Helicon Focus, который обеспечивает очень простой в использовании интерфейс с эффективными результатами. Другой Zerene Stacker обеспечивает большую гибкость использования изображений.

Рисунок 8: Рабочий процесс использования программного обеспечения для наложения изображений

Интервальная съемка также может быть достигнута с помощью обычных цифровых камер и очень простого программного обеспечения. Большинство программ удаленного захвата (например, Breeze Systems) включают функцию замедленной съемки, которая позволяет запрограммировать затвор камеры для записи серии изображений с пользовательскими настройками для временного интервала между каждым и либо «началом и концом последовательности», либо максимальное количество кадров для записи.Затем можно использовать программное обеспечение Apple QuickTime Pro (работающее как на компьютерах Windows, так и на Mac) для объединения нескольких изображений в видеопоследовательность с различными настройками частоты кадров воспроизведения (подойдет скорость воспроизведения 15–20 кадров в секунду). Полученный файл затем экспортируется как цифровой фильм.

Рисунок 9: Рабочий процесс для создания видеороликов с интервальной съемкой

Одним из недостатков цифровых камер текущего поколения является относительно ограниченный динамический диапазон интенсивности света, который может улавливать датчик.Хотя улучшения являются непрерывными, датчики тока обычно могут фиксировать динамический диапазон (диапазон яркости изображения) от 10 до 14 значений экспозиции (EV), по сравнению с человеческим глазом, чувствительным к динамическому диапазону, эквивалентному 30 EV. Компьютерные дисплеи (на которых будет отображаться большинство цифровых изображений) имеют динамический диапазон только 7 EV. В фотографии с расширенным динамическим диапазоном (HDR) используется программное обеспечение, которое объединяет ряд изображений, снятых с разными уровнями экспозиции, которые вместе записывают полный динамический диапазон объекта, а затем сжимают этот динамический диапазон для отображения.Хотя обработка HDR все чаще используется в цифровой фотографии, на сегодняшний день она не получила широкого применения в микрофотографии. Большинство микроскопических объектов имеют ограниченный динамический диапазон и не получат выгоды от обработки HDR; однако многие изображения темного фона действительно имеют высокий динамический диапазон, и программное обеспечение HDR может улучшить эстетику таких изображений (например, рисунок 10).

Рис. 10: Изображение организованного слайда диатомовых водорослей на темном фоне, сделанное Клаусом Кемпом, обработанное с использованием программного обеспечения

High Dynamic Range (HDR)

Доступен ряд программных опций, включая Photomatix, FDRTools и easyHDR.Программное обеспечение профессионального уровня Photoshop (например, CS4) также включает в себя функции HDR. Как и во многих областях цифровой фотографии, программное обеспечение постоянно развивается, и читатель должен обращаться к текущим специализированным книгам и журналам по фотографии, чтобы узнать о последних разработках.

Выводы

Цифровая обработка изображений сделала запись высококачественных микрофотографий доступной для всех по невысокой цене. Камеры сейчас достигли уровня, когда практически любая цифровая камера будет создавать изображение, подходящее для печати, размером A3 или больше и с высоким разрешением.В настоящее время любителям доступен ряд программного обеспечения, которое позволяет создавать изображения, которые раньше были невозможны, и все это по относительно низкой цене. Хотя эта область продолжает быстро развиваться, «пиксельная война» постоянно растущего разрешения сенсоров, вероятно, достигла своего пика. Тем не менее, будет продолжаться разработка нового программного обеспечения, которое еще больше расширит возможности получения цифровых изображений с помощью микроскопа.

↑ Начало страницы

Дополнительная литература

Цифровая фотомикроскопия Д.Дж. Джексон. Том III «Лучшая микроскопия: серия практических руководств для пользователей», 2008 г. Можно получить на сайте www.lulu.com.

Практическая цифровая микрофотография Б. Мацумото, 2010 г. Опубликовано Rocky Nook Inc. ISBN 978-1-933952-07-09. Доступно на сайте www.amazon.co.uk.

Color Balance in Digital Imaging by Thomas J. Fellers & Michael W. Davidson (на веб-сайте Nikon MicroscopyU)

Для получения дополнительной информации о бесшумном просмотре в реальном времени DSLR см. Www.krebsmicro.com

ресурсов

Адаптеры камеры

SRB-Griturn Ltd, Unit 21D, Icknield Way Farm, Tring Road, Dunstable, Beds, LU6 2JX, United Kingdom (телефон 01582 661878).

Программа удаленного захвата

Программное обеспечение для наложения изображений

Программное обеспечение расширенного динамического диапазона (HDR)

↑ Начало страницы

Ошибок и сбоев в микрофотографии


Устранение ошибок и неисправностей

в микрофотографии

Микрофотография, как и любой вид фотографии, подвержена множеству неисправностей и ошибок независимо от сложности оборудования микроскопа или уровня опыта и навыков фотографа.Чтобы определить источник, необходимо тщательно изучить ошибки, которые обычно связаны с отказом оборудования, плохой подготовкой образца, неправильной техникой или ошибками обработки. Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы перейти к нашим конкретным обсуждениям природы ошибок микрофотографии и предлагаемым средствам их устранения.

Двадцать пять наиболее распространенных ошибок микрофотографии — В поисках быстрого ответа на вашу проблему микрофотографии? Мы обсуждаем наиболее распространенные ошибки, встречающиеся в повседневной микрофотографии, и даем предложения по легким решениям.

Конфигурация микроскопа и другие распространенные ошибки — Ошибки в конфигурации микроскопа включают неправильные настройки диафрагмы поля и диафрагмы конденсора, неправильную настройку освещенности и оптическую аберрацию. Артефакты фокусировки и вибрации также являются частым источником ошибок при микрофотографии. Эти ошибки конфигурации и связанные с ними проблемы рассматриваются в этом разделе.

Ошибки экспозиции и цветового баланса — Ошибки экспозиции и цветового баланса, пожалуй, самые распространенные проблемы, возникающие при цветной микрофотографии, с которыми сталкивались все микроскописты, как любители, так и профессионалы.В этом обсуждении рассматриваются общие проблемы с настройками баланса цветовой температуры, нарушение взаимности, неправильная экспозиция и способы исправления незначительных цветовых ошибок с помощью компенсирующих фильтров.

Флуоресцентная микрофотография — Микрофотография в условиях флуоресцентного освещения представляет собой уникальный набор обстоятельств, создающих особые проблемы для микроскописта. Время экспозиции часто чрезвычайно велико, флуоресценция образца может исчезнуть во время экспонирования, а полностью черный фон часто непреднамеренно сигнализирует о передержке экспозиции.

  • Ошибки конфигурации и микрофотографии микроскопа — Мы рассматриваем наиболее распространенные ошибки конфигурации микроскопа и проблемы, возникающие при флуоресцентной микроскопии, а также рассматриваем несколько распространенных ошибок в микрофотографии. Используйте этот раздел как краткое руководство по решению элементарных задач флуоресцентной микроскопии и микрофотографии.

  • Ошибки прозрачности цвета при флуоресцентной микрофотографии — Определение правильной экспозиции при микрофотографии намного проще, когда оцениваются прозрачные пленки.Эти пленки имеют очень узкую широту экспозиции, обычно от половины до одной диафрагмы, и неправильная экспозиция очень очевидна. С прозрачной пленкой хорошая экспозиция позволит выявить детали образца во всех областях микрофотографии, если только эта деталь не отсутствует в образце.

  • Комбинированная микроскопия флуоресценции и дифференциального интерференционного контраста — Флуоресцентную микроскопию можно комбинировать с методами повышения контрастности, такими как освещение на основе дифференциального интерференционного контраста (ДИК), чтобы минимизировать эффекты фотообесцвечивания путем определения определенной интересующей области в образце с помощью ДИК, затем, без перемещения образца, переключение микроскопа в режим флуоресценции.

  • Комбинированная флуоресцентная и фазоконтрастная микроскопия — Чтобы минимизировать эффекты фотообесцвечивания, флуоресцентную микроскопию можно комбинировать с фазово-контрастным освещением. Идея состоит в том, чтобы определить местонахождение конкретной интересующей области в образце, используя метод неразрушающего усиления контраста (фаза), а затем, не перемещая образец, переключить микроскоп в режим флуоресценции.

Цветовая прозрачность (хром) Ошибки пленки — Цветная прозрачная (или обратная) пленка в настоящее время обеспечивает формат с самым высоким разрешением, доступный для цветной микрофотографии, но эта пленка имеет очень малые допуски на выдержку и проявку, что может легко привести к ошибкам.В этом разделе мы обращаемся к общим проблемам и приводим иллюстрации ошибок микрофотографии, которые возникают при использовании цветной прозрачной пленки с использованием окрашенного тонкого среза вкусовых рецепторов человека в качестве примера образца. Те же ошибки также анализируются с использованием четырехкратно окрашенного тонкого среза корончатого гриба люцерны , чтобы дополнительно проиллюстрировать типичные ошибки, сделанные с цветными прозрачными пленками.

Ошибки в цветной прозрачной пленке, обнаруженные при микроскопии в отраженном свете — Многие ошибки, допущенные микроскопистами при освещении отраженным светом, аналогичны тем, которые наблюдаются при освещении в проходящем свете.В этом разделе рассматриваются распространенные ошибки, которые возникают при микрофотографии отраженного света на цветных прозрачных пленках. Примеры этих ошибок проиллюстрированы на примере использования регулярного набора элементов на поверхности интегральной схемы, популярного образца для микроскопии отраженного света.

Ошибки цветной негативной пленки — Цветная негативная пленка имеет гораздо более широкий диапазон экспозиции, чем прозрачная (слайдовая) пленка, с дополнительным бонусом, заключающимся в том, что проблемы цветового баланса и нежелательные цветовые оттенки и сдвиги часто можно исправить во время печати.В этом разделе рассматриваются распространенные ошибки, возникающие при использовании цветной негативной пленки при микрофотографии с использованием многократно окрашенного тонкого среза ткани сосны, инфицированной грибком волдыря.

Ошибки в черно-белой пленке — Хотя сегодня черно-белая пленка используется гораздо реже, чем в прошлом, она по-прежнему остается очень важным средством для микрофотографии, особенно для окрашенных образцов при яркопольном освещении. Микрофотографы часто используют фильтры, повышающие контраст, для увеличения детализации и четкости черно-белых изображений окрашенных образцов.В этом разделе представлены негативные фотографии тонкого среза сосновой ткани, окрашенного множеством пятен, чтобы проиллюстрировать типичные ошибки, возникающие при черно-белой микрофотографии.

Ошибки обработки пленки — Анализ дефектов и ошибок в микрофотографии должен включать тщательное различие между ошибками в микроскопии и ошибками, вызванными проблемами при обработке пленки. Ссылки ниже ведут к обсуждениям с иллюстрированными примерами распространенных ошибок, возникающих при обработке черно-белых и цветных пленок, используемых в микрофотографии.

  • Цветная прозрачная пленка — Обработка цветной прозрачной пленки требует значительно больше усилий и внимания, чем черно-белая пленка. Хотя основные этапы похожи по своей природе, цветовые процессы требуют большего количества этапов и большего контроля температуры, чем черно-белые процессы. Стабильность химических растворов также является фактором обработки цвета, потому что чувствительные комбинации необходимо смешивать непосредственно перед использованием, чтобы избежать быстрого ухудшения компонентов.

  • Цветная негативная пленка — Оценка цветных негативов несколько сложна и требует больше навыков и опыта, чем черно-белые негативы или цветные прозрачные пленки. Светлые участки не должны быть чрезмерно плотными, а затененные детали должны быть достаточно детализированными, чтобы получить общую сбалансированную микрофотографию. Определение конкретных цветов на цветных негативах осложняется наличием маски, которая дает оранжевый оттенок как на отверстиях звездочек, так и на области изображения, включая слои цветного красителя.

  • Черно-белая пленка — Обработка черно-белой пленки — относительно несложная задача, которую легко выполнить в любой лаборатории, имеющей темную комнату или доступ к шкафу с приглушенным освещением. Хотя при использовании черно-белой пленки возможен широкий спектр ошибок обработки, большинство легко идентифицируются и исправляются. Это обсуждение призвано помочь микроскописту различать ошибки, возникающие при работе с микроскопом, и ошибки, возникающие в результате неправильной обработки пленки.

Соавторы

Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.

Майкл В. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильных магнитных полей, 1800 г. Ист. Пол Дирак, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.


НАЗАД К ФОТОМИКРОГРАФИИ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1998-2019, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения владельцев авторских прав. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт поддерживается нашей командой

по графике и веб-программированию
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 13:19
Счетчик доступа с 10 июля 2000 г .: 100312
Для получения дополнительной информации о производителях микроскопов,

используйте кнопки ниже для перехода на их веб-сайты: .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *