Фотографирование через микроскоп: Как фотографировать через микроскоп?

Как снимать под микроскопом — Bird In Flight

В середине июля судьи конкурса микрофотографии Nikon Small World начали выбирать победителей (и на момент выхода статьи так ещё и не выбрали). Тем временем Bird In Flight поговорил с тремя учёными из США и России, как становятся микрофотографами, как раскрашивают образцы для съёмки и где может пригодиться фотография микромира.

Томас Диринк

Микроскопист, более 25 лет занимается техниками биологической визуализации в Национальном центре исследований микроскопии и визуализации (NCMIR) в Сан-Диего, Калифорния. Участник, победитель и призёр конкурсов Olympus BioScapes и Nikon Small World.

Одним из тех, кто вдохновлял меня в юности, был шведский микрофотограф Леннарт Нилссон. Его работы, на которых были изображены, как тогда считалось, неподдающиеся фотографированию биологические объекты, изменили взгляды на жизнь многих людей, включая меня. Кроме того, мой отец был астрономом-любителем, что во многих отношениях напоминает микросокопию. После того как я прошёл специальное обучение, доктор Марк Эллисон, один из первопроходцев и энтузиастов в области микроскопии, взял меня на работу в NCMIR.
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_16.jpg», «text»: «Drosophila melanogaster (плодовая мушка). Сканирующий электронный микроскоп»}

Здесь я имею доступ к наиболее сложным световым, рентгеновским и электронным микроскопам в мире, цена которых может достигать $5 миллионов. Если подумать, то микроскоп — это просто специфическая разновидность камеры. Один из моих любимых выполнен по проекту моего коллеги, доктора Роджера Тсиена, получившего в 2008 Нобелевскую премию за работу над генетически модифицированными флуоресцентными белками. Это фемтосекундный многофотонный лазерный микроскоп. Принцип его работы сложно объяснить вне профессиональной терминологии, но суть в том, что он использует мощный лазер и специальную оптику для возбуждения флуоресцентных молекул, которые мы внедряем в клетки и ткани.

Каждый микроскоп имеет свои требования к подготовке образцов, и они могут сильно различаться. Например, иногда мы используем разноцветные молекулы, генетически встроенные в ключевые структуры клетки в комбинации с избирательным химическим закрашиванием — такие образцы сделать очень сложно. Другие техники, такие как сканирующая электронная микроскопия, требуют лишь минимальной подготовки образца помимо простой химической фиксации, сушки и покрытия металлом.

Сидя перед микроскопом, который способен увеличить более чем в миллион раз, я чувствую себя первооткрывателем других миров.

Подготовка, которая может длиться дни и даже недели перед съёмкой, является одним из залогов того, что через микроскоп будет получено визуально яркое изображение. Я много работаю над визуализацией мозга, иногда это требует применения самых передовых методик. Обычно мне нужно законсервировать экземпляр с помощью серии химических обработок, затем разрезать его на тонкие секции специальной машиной. После этого я помечаю разные компоненты клетки особыми флуоресцентными пятнами, которые засветятся, как только на них упадёт луч лазера.
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_11.jpg», «text»: «Слой мышиной сетчатки. Сосуды покрашены голубым, глиальные клетки — зелёным, ДНК — оранжевым, аксоны — красным. Многофотонный флуоресцентный микроскоп»}

Сидя перед мощными микроскопами, некоторые из которых способны увеличить более чем в миллион раз, я чувствую себя первооткрывателем других миров. Красота и чудо природы не ограничивается нашим несовершенным зрением, но простирается вниз по так называемой мезошкале: начиная с того, что лишь слегка скрыто от взгляда, до практически атомных величин. Даже вещи, которые вы не сочли бы красивыми, очаровывают: от бактерии, причудливо танцующей на кремниевой пластине, до выходящего из клетки ВИЧ.

У меня есть возможность работать со многими выдающимися учёными. Например, с доктором Майклом Карином — экспертом в области рака, воспалительных болезней и нарушения обмена веществ. В процессе своих исследований он создал трансгенную дрозофилу, у которой не хватало белка, предотвращающего преждевременное старение. Изучение этого вещества открывает нам возможность в перспективе сократить число возрастных болезней. Работу собирались опубликовать в журнале Science, и ему нужна была сногсшибательная фотография этой дрозофилы, которую можно поместить на обложку. Настроить сканирующий электронный микроскоп для такого снимка было нелегко — образец был не больше миллиметра, при этом я хотел придать ему вид живой мушки в полёте. Пришлось применить несколько фокусов, но в итоге я остался доволен результатом.
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_12.jpg», «text»: «Мышиный мозжечок. Зелёным отмечены нейроны Пуркинье, пурпурным — глиальные клетки, голубым — ДНК. Многофотонная микроскопия»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_13.jpg», «text»: «Частицы ВИЧ лежат на поверхности клетки. Сканирующий электронный микроскоп»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_14.jpg», «text»: «Бессмертные (раковые) клетки HeLa, покрашенные в голубой (микротрубочки), красный (актин) и фиолетовый (ДНК). Многофотонный флуоресцентный микроскоп»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_15.jpg», «text»: «Бактерия E. coli (кишечная палочка) на силиконовой подкладке. Сканирующий электронный микроскоп»}

Игор Сиванович

Родился в Кракове, сейчас живёт в США. Последние несколько лет изучает нейроанатомию стрекоз в Janelia Research Campus Медицинского института Говарда Хьюза в Ашбурне, Северная Виргиния. Многократный победитель и призёр конкурсов микрофотографии Olympus BioScapes и Nikon Small World.

Я был очарован природой с тех пор, как себя помню. Мои родители — биологи, и я рос в окружении научных книг. Мне нравилось рассматривать иллюстрации и фотографии задолго до того, как я научился читать. В 26 лет я купил первую камеру и сам начал фотографировать природу, сфокусировавшись на макросъёмке. Я быстро понял, что микроскопия идеально дополнит моё увлечение. Шесть лет назад, после того как я ушёл из химии белка в нейробиологию, я наконец-то получил доступ к конфокальному (высококонтрастному. — Прим. ред.) микроскопу.

Конфокальный микроскоп — высококлассный образец научного оборудования, в базовой комплектации стоит около $100 тысяч, поэтому если вы не занимаетесь исследованиями в области клеточной или нейробиологии, ваши шансы воспользоваться им очень малы. Конечно, необязательно использовать именно этот вид оборудования, чтобы получить захватывающие снимки — обычный световой микроскоп обойдётся в несколько сотен долларов, и вы можете найти адаптеры, которые позволят подключить любой тип камеры.

Чтобы сделать видимой целлюлозу или хитин, я использую красители, которые изначально применялись в текстильной промышленности.

Разные образцы и техники визуализации требуют различных методов обработки. Для флуоресцентных техник (как в конфокальной микроскопии) в большинстве случаев требуется применение красителей или сопряжённых антител, прилипающих к определённым компонентам внутри или снаружи клетки. Чтобы сделать видимой целлюлозу (из которой состоят стенки растительных клеток) или хитин (экзоскелеты членистоногих), я использую два красителя: Congo Red и Calcofluor White. Оба они изначально использовались в текстильной промышленности из-за свойства связываться с волокнами целлюлозы.

В микрофотографии работают те же принципы, что и в других видах визуального искусства: композиция, свет, контраст и цвет — все они вносят свою лепту в то, как изображение действует на зрителя.

Результат чаще всего удивителен, ведь микроскоп «видит» образец совсем иначе, чем человек, и возможность отобразить крошечные детали — это ещё не всё. Чувствительность микроскопа к коротким и длинным световым волнам значительно превосходит наши возможности, поэтому в результате мы получаем изображение, которое совсем не похоже на то, что можно увидеть невооружённым глазом. Эффект практически невозможно предсказать, но почти всегда он восхищает и поражает.
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_17.jpg», «text»: «Часть передней ноги жука-плавунца. Нога покрыта множеством присосок, которыми самец удерживает самку во время спаривания.»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_18. jpg», «text»: «Глаз стрекозы.»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_19.jpg», «text»: «Коловратки вокруг одноклеточной зелёной водоросли.»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_20.jpg», «text»: «Открытая ловушка плотоядного растения пузырчатки с одноклеточными организмами внутри.»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_21.jpg», «text»: «Клубочек заполненных спорами спорангиев и защитных волосков, называемых парафизами, у папоротника.»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_22.jpg», «text»: «Глаз стрекозы голубой обыкновенной (Enallagma cyathigerum)»}

Все фото: Igor Siwanowicz for the Olympus BioScapes Competition.

Анна Игнатова

Старший научный сотрудник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Победитель конкурса фотографии, ежегодно проводимого Международным металлографическим обществом (International Metallographic Society, IMS), 2013.

Я занимаюсь редкими материалами — каменным литьём, синтетическими минеральными сплавами. Вопреки ожиданиям, камни расплавить не так сложно: температура нужна чуть выше, чем для стали. Такой неметаллический расплав похож на вулканическую лаву. Структура этих материалов разнообразна, как и мир минералов в естественной среде. Когда я начала заниматься этим направлением, то не ожидала, что микроструктура окажется такой интересной — до этого я была знакома только с металлами, а там такого не увидишь.

В работе мы с коллегами используем оптическую (до 500×) и электронную (20 000—30 000×) микроскопию. Качество изображения зависит не столько от оборудования, сколько от качества подготовки самих образцов. Скажем, для оптической микроскопии сначала приходится отшлифовывать материал до состояния тоненькой прозрачной плёнки. Затем эту плёнку приклеивают на стекло и наблюдают в окуляр микроскопа. Насыщенность изображения во многом зависит от толщины образца: чем толще, тем лучше. При электронной микроскопии образец приходится напылять углеродом, в противном случае из-за плохой проводимости материала мы просто ничего не сможем увидеть.

Для меня микрофотография — как разговор по душам с тем, что по определению не может ничего сказать.

Но идеальная фотография получается тогда, когда и оборудование хорошее, и образец как следует подготовлен. В оптической микроскопии мне нравится использовать оборудование с немецкой оптикой, а в электронной нравится результат, полученный с помощью японской техники.

Справедливости ради надо сказать, что и профессионализм при обращении с оборудованием играет важную роль, поэтому фото — это всегда результат коллективного труда: тех, кто создаёт образец, тех, кто его обрабатывает, и тех, кто настраивает оборудование для съёмки.

Для меня фотографии — не просто часть исследования, а знакомство с материалом. Это как разговор по душам с тем, что по определению не может ничего сказать. По структуре видно, что делали с материалом, по внешнему виду обломков можно определить, как именно он разрушился.
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_01.jpg», «text»: «Сплав металлургического шлака и минеральных пород»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_02. jpg», «text»: «Синтетический фторфлогопит»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_03.jpg», «text»: «Синтетический фторфлогопит»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_04.jpg», «text»: «Скопление кристаллов вокруг поры в силикатном сплаве»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_05.jpg», «text»: «Строение кристаллического материала из доломита и габбро»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_06.jpg», «text»: «Кристалл в силикатном сплаве»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_07.jpg», «text»: «Кристалл в силикатном сплаве»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_08.jpg», «text»: «Кристаллические образования в силикатном сплаве»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_09.jpg», «text»: «Кристалл в силикатном сплаве с «оболочкой»»},
{ «img»: «/wp-content/uploads/2015/07/micro_10.jpg», «text»: «Кристалл эпидота (минеральное составляющее в силикатном сплаве»}

Домашняя фикрофотография | Наука и жизнь

С микроскопом многие впервые познакомились в ходе освоения курса ботаники в рамках программы средней школы. Нехитрая система линз погружает нас в невидимый глазу увлекательный мир живой и неживой природы. Даже самые простые предметы при большом увеличении, а тем более — при соответствующем освещении, могут принять совершенно неожиданный вид.

Сквозь волшебный прибор Левенгука

На поверхности капли воды

Обнаружила наша наука

Удивительной жизни следы.

Н. Заболоцкий.

Схема устройства микроскопа и ход лучей в его оптической системе.

Ход лучей при микросъемке.

Дополнительные принадлежности микроскопа.

Даже самые привычные предметы под микроскопом приобретают совершенно неожиданный вид.

Икринка аквариумной рыбки тернеции через 10 часов после нереста; увеличение 18х, полихроматический фильтр.

Фазы развития соленоводного рачка артемии. Слева: кладка яиц рачка с отходящими оболочками («парашюты»), справа: личинки рачка (науплии) в возрасте 8 дней. Увеличение 48х.

Mногие процессы, происходящие в мире микроскопических существ, к сожалению, носят весьма непродолжительный, мимолетный характер. А конструкции обычных микроскопов, как правило, не рассчитаны на коллективный просмотр. Поэтому, если вы хотите поделиться интересными наблюдениями с родственниками или друзьями и разнообразить любопытными сюжетами свой фотоальбом, займитесь микросъемкой, совмещающей скоротечность микромира и вечность фотографии.

Микрофотографию весьма активно используют в научных исследованиях, но среди любителей это увлекательное занятие широкого распространения не получило. Тому есть несколько причин. Во-первых, бытует мнение, что оно требует очень сложного и дорогостоящего оборудования, доступного только солидным лабораториям. А во-вторых, даже относительно простые микроскопы есть далеко не у всех.

И все же, если вы хотите заняться микросъемкой, не считайте, что эта мечта безнадежна. Вполне удовлетворительные снимки можно сделать даже с помощью самой простой камеры-«мыльницы» и школьного микроскопа. Но, чтобы получить более качественные результаты, лучше все же воспользоваться аппаратурой более высокого класса.

В первую очередь необходимо позаботиться о приобретении микроскопа. Для наших целей вполне подойдет любой исследовательский микроскоп типа МБР, МБИ или аналогичный, лучше с наклонным тубусом. Гораздо удобнее и дешевле, если тубус у него будет обычный, а не стереоскопический, хотя и он тоже бывает иногда полезен.

В комплект микроскопа обычно входит стандартный набор сменных окуляров и объективов. Если есть возможность выбора (скажем, когда покупается подержанное некомплектное оборудование), предпочтение следует отдавать не очень сильной оптике (окуляры с кратностью от 3х до 10 — 15х, объективы — от 8х до 20х). Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений окуляра и объектива: при 15-кратном окуляре и 20-кратном объективе на штатном 160-миллиметровом тубусе увеличение будет 300х. Этого более чем достаточно для любительских целей, тем более что при необходимости всегда можно заменить оптику на более сильную. Окуляры, как правило, просто вставляются в тубус микроскопа, а объективы ввинчиваются в револьверную головку. Обычно же любителю приходится сталкиваться не с недостатком увеличения, а с его избытком, когда объект наблюдений (например, икринка или планктонный организм) не виден целиком, а его фрагмент на фотографии значительно проигрывает в наглядности. К тому же при больших увеличениях чаще возникает ощутимая нехватка света и резко уменьшается глубина резкости, затрудняющая точную фокусировку системы.

Если нет оптики с малыми увеличениями, можно использовать укороченный тубус (как правило, самодельный), который позволяет уменьшить увеличения микроскопа.

Микрообъективы могут быть практически любыми, а окуляры следует использовать только с индексом «К» (компенсационные), а еще лучше «Ф» (фотографические), на оправе. Они проецируют изображение объекта на всю плоскость негатива, в то время как обычные окуляры дают на негативе круглое изображение в центре кадра.

Глубина резкости при микросъемке очень мала, и чем больше увеличение, тем она меньше. Поэтому очень важно, чтобы микроскоп имел надежную и хорошо отлаженную систему фокусировки. Это касается как грубой, так и точной наводки, с помощью микровинта, без которого вообще трудно добиться четких снимков.

Снимать, безусловно, удобнее зеркальными фотоаппаратами, поскольку в их видоискатель видна именно та картинка, которую формирует фотообъектив. Это очень важно при наводке на резкость, при контроле качества и определении границ изображения. При некоторой сноровке можно обойтись и «мыльницей», хотя с ней работать гораздо труднее, и брака неизбежно будет больше.

Идеально, если камера имеет встроенный экспонометр, замеряющий количество света, поступающего через объектив (система TTL), и обладает автоматической отработкой экспозиции (лучше бесступенчато и обязательно с приоритетом диафрагмы). Но можно использовать и полуавтоматические камеры, особенно, если фотографируются неподвижные объекты.

В процессе съемки иногда требуется выявить те или иные детали объекта в ущерб оптической плотности фона, поэтому крайне желательно, чтобы фотокамера позволяла вносить экспозиционные поправки в 1-2 ступени. Очень удобно, если встроенный экспонометр измеряет не только общую (средневзвешенную) освещенность кадра, но и освещенность отдельных его точек — эта функция есть у подавляющего большинства зарубежных зеркалок.

Поскольку микросъемка обычно ведется при невысокой освещенности, фотокамера должна обязательно отрабатывать длинные выдержки. У отечественных аппаратов они обычно не превышают 1 секунды, у импортных — доходят до 30-60 секунд. Как правило, чаще всего используются выдержки продолжительностью от 1/2-1/8 до 2-6 секунд.

Фотообъектив при съемке через микроскоп наводят на бесконечность, а диафрагму открывают полностью. При частично закрытой диафрагме изображение на кадре срезается (именно поэтому на затворе, управляемом электроникой, устанавливают режим приоритета диафрагмы). Естественно, чем больше светосила объектива и выше его разрешающая способность, тем лучше. Тем не менее не обязательно гоняться за сложными и дорогими объективами: для любительских целей вполне подойдет и обычная (но хорошая) 50-миллиметровая штатная оптика. Главное, чтобы фронтальная линза объектива не была глубоко утоплена в оправу, как, например, у «Индустара-60ЛЗ» (почему — станет ясно ниже).

В продаже иногда встречаются различные микрофотонасадки для дальномерных (МНФ-11, 12) и для зеркальных камер МНФ-9, которые жестко связывают фотоаппарат и микроскоп. Но в домашних условиях сажать фотокамеру на тубус микроскопа нельзя. При срабатывании затвора камеры вибрация передается на рабочий столик микроскопа, объект дрожит и получается типичная «шевеленка» с размытыми контурами и нечеткими деталями. К тому же в старых, разболтанных микроскопах тубус может произвольно смещаться под тяжестью закрепленной на нем камеры. Импортные камеры, как правило, легче, с более «мягким» затвором, но и они не гарантируют от брака.

Снимать с рук при мизерной глубине резкости и длительных выдержках нельзя вообще.

Выход один: зафиксировать камеру на отдельном штативе рядом с микроскопом, закрыв щель между их оптикой плотной темной материей. В продаже таких штативов нет, но их несложно сконструировать самим.

Компоновать оптические элементы системы микроскоп-фотоаппарат можно по-разному. Иногда объектив фотоаппарата выполняет одновременно роль и окуляра микроскопа, иногда наоборот: окуляр служит фотообъективом, а порой вообще используются и фотокамера без объектива, и микроскоп без окуляра. У каждой схемы есть свои плюсы и минусы. Но для любительской съемки удобнее использовать полностью и микроскоп, и фотоаппарат, собрав оптическую схему установки из трех элементов: микрообъектив — микроокуляр — фотообъектив. Этот вариант, может быть, и не лучший, но зато позволяет очень оперативно переходить от наблюдений к фотографированию, а это нередко бывает очень важно.

Теперь рассмотрим саму технологию съемки. Исследуемый объект на предметном стекле помещают на рабочий столик микроскопа. Затем корректируют положение объекта, выбирая наиболее интересные и выигрышные детали, и добиваются желаемого увеличения, подбирая оптику. Для этого наклонный тубус микроскопа ставится в удобное для наблюдения положение. Затем, не перемещая микроскопа, тубус разворачивают в сторону штатива и фиксируют перед объективом камеры. Взаимное расположение штатива, фотокамеры и микроскопа должно быть определено заранее.

Теперь всю систему микроскоп-фотоаппарат фокусируют еще раз. Перемещая камеру, в первую очередь выводят так называемую глазную точку окуляра микроскопа (точку схождения световых лучей) на внешнюю поверхность фронтальной линзы фотоаппарата. Для этого предметное стекло с объектом сдвигают немного в сторону и, перемещая фотоаппарат в направлении тубуса, добиваются, чтобы световое пятно, спроецированное окуляром на фронтальную линзу объектива, имело минимальный диаметр. Именно поэтому она не должна быть посажена глубоко. Можно сфокусировать глазную точку и на кусочек белой бумаги, а затем откорректировать положение фотоаппарата по линейке. Теперь можно выполнить окончательную тонкую фокусировку, накинуть на объектив и тубус полоску темной материи и фотографировать.

Штатив с фотоаппаратом и микроскоп нужно установить на тяжелом просторном столе, затвор спускать только с помощью фотографического тросика или устройства дистанционного управления камерой.

Любой микроскоп имеет свою осветительную систему в виде плоского или сферического зеркала под конденсором либо (реже) в виде встроенного осветителя.

Естественный свет очень ненадежен, его яркость зависит от времени суток, сезона, облачности, ориентации окон. Гораздо удобнее работать с искусственным освещением. Однако встроенные в микроскоп осветители чаще всего имеют лампы небольшой мощности, поэтому для микросъемки следует пользоваться внешним источником света.

Достаточно простой и удобный осветитель можно сконструировать, скажем, из диапроектора с низковольтными лампами накаливания (например, из проектора «Олимп» с лампой мощностью 90 Вт и напряжением питания 12 В), имеющими короткую спираль. Бытовые лампы, даже высокой мощности, малопригодны для микросъемки: свет их длинной спирали вызывает оптические искажения.

Чтобы пощадить глаза и сберечь лампы, следует предусмотреть возможность снижать питающее напряжение (лучше плавно) от максимального значения до минимума. Тогда можно все подготовительные работы проводить при пониженном напряжении и только непосредственно перед съемкой включать лампу на полную мощность и даже с небольшим перекалом.

Если объект плохо пропускает свет, его следует дополнительно подсветить сверху или сбоку. Такое освещение, кстати, подчеркивает рельеф поверхности и придает объекту большую выразительность.

Интересных результатов можно добиться, если при съемке использовать так называемый конденсор темного поля. Он освещает косыми лучами только объект съемки, оставляя фон темным. Совместно с темнопольным конденсором нередко применяют и специальные (полихроматические) светофильтры в виде окрашенных в разные цвета концентрических кругов. Они дают возможность «окрашивать» и фон, и сам объект в разные, самые невероятные цвета.

Для микросъемки можно использовать любую чувствительную (100-400 АSA) пленку с указанием на упаковке, что она предназначена для искусственного света. Разрешающая способность большинства фотоматериалов, особенно импортных, достаточна высока, но, чем больше чувствительность пленки, тем ниже ее разрешающая способность. Потеря разрешения, однако, будет заметна лишь при большом увеличении фотоснимков, а в любительских условиях необходимость в этом возникает не часто.

На первых порах работать следует с черно-белыми негативными пленками, наиболее дешевыми и подходящими для экспериментирования. Затем, набив руку и «почувствовав» технику, можно переходить на цветные негативные пленки (они позволяют «вытягивать» снимок при печати при экспозиционных ошибках во время съемки). И только добившись стабильных результатов, можно заряжать в камеру пленку для слайдов.

В статье были рассмотрены лишь самые общие, да и то не все, аспекты микрофотографии, которые следует знать начинающим фотолюбителям. А тем, кто всерьез заинтересуется этими вопросами и захочет узнать о них побольше, следует обратиться к специальной литературе.

Литература

Микроскоп «Аналит». «Наука и жизнь» № 1, 1987, с. 88.

Ошанин С. Невидимая миру жизнь.»Наука и жизнь» № 6, 1989, с. 102.

Ошанин С. С микроскопом у пруда. «Наука и жизнь» № 8, 1988, с. 89.

Блейкер А. Применение фотографии в науке. М., «Мир», 1980.

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.

Микроскоп в микрофотографировании

Микроскоп используют во многих целях и задачах, несомненно его используют и для получения микроснимков различных объектов. Круг пользователей довольно широк, это и люди, занимающиеся просто интересными исследованиями, учащиеся, проводящие школьные лабораторные опыты, а так же специалисты, использующие высокопрофессиональное оборудование. Все микроскопы можно использовать в фотографировании. Естественно, что самое наилучшее профессиональное оборудование имеет довольно высокую цену, поэтому выбор при его покупке в основном является компромиссом между ценой и качеством. Для микрофотографии важную роль играют несколько основополагающих узлов микроскопа, а именно: окуляр, конденсор, объектив и предметный столик.

Оптическая линза (основной оптический узел) микроскопа называется объективом. Главной характеристикой качества объектива, является то, что он способен «разрешать», то есть строить реальные изображения отдельных точек объекта. Самые используемые и не дорогие объективы называются ахроматами, а наиболее высокое качество имеют объективы, которые называют апохроматами.

Окуляр является второй по значимости линзой микроскопа. Он увеличивает изображение построенное объективом, проецируя данное изображения на сечатку глаза наблюдающего. Для микрофотографии так же требуется компенсирующий окуляр, корректирующий дефекты объектива. При правильном сочетании параметров окуляра и объектива, создается наивысшее качество изображения. Конденсор так же является важной частью оптической системы. Конденсор это линза, которая расположена под предметным столиком, которая служит для того , чтобы количество света максимально было собрано, и в дальнейшим направленно на образец.

Предметный столик так же является важным элементом, он необходим для точного позиционирования предмета, для этого применяют ручную систему перемещения.

При простых наблюдениях объектов в проходящем свете объект освещается снизу встроенным в микроскоп источником освещения. Свет проходит через предмет насквозь, обязательно условие для такого наблюдение — предмет должен быть достаточно прозрачным и тонким, часто в таких целях используют готовые микропрепараты, либо же готовят их сами, используя предметные стекла.
Самый простой, стандартный микроскоп, имеет зеркало, которое вращается под предметом, что позволяет сориентировать его так, чтобы освещение было направлено в сторону предмета. Встроенные лампы-осветлители, встречаются в более совершенных моделях микроскопов, они встречаются как люминисцентные, так и светодиодные. Принцип таких ламп состоит в том, что бы сфокусировать изображение на плоскости предмета так, что бы свет попадал в центр поля зрения, и освещал все поле. Именно поэтому лампа осветлителя является одним из важных элементов микроскопа. Стандартные лампы накаливания применяют в микрофотографии с вольфрамовой нитью , они хорошо сочетаются с конденсорной линзой и приводят регулирование яркости при помощи диафрагмы. Вольфрамово-галогенные лампы подходят для цветной микрофотографии. Объясняется это тем что, стекло не меняет цветовой гаммы и не темнеет. Единственный минус такого освещения, заключается в том, что при съемке живой природы, организмы нуждающиеся в более лучшем освещении, могут обгореть. Вопрос этот решаем, если применить электрическую портативную лампу-вспышку, дополнительную вольфрамовую лампу, необходимо разместить в том же самом месте, что бы можно было посмотреть на предмет через микроскоп, прежде чем фотографировать.
Ниже представлены две съемки на светлом и темном фоне. Две фотографии тонкого среза средней части жемчуга показывает различие между двумя самыми распространёнными методами освещения в микроскопе.

Песок под микроскопом

Песок имеет неоднородный состав, и хотя горсть песка выглядит, как чуть отличающиеся между собой некрупные частицы, он более сложен, чем кажется на первый взгляд.

Вода под микроскопом

На первый взгляд, даже озерная вода кажется прозрачной и чистой. Но так ли это на самом деле? Ничего подобного.

Микроскоп с цифровой камерой. Мультифокальные изображения

Цифровая камера для микроскопа – удобный инструмент, позволяющий исследованию сохранять изображения образцов под увеличением, архивировать их, создавать базы данных и различные классификаторы. При публикации изображений в интернете, а также размещении их в печатных изданиях следует уделить должное внимание достоверности передаваемых цветов, разрешению и глубине резкости.

Статья посвящена получению качественных изображений с использованием простого механического микроскопа оборудованного цветной цифровой камерой Carl Zeiss ERc 5s. Программное обеспечение, используемое в процессе создания изображений: Carl Zeiss ZEN Blue Edition, Adobe Photoshop CS6.

Мультифокальные изображения, собранные вручную.

Часть 1. Получение исходных изображений.

Наш пример для работы – проба взятая с картины для реставрационных целей. Аншлиф, демонстрирующий красочный слой, изучаемый в отраженном свете. Мы можем наблюдать слои грунта, красочные слои, слои проклейки и покровного лака.

Для начала изучим пробу под микроскопом отраженного света без использования методик контрастирования.

Аншлиф красочного слоя картины под микроскопом. Реставрационная экспертиза. Отраженный свет, светлое поле.

Результат неудовлетворительный. Изображение имеет низкий контраст, отражения и блики мешают восприятию слоев структуры.

Для устранения бликов и повышения контраста воспользуемся поляризационным освещением и анализатором. Вращая анализатор добиваемся отсутствия бликов и нормального контраста. Корректируем баланс белого для получения достоверной информации о цветах.

Аншлиф красочного слоя полотна под микроскопом. Отраженный свет, поляризация.

Полученный результат демонстрирует проработанное изображение, c высоким контрастом и информативными цветами.

Образец находится в резкости только в части изображения. Он имеет обширное изменение топографии, что мешает получению изображения всего поля зрения в фокусе.

Для решения этой задачи мы сформируем итоговое изображение их трех различных фокальных плоскостей. Цифровые микроскопы, к примеру, Keyence VHX-5000, а также моторизованные исследовательские микроскопы делают эту работу автоматически, но в рамках статьи у нас в распоряжении только механический микроскоп с ручной фокусировкой.

Произведем съемку трех изображений меняя положение винта фокуса. Получим три кадра, одинаковые по условиям съемки контрасту и цветам и отличающиеся зонами резкости. Зоны резкости обведены на рисунке ниже.

Последовательная съемка объекта с изменением фокуса. Съемка производилась на микроскопе Olympus BX-51 c ручным приводом фокусировки

Часть 2. Объединение изображений в одно, финальная обработка.

Откроем Adobe Photoshop, либо подобный графический редактор, позволяющий работать со слоями. Существует масса методов как объединить несколько слоев в один используя маски, выделение и другие инструменты, но мы рассмотрим самый простой метод.

Скопируем изображения №2 и №3 на первый файл в новые слои (окно Изображение №2 –> выделить все –> скопировать –> окно Изображение №1 –> вставить). Аналогично поступим с Изображением №3.

Далее выбираем слой изображение №3, инструмент “Erase” или “ластик“, с параметрами как на рисунке и удаляем все нерезкие зоны со слоя 3. Аналогично переходим на слой 2 и удаляем нерезкие зоны со слоя 2.

Получаем комбинированное изображение, резкое по всему полю зрения. Открываем меню Layers (Слои) – объединить видимые (merge visible).

Окончательно корректируем изображение (яркость/контраст/уровни), добавляем резкости (фильтр резкость/sharpen), сохраняем полученный результат.

Заключение

Микроскоп с цифровой камерой позволяет получать гораздо больше информации на одной фотографии, чем нам кажется на первый взгляд. Занимаясь обработкой в графическом редакторе, вы всегда можете улучшить качество и информативность предоставляемого результата исследований. В следующей статье мы рассмотрим алгоритмы автоматической сшивки полей зрения на системе с ручным столом.

Микроскоп поляризационный Микромед ПОЛАР 3


Штатив микроскопа (со встроенным в основание источником питания, фокусировочным механизмом, с предметным столиком и револьвером) — 1



Конденсор — 1 — На штативе



Тринокулярная насадка — 1 



Промежуточный тубус с линзой Бертрана — 1 



Осветительное устройство отраженного света — 1 



Осветитель проходящего света — 1 — Встроен в основание штатива



Пятигнездный револьвер с центрируемыми гнездами — 1 — На штативе



Предметный стол круглый вращаемый D160 мм — 1 — На штативе






Объектив-планахромат 4х/0,1   беск. /-   — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке



Объектив-планахромат 10х/0,25   беск./-   — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке




Объектив-планахромат 20х/0,40   беск./0,17 — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке




Объектив-планахромат 40х/0,65   беск./0,17 — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке



Объектив-планахромат 60х/0,80   беск./0,17 — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке




Объектив-планахромат 100х/1,25   беск./0,17  — 1 — На револьвере или в отдельной упаковке



Окуляр 10х/22 — 2 



Окуляр 10х/22 со шкалой (цена деления шкалы 0,1 мм) — 1 



Окуляр 10х/22 с перекрестием — 1 



Окуляр 10х/22 с сеткой — 1 



Окуляр 16х/16 — 2 



Окуляр 20х/12 — 2 



Окуляр 5х/18 — 2 — Не входит в комплект – поставляется по доп. заказу



Окуляр 12,5х/11 — 2 — Не входит в комплект – поставляется по доп. заказу



Наглазники на окуляры — 2 


Объект-микрометр 0,01 мм — 1  — В футляре



Препаратоводитель — 1 



Пластинка гипс   λ в оправе — 1 



Пластинка слюда   λ/4 в оправе — 1 



Кварцевый клин   4λ в оправе — 1 



Светофильтр ND25 — 1 



Светофильтр LBD-2 — 1 



Светофильтр IF550 — 1 



Светофильтр голубой в оправе — 1 



Лампа галогенная 12В, 30Вт цоколь G4 проходящего света — 2 — Одна в осветителе



Лампа галогенная 12В, 30Вт цоколь G6 отраженного света — 2 — Одна в осветителе




Вставка плавкая  — 2 — Одна в осветителе, одна в запасном блоке



Адаптер (С-Mount) — 1 — Не входит в комплект – поставляется по доп. заказу




Винт центрировочный  — 2 



Ключ шестигранник — 1 



Колпачок в окулярном тубусе — 2 



Заглушка на тринокулярной насадке — 1 



Заглушка на штативе — 1 



Заглушка на осветительном устройстве отраженного света  — 2 



Заглушка на промежуточном тубусе — 2



Сетевой шнур — 1 



Чехол — 1 



Руководство по эксплуатации — 1 



Фото и видеофиксация приема с помощью операционного микроскопа. Часть 1

К. Б. Шеуджен
Врач-стоматолог, GC Restorative Advisory Board member, соучредитель клиники и учебного центра Diamonds Dental Clinic

Для многих из нас фото- и видеопротоколирование клинических случаев стало неотъемлемой частью работы и этапа коммуникации с пациентом и с коллегами. Огромное количество учебных мероприятий и обучающих видеороликов в открытом доступе позволяют войти в мир дентальной фотографии, а часть из них привносят нотки художественности в практику. И конечно, стандартным набором для дентальной фотографии является зеркальный фотоаппарат, макрообъектив 100 мм, кольцевая и биполярная вспышки (рис. 1).

Однако документирование с помощью операционного микроскопа (ОМ) по-прежнему остается проблемой, и для большинства ограничивается интегрированными решениями, которые, зачастую, являются технологически устаревшими.

Рис. 1. Один из вариантов комплектов для макрофотографии в стоматологии.

Зачем это нужно?

При правильно поставленном рабочем процессе, фото/видеопротокол становится неотъемлемой частью карты пациента, что значительно облегчает коммуникацию специалистов внутри клиники, с реферативными специалистами, с самим пациентом, а так же облегчает интерпретацию карты на контрольных осмотрах.

Однако врачу, регулярно работающему с операционным микроскопом, использование классического макрофотокомплекта определенно доставляет ряд неудобств, так как требует повторной настройки микроскопа после фотографирования клинической ситуации. А в случаях с эндодонтическим приемом макрообъектив 100 мм зачастую оказывается бесполезным.

Так что же нужно «микроскописту» для фото/видеопротоколированния клинического приема? Начнем, пожалуй, с того, о чем уже упоминали ранее.

Интегрированные решения

Впервые подобные решения в стоматологии были применены на рубеже 1970-1980 годов. В 1978 [1] началась разработка микроскопа для стоматологов, в 1981 году рабочие образцы уже имели встроенную камеру, которая выводила изображение на экран телевизора (рис. 2). Как было отмечено ранее, такие решения зачастую оказываются либо технически устаревшими, либо их актуализация оказывается почти невозможна. Еще одна проблема носит чисто технический характер. Как правило, у таких решений достаточно маленькая матрица, что сказывается на чистоте и шумности получаемого изображения. Это зависит от актуальности используемых технологий.

Рис. 2. Первый операционный микроскоп для стоматологов.

Но у таких решений есть ряд плюсов:

  1. Сохранение баланса микроскопа. К сожалению, не все современные микроскопы имеют балансировочное плечо (даже опционально), что, разумеется, при «навесном» оборудовании может повлиять на плавность хода микроскопа, а при соблюдении рекомендаций некоторых школ эргономики (например, концепт доктора Katsihiko Akiyama) может сказаться на комфорте перемещения микроскопа.
  2. Простота использования. Современные решения зачастую имеют софт, который надо изучать, и который позволяет работать с картотекой пациента, например на Apple iPad, однако чаще всего это интуитивно понятный интерфейс на уровне «вкл/выкл».

Именно эти два плюса чаще всего и подталкивают врачей и их руководителей сделать выбор в пользу интегрированных решений.

Дополнительное оборудование

Оборудование с использованием делителя луча и адаптера для фото/видеокамеры. Основным преимуществом «навесного» оборудования является возможность замены или актуализации через несколько лет после приобретения, без замены узлов ОМ или всего ОМ.

Прежде, чем рассказать о выборе гаджетов, хотелось бы немного прояснить ситуацию с тем, как работает делитель луча и адаптер для камеры. Вопреки расхожему мнению, делитель луча не отнимает часть картинки и света от «сферического коня в вакууме».

Если изучить схему операционного микроскопа (рис. 3), становится очевидным, что каждая часть микроскопа (окуляры, система увеличения, объектив) являются самостоятельным оптическим прибором. Более того, каждый глаз при взгляде в окуляры видит «самостоятельную» картинку, которая «собирается» за пределами объектива. Таким образом, делитель луча «отсекает» часть изображения только с той стороны, с которой он расположен. Соответственно, и часть светового потока.

Рис. 3. Схема строения делителя луча.

Адаптер, по сути, является «объективом» для камеры, который получает изображение операционного поля через делитель и передает это изображение на матрицу (ранее на пленку) через зеркало. Таким образом, не зависимо от бренда ОМ и используемых гаджетов, принцип регистрации изображения остается неизменным, однако сами адаптеры для фото и видеокамер отличаются.

Адаптеры для видеокамеры имеют различные крепежи, наиболее распространенными являются с-mount и резьбовые адаптеры для камкодеров (хэндикам). Так же встречаются кастомные решения для камер Go-Pro.

C-mount камеры имеют те же недочеты, что и интегрированные решения. Как правило, используются устаревшие технологии, а матрицы маленького формата могут создавать много шумов в условиях недостаточной освещенности при больших увеличениях. Однако маленький размер самих камер, простота настройки, доступность камер и б/у адаптеров на интернет-площадках сделали их достаточно популярными среди западных коллег и производителей микроскопов в бюджетном сегменте.

Классические камеры

Камкодеры и хэндикамы также имеют ряд ограничений. Основное — это резьба для фильтров на объективе камеры. Бюджетные модели камер потребительского сегмента, как правило, такой опции не имеют. Это автоматически удорожает покупку и приводит к переплате за ряд опций, среди которых 4К-видео. Да и выбор камеры оказывается достаточно сложным, поскольку эта часть digital-рынка потребительского сегмента находится в стадии упадка. Поэтому количество представленных моделей крайне не велико и подходящие варианты имеют завышенный ценник, профессиональные же решение неоправданно дороги.

Почему же 4К-видео является переплатой для микроскописта в 2019 году? Дело в том, что работая с ОМ и записывая клинический случай рутинно от начала до конца приема (что иногда превращается в «полнометражный» фильм продолжительностью 2 и более часа) непременно столкнешься я рядом особенностей этого формата. Конечно же, 4К позволяет «вырезать» фрагменты видео (фрагмент кадра) и выводить финишный монтаж в 1920p без больших потерь качества. Но для такого монтажа потребуется мощная рабочая станция (что так же потребует дополнительных финансов), и главное усложнит хранение исходников и копий. Если же ведется запись только этапов лечения, чаще всего это видео, которое выполняется с постановкой кадра, а значит постобработка видео будет минимальной на уровне «склейки», и увеличение можно выполнить физически за счет оптики микроскопа, на этапе постановки кадра.

Даже если предположить, что финансовая сторона вопроса не является проблемой в выборе оборудования в клинику, то остается еще одна проблема — где воспроизводить такой контент? Ведь даже если доктор читает лекции, то вероятность получить в 2019-2020 году проектор с VGA-адаптером на много выше, чем получить проектор с выводом 4К, а вывод изображения в режиме LiveView на экран для ассистента останется в Ful HD.

Стоит так же отметить, что современные камеры оснащены функцией фото, однако качество оставляет желать лучшего из-за самой технологии, которая по сути является стоп-кадром.

Фотокамеры

При использовании фотокамер, роль объектива выполняет микроскоп — иными словами, они используются без объектива. Не смотря на продолжающиеся споры в среде профессиональных фотографов — что лучше зеркальная камера или беззеркальная, в случае применения камеры с операционным микроскопом выигрывают «беззеркалки». Прежде всего, потому что имеют опцию фокуспикинга (рис. 4), что значительно облегчает настройку парафокуса без использования специального окуляра и фокусировку в кадре.

Рис. 4. FocusPeaking — подстветка участков фокусировки на экране камеры.

Еще одно преимущество «беззеркалок» — это размеры и вес. Исключением является сочетание камер Canon и специализированного софта для эндонтистов TDO, работающего в паре с софтом от Breeze Systems, который не доступен для большинства врачей нашей страны и постсоветского пространства из-за цены и отсутствия сертификации.

Именно по этим причинам в данной статье не будет подробного разбора использования зеркальных камер для документирования с операционным микроскопом.

Настройка парафокуса

Ведущий глаз (лат. oculusdominans), доминирующий глаз, превалирующий глаз — глаз, функционально преобладающий в акте бинокулярного зрения. Доминирование глаза — предпочтение зрительного сигнала от одного глаза другому. Это явление аналогично асимметрии правой или левой ведущей руки; однако стороны ведущего глаза и ведущей руки не всегда совпадают. Это происходит потому, что оба полушария контролируют оба глаза, но каждое из них отвечает за соответствующую половину поля зрения, а значит, соответствующую половину обеих сетчаток. Таким образом, не существует прямой аналогии между ведущей рукой и ведущим глазом.

У около двух третей населения ведущим является правый глаз, а у одной трети — левый, однако у небольшой части населения ни один глаз не является ведущим.

  1. Определить доминантный (ведущий глаз) при помощи теста Майлза или теста Порты.
  2. Переключить микроскоп на максимальное увеличение.
  3. Настроить микроскоп на максимальную фокусировку при помощи камеры.
  4. Посмотреть доминирующим глазом в соответствующий окуляр.
  5. Выполнить диоптрийную коррекцию до получения сфокусированного изображения
  6. Выполнить диоптрийную коррекцию для второго глаза.
  7. Проверить фокусировку на всех ступенях увеличения. Если при смене увеличения на меньшее требуется диоптрийная коррекция, вернуться к п. 2.

Процедура настройки парафокуса не является 100% и может потребоваться повторная настройка, особенно при наработке часов работы с ОМ и адаптации зрения к работе с ОМ.

Основное отличие адаптеров для фотокамер заключается в том, что эти самые адаптеры так же представлены в различных вариантах, в соответствии с типами матриц — FullFrame (f340, 4k) APS-C кропкамеры (hd, f180). Есть производители, выпускающие адаптеры для камер формата Micro 4/3, но стоит отметить, что этот формат является не очень популярным даже в среде фотографов, чего уж говорить о дентальной фотографии (хотя компания Olympus и сделала dental kit в угоду рынку).

Забегая вперед, хотелось бы отметить, что развитие технологий на данный момент в сочетании с оптикой микроскопов не дает больших преимуществ при использовании FullFrame камер, а та разница которая есть, будет практически незаметна большинству пользователей, что, по мнению автора, делает переплату за оборудование не стоящей этой разницы в рублевом эквиваленте.

Стоит так же упомянуть, что предпочтительнее использовать камеры и адаптеры, подходящие друг другу. Использование APS-C камер на FullFrame адаптере приведет к обрезке рабочего поля (справедливо и для зеркальных камер), однако может дать чуть большую глубину фокуса, по мнению ряда специалистов (рис. 5). Разумеется, если речь идет исключительно о фото — это может быть плюсом из-за отсутствия виньетки, а учитывая «постановку» кадра, не является проблемой. Но при записи видео и использовании камеры для визуализации рабочего поля ассистентом посредством монитора, обрезка кадра может привести к потере важной части информации по самой простой причине. Зеркало или зона интереса может оказаться за пределами кадра камеры, но будет оставаться в пределах рабочего поля окуляров, а значит, информативность изображения на экране, для ассистента или на карте памяти, будет минимальна.

Рис. 5. Схематичное изображение захвата кадра на матрице по отношению к рабочему полю микроскопа при использовании полнокадрового адаптера.

Часть современных камер имеют технологию обратной засветки матрицы (BSI CMOS Sensor), что может стать преимуществом для эндодонтиста при фотографирование зоны интереса внутри корневого канала на больших увеличениях и при недостаточной освещенности из-за настроек ISO. Хотя для большинства врачей это окажется дополнительной тратой денег, без возможности по достоинству оценить все плюсы технологии, также как и опция 4К-видео.

И конечно, если мы говорим о конкретных версиях, то для рутины достаточно будет камеры Sony a6000 или Sony a7 (с соответствующим адаптером). Доступность этих камер, в том числе на вторичном рынке, позволяет войти в мир дентального микрофото, и уже после того, как будет необходимость в дополнительных функциях, произвести актуализацию на более новую модель.

Так же стоит помнить о том, что для бесперебойной работы этих камер в режиме LiveView (в особенности с трансляцией на монитор), потребуется сетевой адаптер питания (Sony AC PW-20), который заменяет аккумулятор.

Основной принцип фотографирования с операционным микроскопом ничем не отличается от такового в условиях недостаточной освещенности, поэтому рекомендуемая выдержка от 1/200 до 1/100, в зависимости от модели операционного микроскопа и источника освещения.

Более длинные выдержки позволят получить более яркое (светлое) изображение, однако остается риск получения расфокусировки из-за шевеления зеркала или пациента. Еще один способ уменьшить шевеление — использование дистанционного спуска затвора в виде пульта или беспроводной педали (рис. 6). При этом педаль обладает большими преимуществами по сравнению с обычными пультами, поскольку обе руки врача и ассистента остаются свободными, что позволят использовать пустер или инструменты во время фотографирования.

Рис. 6. Пульт управления и педаль дистанционного спуска затвора.

Что же касается настроек баланса белого и ISO, то рекомендации этих настроек несколько отличаются. Одна из рекомендаций берет свое начало из уличной фотографии. Многие профессиональные фотографы рекомендуют для уличной фотографии в городских джунглях использовать ISO Auto, поскольку процессоры современных камер отрабатывают экспозамер достаточно точно, а при наличии исходников (RAW) можно сделать небольшую коррекцию, потратив немного времени. Впрочем, этот же режим прекрасно подходит для видео, поскольку при смене освещенности рабочего поля (например, при смене увеличения) или фильтра, камера будет менять настройки ISO в автоматическом режиме.

Однако по частному мнению ряда специалистов, в особенности при фотографировании «внутри канала», чаще всего экспозамер производится по самой светлой части рабочего поля (дно полости, бугры, коффердам), что не позволяет получить информативное изображение внутри канала.

К сожалению, сказать точно какой из режимов является более правильным несколько затруднительно. Полученный результат так же может зависеть от комплектации микроскопа и типа источника освещения. Поэтому правильнее будет сделать ряд «пристрелочных» снимков и выбрать подходящие настройки.

Вынесенная кнопка записи видео на корпусе (а так же на некоторых вариантах дистанционного управления камерой) позволяет получать видео из режима М, с нужными настройками, без переключения камеры в специальный режим «видео», что так же облегчает работу с камерой и минимизирует контакт с корпусом и панелью управления камеры во время работы.

Для специалистов, работающих с операционном микроскопом в реставрационной стоматологии, еще одно преимущество использования фотокамеры заключается в том, что есть возможность использования биполярной вспышки. Это позволяет получать больше информации, в особенности при работе во фронтальном отделе. За счет биполярного источника освещения блики будут располагаться на гранях, что позволит получить больше информации о форме и рельефе зубов, так же как и при использовании макрокомплекта (рис. 7, 8). К сожалению, выбор подобных вспышек для камер Sony не очень велик, и наиболее распространенными вариантами являются Meike и TwinLight.

Рис. 7. Левое фото получено на камеру Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек TwinBracket. Правое фото — Sony a7m2 + 100mm macro Samyang и тот же комплект вспышек.

При этом, у врача остается 2 варианта беспроводного переноса полученных изображений в папку пациента: карты со встроенным WiFi, и софтовые решения, работающие в паре со встроенным в камеру WiFi передатчиком (например, qDSLR DashBoard).

Рис. 8a. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8б. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8в. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8г. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8д. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8е. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8ж. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8з. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8и. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8к. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Рис. 8л. Клинический случай травмы центрального резца, задокументированный с помощью Sony a7m2 через микроскоп с применением биполярных вспышек.

Напоследок еще один вариант получения изображения, который все больше набирает популярность — камера мобильного телефона (рис. 9). К сожалению, подобный вариант получил свое распространение прежде всего за счет развития social media и того, как пользователи сети потребляют контент. Однако рутинное использование камеры мобильного телефона приведет к тому, что прежде всего нужно будет купить отдельный телефон с хорошей камерой (что уже делает покупку сравнимой по стоимости с фотокамерой), поскольку постоянно включенная камера приведет к быстрому разряду аккумулятора и необходимости сетевого питания. Это в свою очередь приведет к снижению ресурса элементов питания смартфона. Также стоит помнить, что если вы будете использовать свой основной смартфон, то перегрев может привести к нарушениям плотности герметика, что скажется на пылевлагозащите вашего аппарата (если он обладает таковой), и вас может ожидать неприятный сюрприз при попадании влаги.

Рис. 9. Пример поворотного адаптера для мобильного телефона.

Конечно же, тема фотографии, в особенности с применением операционного микроскопа достаточно многогранна и потребует от «оператора» выработки навыков путем проб и ошибок, в особенности из-за вариабельности комплектаций операционных микроскопов, и требует дальнейшего анализа. Однако, эти базовые советы помогут многим начинающим микроскопистам  начать вести документацию приема с помощью операционного микроскопа, сделав это неотъемлемой частью клинического приема.

Сведения об авторах/Литература

Микроскопы и цифровая фотография — Quekett Microscopical Club

Домой | Начиная с микроскопов | Микроскопы и цифровая фотография

Цифровые камеры сделали запись фотографий через микроскоп простой и увлекательной! Раньше фотографирование с помощью микроскопа — микрофотография — было сложной задачей, и для достижения хороших результатов требовался многолетний опыт. Цифровые камеры сделали микрофотографию доступной для всех. Практически любую цифровую камеру можно использовать практически с любым микроскопом, хотя самый простой путь к успеху — это использовать зеркалку со съемным объективом, соединенную с вертикальной фототрубкой микроскопа и использовать окуляр для проецирования изображения непосредственно на датчик камеры.

Цифровая зеркалка на тринокулярном микроскопе

Камеры с фиксированными объективами (компактные и мостовые камеры) также могут использоваться, хотя требуется больше изобретательности, чтобы разработать муфты для удержания объектива камеры непосредственно над окуляром микроскопа.

Компактная камера, прикрепленная к микроскопу

Одна потенциальная трудность с микрофотографией заключается в том, что незначительные вибрации «усиливаются» через микроскоп, что приводит к нечетким изображениям. Этого можно избежать, используя медленную выдержку, «запирая» зеркало на зеркальных фотокамерах перед открытием затвора и используя устройства дистанционного управления для срабатывания затвора.К счастью, на помощь приходят технологии, и все большее количество зеркальных фотокамер позволяют просматривать изображение с сенсора (устраняя вибрацию от подъема зеркала) и запускать экспонирование электронным способом (устраняя вибрацию от открытия затвора).

Микроскоп открывает удивительный мир структур и цветов, который можно записать с помощью цифровой камеры. Затем можно использовать бесплатное или дешевое программное обеспечение для обработки или улучшения изображений для получения потрясающих результатов, которые были невозможны во времена пленочных фотоаппаратов.Одним из наиболее полезных методов для фотографа является наложение изображений, при котором ограниченная глубина резкости микроскопа преодолевается за счет получения нескольких изображений с разными уровнями фокуса и их комбинирования с использованием дешевого программного обеспечения для получения одного изображения с большой глубиной резкости. .

Изображения (слева направо): хоботок мясной мухи (большое увеличение), хоботок мясной мухи (малое увеличение), устьица в кутикуле Araucaria imbricata

Многие фотографы специализируются на настоящей макрофотографии (изображения в диапазоне от натурального размера до 50-кратного увеличения), что создает проблемы с оборудованием и техникой для тех, кто хочет довести свои навыки до предела.

Многие члены Quekett являются опытными фотомикрографами и макрофотографами и выиграли международные призы за свою работу, некоторые из них используют простейшее оборудование и достигают превосходных результатов.

Хотите узнать больше?

У нас есть еще 2 страницы по цифровой микрофотографии:

В разделе «Ресурсы» также есть страницы, посвященные конкретным аспектам цифровой микрофотографии, включая масштабные линейки, наложение и сшивание.

Дэвид Линстед, один из самых опытных фотографов Клуба, сделал следующее введение в фотографию через микроскоп.Он отформатирован как слайд-шоу, поэтому используйте клавиши со стрелками на клавиатуре, чтобы переходить от одного слайда к другому.

↑ Начало страницы

Как сфотографировать волшебный микроскопический мир

Что такое фотомикроскопия

Прямо перед вашими глазами целый мир, в котором повседневные и уникальные предметы обретают новый очаровательный вид. Этот мир микроскопичен, и хотя он находится прямо перед вами, крошечный масштаб затрудняет просмотр невероятных деталей.

Фотомикроскопия в своей простейшей форме — это фотография с большим увеличением, которая на практике включает использование микроскопа для увеличения изображений с последующим использованием камеры для захвата изображений. С появлением eBay и других сайтов в стиле онлайн-аукционов, фотомикроскопия становится гораздо более доступной для широких слоев населения, позволяя каждому увидеть невероятные детали.

Глутамат натрия (MSG) при большом увеличении с помощью микроскопии в поляризованном свете.

Моя страсть к фотомикроскопии

Как ученый, я трачу значительную часть своего времени на исследования, которые требуют от меня использования микроскопов.Именно эта экспозиция (и моя врожденная любовь к науке) заинтересовала меня микроскопией. Как только я поймал ошибку, я купил микроскоп на интернет-аукционе и приобрел аксессуары, необходимые для подключения микроскопа к моей зеркальной фотокамере Nikon. Следует отметить, что вы можете легко найти аксессуары для фотоаппаратов большинства марок, так что это не ограничивается Nikon.

Мой Nikon прикреплен к микроскопу.

Со временем моя установка расширилась, чтобы попытаться оптимизировать рабочий процесс за счет добавления программного и аппаратного обеспечения для суммирования фокуса для противодействия микроскопам с очень малой глубиной резкости.

Как делать микрофотографии

Двухслойная туалетная бумага методом микроскопии в проходящем свете.

Микрофотографии — это изображения с большим увеличением, которые снимаются как с помощью микроскопа, так и с помощью камеры, в моем случае — цифровой зеркальной камеры Nikon D5300. Во-первых, вам нужно найти объект, который можно отобразить, и подготовить его.

Поскольку глубина резкости настолько мала, большинство объектов необходимо разрезать на тонкие кусочки или сложить фокусировку, чтобы получить адекватную глубину резкости. После того, как вы нашли предмет, который хотите сфотографировать, его нужно поместить под микроскоп на предметное стекло, настроить свет, чтобы равномерно осветить предмет, и настроить камеру на получение изображения.

Следует отметить, что многие зеркальные фотокамеры начального уровня (включая Nikon D5300) не используют адаптеры для микроскопов. Таким образом, чтобы сделать снимок, вам потребуется установить камеру в ручном режиме и использовать метод проб и ошибок, чтобы настроить выдержку для правильной экспозиции изображения.

Сушеные хлопья чили, полученные методом микроскопии в проходящем свете.

Какие предметы лучше всего смотрятся под микроскопом?

Значительное количество предметов повседневного обихода под микроскопом выглядят невероятно, некоторые из них можно найти на кухне, а другие с большей вероятностью можно найти на улице.Вот несколько идей:

  • Крылья насекомого
  • Хвоя сосновая поперечное сечение
  • Озерные водные существа (например, водяные блохи)
  • Гранулы песка
  • Шкура лука

Зерна песка с помощью микроскопии в проходящем свете (с накоплением фокусов).

Кожа лука с помощью микроскопии в проходящем свете (с накоплением фокусов).

Когда вы начинаете добавлять в смесь поляризацию, ряд химических веществ обретает новую жизнь, некоторые из них появляются каждый день, а другие более уникальны:

  • Кофеин
  • Ментол
  • Никотиновая кислота
  • Бензойная кислота
  • Стеариновая кислота

Бензойная кислота с помощью микроскопии в поляризованном свете.

Кофеин с помощью микроскопии в поляризованном свете.

Советы и рекомендации по фотомикроскопии

Как и в фотографии, для фотомикроскопии необходимо освещение. По сути, микроскопы имеют два типа освещения. Один из них — проходящее освещение, при котором свет проходит сквозь предмет. Второй тип освещения — это отражение света на предмете, известное как отраженное освещение. Проходящее освещение лучше всего подходит для прозрачных образцов, а отраженное — для непрозрачных.

Использование модифицированного поляризационного фильтра оживит многие химические вещества под микроскопом благодаря свойству, называемому двойным лучепреломлением. Это свойство заключается в том, что показатель преломления материала изменяется в зависимости от степени поляризации и света, что приводит к появлению множества разных цветов в химических кристаллах.

Глубина резкости в фотомикроскопии ОЧЕНЬ малая, поэтому вам может потребоваться либо использовать тонкие срезы материала, либо выполнить суммирование фокуса для достижения подходящей глубины резкости.Существует ряд программных пакетов, которые могут помочь с наложением фокуса, в том числе; Helicon Focus, Zerene Stacker и Photoshop.

Перец под микроскопом в отраженном свете.

Еще несколько изображений

Вот еще пара примеров изображений.

Абсорбирующая салфетка с помощью микроскопии в отраженном свете.

Крыло бабочки методом темнопольной микроскопии.

Глутаминовая кислота

Губка

Есть идеи, что лучше всего смотреться под микроскопом? Дайте нам знать в комментариях ниже, пожалуйста.

Введение в микроскопическую фотографию

Лучшие фотографы внимательно относятся к деталям, даже к мельчайшим и самым простым деталям. Капли воды из крана, крошечные шипы красной розы и даже снежинки. Эти крошечные детали фиксируются объективом фотографа, и каждая из них рассказывает историю или цель.

Есть даже фотографы, которые сосредотачиваются на съемке этих крошечных объектов. Некоторые фотографы используют искусство микрографии или микроскопии для создания этих изображений.

Микроскопический снимок: стебель Pinus taiwanensis-однолетник, поперечный разрез. Автор фото: 石川 Shihchuan

Микроскопия — это искусство создания фотографий с помощью микроскопа. Микроскоп создает изображение, называемое микрофотографией. Он производит художественную визуализацию предмета. Создание художественных изображений с помощью микроскопа практиковалось издавна, особенно в 70-е годы. В настоящее время микроскоп — это больше, чем просто прибор, используемый в научных и медицинских целях; он стал новым средством выражения художественных впечатлений на различных платформах.

Как создать микрофотографию

Обычно оптический микроскоп используется для создания микрофотографии или микрофотографии. Однако большинство фотографов просто подключают свою цифровую камеру к микроскопу, чтобы снимать фотографии небольших объектов с большим увеличением. Для создания значимых, интересных и хороших изображений фотографу важно знать не только, как подключить микроскоп к цифровой камере, но также и то, что необходимо сделать с точки зрения техники, стиля и динамики камеры.

Таким образом, для фотографов-новичков очень важно следовать руководству.

Структура ячеек листа, 600x. Автор фото: small.pathological.ca

Руководство по микроскопии / микрографии

Прежде всего, вам нужно иметь подходящее оборудование, если вы хотите создавать хорошие микрофотографии. Ваше самое необходимое снаряжение должно включать:

Среди других важных предметов — дополнительные предметные стекла (чистые, конечно!), Ватные палочки или палочка с ватным наконечником для перемещения крошечных предметов, а также ткань, которую можно использовать в качестве фона (черный всегда лучший вариант).

Для цифровой зеркальной камеры рекомендуется камера с датчиком APS-C, поскольку она может увеличивать размер изображения до x 1,6 (по сравнению с полнокадровыми телами). Обязательно подвесьте корпус камеры над окуляром микроскопа с помощью штатива.

Чтобы получить хорошее окружающее освещение, используйте сильфоны и удлинительные трубки. В первую очередь используется встроенная подсветка микроскопа. Однако лучше добавить дополнительное освещение. Здесь на помощь приходит оптоволоконное освещение. Это поможет, если вы поэкспериментируете и сделаете несколько пробных снимков, прежде чем приступить к серьезной работе.

Когда у вас есть все необходимое снаряжение, вы можете переходить к выбору хорошего предмета. Вы можете найти вдохновение практически во всем, что видите или не видите. Если, например, вы обнаружите, что на ковре в гостиной скопились «нежелательные» частицы, попробуйте выполнить небольшое действие Эйнштейна и собрать небольшое количество из них с помощью щипца. Вы просто можете быть удивлены тем, что найдете! Крошечные брызги на стене или распустившийся цветок тоже могут быть действительно интересными объектами.Как всегда, позвольте себе остановиться на необычных нестандартных возможностях.

Микроскопия — крыло мухи. Фото BobMacInnes

Третий совет касается сосредоточенности. Увеличить крошечное изображение сложно, потому что нужно быть очень осторожным с элементами управления. Один из полезных приемов — сузить объектив камеры, чтобы изображение, которое вы пытаетесь захватить, проецировалось прямо на корпус камеры. Таким образом, вам не придется слишком беспокоиться о настройке фокуса камеры; вместо этого вы используете только органы управления фокусировкой микроскопа.Однако для этого потребуется много практики, поскольку изображение в видоискателе камеры и под микроскопом будет выглядеть по-разному.

Совет номер четыре: сделайте объекты максимально естественными. Они не должны казаться идеальными, хореографическими или безупречными; в противном случае у людей может сложиться впечатление, что изображения были обработаны в фотошопе, тщательно отредактированы или созданы на компьютере.

Дополнительная информация об освещении

При съемке крошечных объектов освещение решает все.Поэтому, даже если вы только начинаете, важно иметь хотя бы базовую информацию о различных стилях освещения, которые вы можете использовать для своих микроскопических снимков.

  1. Стиль освещения Darkfield: Если вы хотите добиться драматического эффекта, выберите стиль Darkfield. Расположив объект на черном фоне, вы создадите «блики».
  2. Стиль освещения Kohler: если вы предпочитаете подсветку с нейтральным эффектом, освещение Kohler должно быть вашим стилем.Освещение ровное, что идеально, если вы хотите, чтобы ваши крошечные объекты создавали «портретный вид».
  3. Поляризованное освещение: если вы хотите, чтобы ваши крошечные объекты отображали цвета радуги, используйте поляризованное освещение. Даже прядь волос окрасится радугой. Этот стиль освещения лучше всего подходит, если вы хотите раскрыть «невидимые» аспекты ваших объектов.

Эти советы для начинающих могут показаться вам довольно простыми, но они доказали свою полезность. Лучше всего попрактиковаться, попрактиковаться и потренироваться, прежде чем выйти и сфокусировать камеру на мельчайших деталях.

Ресурсы для дополнительной информации

Искусство микроскопии или микрографии необходимо постоянно практиковать и изучать. Таким образом, важно позволить себе продолжать совершенствоваться. Вот некоторые онлайн-ресурсы (включая конкурсы), которые могут оказаться полезными:

Интернет-ресурсов:

Офлайн / Опубликованные ресурсы:

Со всеми этими советами и ресурсами вы готовы выйти из своей зоны комфорта и попробовать микроскопическую фотографию.Он уникальный, интересный и определенно может привлечь внимание зрителей. Как упоминалось ранее, важно практиковаться; даже мастера находят время для практики. Кроме того, не забывайте экспериментировать со своими кадрами.

Экспериментирование даст вам больше возможностей для создания ваших самых творческих работ. Помните, что фотографии должны рассказывать историю. Используйте свое творчество, чтобы воспользоваться этим.

Глава 8: Биология: Фотография через микроскоп

Фотография через микроскоп

Любительские микроскопы и дешевые фотоаппараты

Можно совместить простой игрушечный микроскоп и одноразовую камеру.
делать потрясающие фотографии очень маленьких вещей.Техника сама по себе простота. Вы просто фокусируете микроскоп
внимательно на глаз, как обычно. Затем вы помещаете камеру
линзу вплотную к окуляру и сделайте снимок.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Результаты на удивление хороши.

Шток липы (тилия), 4-кратный объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Эти фотографии были сделаны одноразовым фотоаппаратом за 8 долларов.
Хотя оптика камеры явно не предназначена для конкуренции
с дорогими фотоаппаратами изображения остаются в силе до тщательного изучения,
как вы можете видеть, если вы нажмете на изображение, чтобы увеличить его.
Шток липы (Tilia), объектив с 10-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Главный недостаток одноразовой камеры — фиксированный фокус.
Позже мы увидим результаты использования камеры, которая может настраивать
фокусировка для получения более четких снимков. Но лучшая камера стоит
В 100 раз больше, чем одноразовые (хотя камера за 100 долларов
наверное сделал бы отличные снимки).

Ядро пшеницы, 4х объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Фотографии были проявлены в обычном режиме и отсканированы с помощью недорогого
цветной сканер (около 40 долларов.00).

Ядро пшеницы, объектив 10х.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Ядро пшеницы, объектив с 40-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Подборка микроскопов

Микроскоп изображенный на фото
ниже недорогой микроскоп
того типа, который обычно продается любителям
как мы. У него нет оптики под сценой, кроме вогнутого зеркала.
Он имеет три линзы объектива и один окуляр для увеличения.
40 раз, 100 раз и 400 раз.Это сделано компанией
позвонил Лабо, и, кажется, я заплатил за это около 100 долларов.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Лучшие микроскопы дают лучшие результаты. Следующий шаг — микроскоп
с подстадийным конденсатором.

Представленный ниже микроскоп сделан Eagle и стоит около 300 долларов.
В нем есть несколько важных улучшений.
Под сценой, куда вы помещаете слайд, находится большая линза.
система называется конденсатором. Эта система линз фокусирует
свет на образец.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Конденсатор подэтапа делает изображения более резкими и позволяет
управление освещением.О том, как это работает, мы поговорим позже.

Помимо конденсора, этот микроскоп имеет механический столик.
Это устройство для удержания слайда, которое позволяет оператору
поверните две ручки, чтобы плавно перемещать слайд влево и вправо или вверх и вниз.

Наконец, этот микроскоп имеет сменные окуляры, поэтому оператор
имеет выбор между широким полем зрения или крупным планом объекта. Этот
характеристика не так важна, как конденсатор подэтапа, так как более высокая
Оптический окуляр не покажет больше деталей (для этого вы используете более высокий
силовой объектив).Это как взорвать фотографию. Это делает
некоторые части изображения легче увидеть, но вы не получите дополнительной информации.

Следующий шаг в развитии любительских микроскопов показан ниже.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Это исследовательский микроскоп Celestron, который стоит около 700 долларов.

Celestron добавляет бинокулярные окуляры, лампу подсветки и
линза объектива с масляной иммерсией, позволяющая в 1000 и 1500 раз
увеличения.

Профессиональные микроскопы добавляют такие функции, как фазовый контраст,
дифференциальный интерференционный контраст, конфокальное лазерное сканирование
системы визуализации, эпифлуоресцентная микроскопия и другие функции
которые значительно улучшают способность видеть структуры и особенности
очень мелочи.Некоторые производители этих микроскопов
Никон и Карл Цейсс. В общем, у этих микроскопов есть цены
немного за пределами досягаемости обычного любителя.

Использование цифровых фотоаппаратов

Одноразовые фотоаппараты хороши тем, что они дешевы, и в них есть
маленькие линзы, которые позволяют просто направить их вниз
окуляр и сделайте снимок.

Более дорогие камеры обычно имеют линзы большего диаметра, что делает
жизнь сложнее. Линзы должны быть защищены от попадания света.
вокруг окуляра, и обычно необходимо использовать какой-то макрообъектив
чтобы окуляр заполнял фотографию.Однако более дорогие зеркальные камеры с одним объективом имеют преимущество:
в том, что они имеют видоискатели через линзы, так что вы можете видеть
как будет выглядеть изображение до того, как вы нажмете кнопку спуска затвора.

Проблема с пленочными фотоаппаратами заключается в том, что вам нужно подождать, пока не появится
пленка проявлена. С цифровыми камерами вы можете получить немедленные результаты.
Многие недорогие цифровые фотоаппараты имеют маленькие линзы, которые хорошо подходят
к размеру окуляра микроскопа, и у них часто есть
электронные видоискатели, которые показывают вам именно то, что видит камера, когда вы
сфотографировать.Одна цифровая камера, которую я люблю использовать для микрофотографии, — это Camedia 2020.
от Olympus (или его старшего брата 3030). Камедия фотографирует
разумного разрешения (1600 на 1200 пикселей на 2020 год, и
2048 г. по 1536 г. для 3030 г.). Они также могут снимать короткие фильмы, которые мы будем
экспериментируйте с позже.

Некоторые цифровые микрофотографии

Фотографии ниже были сделаны на камеру Camedia 2020 в высоком разрешении.
режим (1600 на 1200 пикселей). Снимки были обрезаны, чтобы исключить
большая часть черной рамки вокруг окуляра.
Стебель липы (Tilia), срезы и окрашивание, 4-кратный объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Тот же слайд, объектив с 10-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Кровь лягушки, объектив с 40-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Луковая кожа, объектив 10x.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Стебель тыквы, разрезанный и окрашенный, 4-кратный объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Стебель тыквы, разрезанный и окрашенный, объектив с 10-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Стебель тыквы, разрезанный и окрашенный, объектив с 40-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Сравнение микроскопов

Любитель с ограниченным бюджетом захочет узнать, что еще
Несколько сотен долларов можно купить за лучшие фотографии.

Ниже приведены несколько сравнительных фотографий, показывающих разницу между
микроскоп Labo за 100 долларов и Celestron за 700 долларов.

В Labo нет подэтапного осветителя, поэтому были исследованы слайды.
с вогнутым зеркалом, отражающим яркое облачное небо на
горка.Использовался осветитель Celestron, в результате чего цвета стали
синее, чем у той же горки, освещенной яркими облаками.

Все фотографии были сделаны камерой Camedia 2020 в режиме высокого разрешения.
Поскольку фактическое увеличение зависит от окуляра,
объектив камеры и настройки вашего монитора, а не
угадайте, насколько увеличено изображение, вместо этого я дам
сила линзы объектива, которая определяет
разрешающая способность или количество видимых деталей.
Окрашивание парамеций, 4-кратный объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Слева Celestron показывает немного больше деталей, но
разница на самом деле совсем небольшая. При малых увеличениях
недорогой микроскоп неплохо себя держит.

Окраска парамеций, 10-кратный объектив.

При большем увеличении Celestron (слева) показывает лучший контраст
и более четкая детализация.

Окрашивание парамеций, объектив с 40-кратным увеличением.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

С 40 целевыми мощностями ценность конденсатора подэтапа
начинает показывать.Celestron показывает больше деталей, а контраст
между макронуклеусом и остальной частью клетки выше. Тем не мение,
недорогой микроскоп по-прежнему отлично справляется с этими
окрашенные слайды. Использование пятен для усиления контраста может компенсировать
много не хватает оптического разрешения.

Окрашенный парамецией, 100-кратный масляный иммерсионный объектив.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Celestron имеет масляный иммерсионный объектив мощностью 100 единиц, который
другие микроскопы отсутствуют.В этом разрешении мы можем начать видеть
структура в макронуклеусе, особенно при фокусировке и
из глубины структур.

Контроль контраста

Большая часть работ в микроскопии направлена ​​на увеличение контраста.
между объектом и фоном. Один из самых ранних трюков
(вероятно, использованный первым микроскопистом Антони ван Левенгук)
темнопольное освещение.

Вы использовали этот трюк, чтобы видеть мелкие детали без микроскопа
каждый раз, когда вы наблюдали пылинки в лучах солнца.Пылинки освещены ярким солнечным светом, но темные
фона нет. Контраст яркой пыли и темноты
Shadows позволяет вам видеть пыль, которая обычно невидима.

Есть два основных метода достижения освещения темного поля.
в микроскоп. Для малых мощностей, когда расстояние между
объектив и объект относительно большой, вы можете просто
направьте сильный свет на объект и уберите все попадающие
снизу.

Для большего увеличения, когда линза объектива почти
прикоснувшись к предмету, этот способ не сработает.Что сделано
вместо этого использовать конденсатор подэтапа и небольшой
черная точка помещается между конденсатором и источником света.

Личинка комара, яркое освещение.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Личинка комара, темнопольное освещение.

[Нажмите на фото, чтобы увеличить]

Конденсатор проецирует изображение черной точки на
линза объектива, поэтому фон темный. Однако свет
по краям черной точки фокусируется на
объект, а мелкие детали ловят свет и отчетливо видны.
видны на темном фоне.

Видео через микроскоп

Ранее я упоминал, что Camedia 2020 и
другие цифровые камеры могут снимать видео, а также
фотографии. Ниже приведены несколько примеров. В
субъекты — остракоды, крошечные ракообразные, обитающие в
пресноводные пруды.

[Нажмите на фото для просмотра анимированного изображения ]

Для более амбициозных проектов нет ничего лучше хорошей цифровой видеокамеры.

Подопытный — микроскопический червь (возможно, планария).
и множество мелких инфузорий, таких как парамеции.
[Нажмите на фото, чтобы посмотреть видео]

Использование видеокамеры

как микроскопа .

Некоторые дешевые компьютерные видеокамеры имеют регулируемую
фокусирующими линзами, которые могут фокусироваться почти до
линза. Это позволяет направить камеру прямо
вверх, поместите предметное стекло микроскопа на кольцо объектива и
сосредоточиться на слайде.

Ниже показана камера Logitech QuickCam, обращенная вверх,
с предметным стеклом микроскопа наверху кольца линзы.
На видео показана процедура с закадровым голосом.
от автора (я! Привет!).
[Нажмите на фото, чтобы посмотреть видео]

Подопытный снова остракод (у меня куча
из них я держал как домашних животных в большой банке для
уже почти 2 года. Они едят рыбную пищу.)

[Нажмите на фото, чтобы посмотреть видео]

[Нажмите на фото, чтобы посмотреть видео]

Для получения дополнительной информации о микроскопах и микрофотографии см.
Рекомендуемая литература
раздел.

Далее: Прослушивание электрической рыбы

Очень вкусно

Некоторые из моих других веб-сайтов:


Отправить письмо на

Саймон Квеллен Филд
через
sfield @ scitoys.com

>

Google

(PDF) Фотосъемка с помощью микроскопа

Краткий отчет: Съемка фотографий с помощью микроскопа

Ричард Дж. Мод, * Гэвин С.К.В. Кох и Камолрат Силамут

Центр тропических болезней, Отделение клинической медицины Наффилда, Больница Джона Рэдклиффа , Оксфорд, Соединенное Королевство;

Mahidol-Oxford Tropical Medicine Research Unit (MORU), Факультет тропической медицины, Университет Махидол, Район Ратчатхеви,

Бангкок, Таиланд

Резюме.Мы описываем простой, экономичный и практичный метод получения цифровых фотографий

мужчин, визуализированных с помощью светового микроскопа. Можно использовать большинство моделей световых микроскопов и компактных цифровых фотоаппаратов и даже несколько камерофонов

. Этому методу быстро научиться, и его легко можно использовать в условиях ограниченных ресурсов. Его

можно использовать для диагностики в отдаленных районах и может быть чрезвычайно полезным для обучения.

Получение изображений клинических образцов, просматриваемых микроскопом

, может быть неоценимым как для диагностики, так и для обучения.Для фотосъемки с помощью микроскопа обычно требуется специально адаптированный микроскоп

с портом камеры, камера с системой перемещаемых линз

и адаптер для подключения камеры к порту

.

1

Это оборудование слишком дорогое для многих

лабораторий, особенно в развивающихся странах. Появление

недорогих компактных цифровых фотоаппаратов с дисплеями, которые точно отражают изображение, видимое через объектив камеры,

сделало возможным упрощенный метод фотографирования

через микроскоп.Практически любая комбинация светового микроскопа mi-

и компактной цифровой камеры с оптическим зумом (включая

, включая некоторые телефоны с камерой) может использоваться без необходимости в специализированном оборудовании. Полученные изображения могут быть мгновенно переданы по электронной почте или мобильному телефону

sage для дальнейшего своевременного исследования специалистом в другом месте

(например, для проверки видовой идентификации паразита). Таким образом, этот метод

имеет большой потенциал для улучшения клинической помощи

в условиях ограниченных ресурсов, в том числе в отдаленных районах.Он также en-

позволяет накапливать библиотеку местных клинических изображений

для использования в обучении сотрудников лабораторий и врачей и

для документации в исследованиях.

Минимальное оборудование, необходимое для этого метода, — это микроскоп

с окуляром и компактной цифровой камерой или фотоаппарат

с автофокусом, экспонометром через объектив, минимальным 3-кратным оптическим зумом

, ЖК-экраном и ЖК-экраном. микроскоп

с окуляром.Используется следующая методика:

1. Используя микроскоп, исследуйте образец на глаз и

выберите интересующую область и необходимое увеличение.

2. Увеличьте яркость источника света до максимальной.

3. Прижмите объектив камеры к окуляру микроскопа. Резиновый колпачок

над окуляром помогает устойчиво удерживать камеру

. На ЖК-экране камеры

будет виден небольшой кружок света.

4. Используйте функцию масштабирования камеры, чтобы увеличить размер круга

по мере необходимости.Самым сложным шагом является перемещение объектива cam-

на небольшое расстояние через окуляр для центрирования окружности

. После этого автофокус камеры должен саморегулироваться, чтобы получить четкое изображение

.

5. Отрегулируйте точную фокусировку микроскопа для максимальной четкости изображения

.

6. Если изображение слишком темное или зернистое, следует увеличить настройку ISO камеры

(обычно достаточно 100 или 200) или выбрать настройку

«темнота» или «ночное время», в зависимости от

модель камеры.Обратите внимание, что, как правило, чем выше ISO

, тем сложнее получить четкое изображение.

7. Держа камеру неподвижно, можно сделать снимок

, и изображение можно проверить, чтобы убедиться, что оно соответствует заводским требованиям. Чрезмерное размытие из-за дрожания камеры можно уменьшить до минимума с помощью пульта дистанционного управления, прикрепив камеру к микроскопу

с помощью липкой ленты или эластичных шнуров, или с помощью

сконструировав рамку для удержания камеры на месте.

На рисунке 1 показаны фотографии, сделанные с использованием этой техники.

Получено 23 мая 2008 г. Принято к публикации 26 мая 2008 г.

Адрес авторов: Ричард Дж. Мод, Гэвин С.К.В. Ко, и Ка-

молрат Силамут, Mahidol-Oxford Tropical Medicine Research Unit

(MORU ), Факультет тропической медицины, Университет Махидол, 3-й этаж

, здание 60-летия Чалермпракиат, 420/6 Ratchawithi

Rd., Ratchathewi District, Bangkok 10400, Thailand, Tel: + 66-2-203-

6333, Факс: + 66-2-354-9169.

Запросы на переиздание: Ричард Дж. Мод, Mahidol-Oxford Tropical Medi-

cine Research Unit (MORU), Факультет тропической медицины Mahidol

University, 3-й этаж, 60th Anniversary Chalermprakiat Building,

420/6 Ratchawithi Road, Район Ратчатхеви, Бангкок 10400,

Таиланд, тел .: + 66-2-203-6333, факс: + 66-2-354-9169, электронная почта:

[email protected]

СПРАВОЧНИК

1. Rost FWD, Oldfield RJ, 2000. Limited-Budget Photomicrogra-

phy.Фотография с микроскопом. Кембридж: Cambridge

University Press.

* Адресная корреспонденция Ричарду Дж. Моду, Махидол-Оксфорд

Отдел исследований тропической медицины (MORU), Факультет тропической медицины

Медицинский университет Махидол, 3-й этаж, Chalerm 60th Anniversary —

Prakiat Building, 420/6 Ratchawithi Road , Район Ратчатхеви,

Бангкок 10400, Таиланд. Эл. Почта: [email protected]

Am. J. Trop. Med. Hyg., 79 (3), 2008, стр.471–472

Авторские права © 2008 Американского общества тропической медицины и гигиены

471

Подключение камеры к микроскопу

Дополнительная информация о том, как подключить камеру к микроскопу:
Youtube Video | Подкаст, выпуск

Подключение камеры к микроскопу может быть чем-то вроде науки. Есть несколько решений. Некоторые из решений довольно недорогие, другие представляют собой самодельные решения, в то время как другие коммерческие варианты могут быть более дорогостоящими (но также могут доставить вам меньше всего проблем).У каждого подхода есть свои преимущества и недостатки. За последние годы я опробовал несколько подходов и теперь хотел бы дать вам краткий обзор возможностей.

Сначала основы

Есть несколько вариантов подключения камеры к микроскопу. Система камеры может быть подключена через специальную фототрубку на тринокулярной головке или может быть подключена к одному из окуляров микроскопа. В зависимости от настройки между камерой и объективом микроскопа может быть либо промежуточная оптика, либо нет.

  • Изображение, создаваемое объективом микроскопа, может быть непосредственно снято сенсором камеры, без окуляра или другой промежуточной оптики. Здесь объектив микроскопа создает реальное изображение прямо на датчике камеры. Объектив дает относительно большое изображение по сравнению с маленьким сенсором многих камер. Если сенсор не большой, может быть довольно много пустого увеличения и яркость изображения низкая.
  • Изображение, создаваемое объективом микроскопа, можно также пропустить через уменьшающую линзу до того, как достигнет сенсора камеры.Таким образом, изображение, создаваемое объективом микроскопа, уменьшается в размере, чтобы лучше соответствовать небольшому размеру сенсора цифровой камеры. Редукционная линза создает реальное изображение на датчике камеры. Без уменьшающей линзы изображение было бы слишком увеличено. Редукционная линза также дает более яркое изображение. Это улучшение первого пункта сверху. Эту систему используют окулярные камеры для микроскопов. Редукционная линза не является компенсирующим фотоокуляром и поэтому не исправляет ошибки линзы, вызванные объективами.
  • Изображение, создаваемое объективом микроскопа, сначала проходит через обычный окуляр. Таким образом создается виртуальное изображение, которое нельзя использовать для непосредственного создания изображения. Затем камера (со своим объективом) улавливает виртуальное изображение и проецирует его на датчик. Камера работает как глаз, который преобразует виртуальное изображение в реальное. Эта система используется в афокальной фотографии, в которой обычная компактная камера (со своим объективом и всем остальным) крепится перед окуляром.
  • Изображение, создаваемое объективом микроскопа, проходит через фотопроекционный окуляр (фотоокуляр), который затем проецирует реальное изображение на сенсор зеркальной камеры. Объективов камеры нет. Проекционный окуляр исправляет оптические ошибки, возникающие из-за объектива микроскопа. Эти фотопроекционные окуляры являются компенсирующими оптическими элементами. Это означает, что они предназначены для исправления различных ошибок линз, которые создают объективы, включая кривизну поля и хроматическую аберрацию.Поэтому эти проекционные окуляры зависят от производителя и должны соответствовать целям производителя. Помимо качества изображения, еще одним преимуществом является то, что между камерой и окулярами сохраняется парфокальность (т. Е. Оба изображения находятся в фокусе одинаково, и нет отклонения фокуса).

Давайте теперь посмотрим на несколько реальных приложений:

Подключение веб-камеры (самодельное решение)

Это была одна из моих ранних попыток подключить камеру к микроскопу.Я полностью снял веб-камеру и снял всю оптику. Если оставить оптику веб-камеры на месте (которая используется в афокальной фотографии), изображение будет слишком маленьким, поскольку большинство веб-камер имеют широкоугольную оптику. Затем я поместил электронику с прикрепленным датчиком в отдельную пластиковую коробку и прикрепил к ней короткую металлическую трубку для удобного размещения на тринокулярной головке. Не использовалась промежуточная оптика, и изображение проецировалось напрямую с объектива микроскопа. Убедитесь, что синий фильтр все еще находится перед датчиком (они довольно чувствительны к красному), в противном случае вам придется использовать синий фильтр «дневного света» (для фотографии) поверх галогенной лампы микроскопа.

Веб-камера, сделанная своими руками, крепится к микроскопу без промежуточной оптики. Датчик веб-камеры. Электроника удерживается на месте с помощью вспененного материала. Датчик устанавливается непосредственно на основной плате.

Преимущества:

  • Это было недорогое решение и работало достаточно хорошо. Пластиковый футляр был совсем недорого, а короткую металлическую трубку я получил от старого выброшенного телескопа. Мне повезло, что диаметр был в самый раз.
  • Веб-камера выводит на экран компьютера прямое изображение, которое можно легко сфокусировать.
  • Веб-камера прошла через компьютер, поэтому не было дрожания камеры, что привело к более стабильному изображению.

Недостатки:

  • Разрешение камеры было довольно низким (640 × 480 пикселей), но это можно решить, используя другую веб-камеру.
  • Гораздо большим недостатком было то, что объектив давал относительно большое изображение, а сенсор камеры был довольно маленьким. По этой причине было много пустого увеличения. Промежуточная оптика (уменьшающие линзы) уменьшила бы размер изображения и, следовательно, также сделала бы более яркое и резкое изображение.Однако эта оптика мне не была доступна.
  • Некоторое отсутствие парфокальности также может быть проблемой. Фокус камеры и окуляров не одинаковый. Объективы давали изображение на фототрубке на глубине 10 мм. Конечно, это место было недоступно для веб-камеры. Если отклонение слишком велико, это может стать проблемой для объектива, чтобы сдвинуть расстояние во время фокусировки.
  • Веб-камеры

  • часто имеют синий фильтр, закрывающий датчик, чтобы уменьшить эффект инфракрасного света, который придает всему изображению красноватый оттенок.Если снять этот фильтр с оптикой, то нужно добавить синий фильтр поверх подсветки микроскопа или в конденсор

Подключение аналоговой видеокамеры (самодельное решение)

Принцип был таким же, как и в решении с веб-камерой. Я заказал модуль цветной камеры наблюдения, без корпуса, только электронику, и установил его в алюминиевый корпус, который мой друг сделал для меня с помощью соответствующих инструментов. Я подключил камеру и к видеомагнитофону, и к телевизору.Преимущества и недостатки были очень похожи на решение веб-камеры.

Камера видеонаблюдения в алюминиевом корпусе. Промежуточной оптики нет. Корпус камеры выполнен из одной детали. Виден сенсор камеры. Основная плата (с сенсором) удерживается тефлоновыми кольцами (белое кольцо внутри).

Преимущества

  • Возможно быстрое отображение видео на телевизоре. Это делает его пригодным для использования в классных комнатах с телевизионными экранами. Нет необходимости передавать сигнал через компьютер.
  • Скорость в реальном времени и выше, чем при использовании более медленных веб-камер.

Недостатки

  • В отличие от веб-камер, требуется отдельный источник питания.
  • Аналоговое видео сейчас несколько устарело и разрешение ниже, чем у современных веб-камер.
  • Камера наблюдения должна быть совместима с телевизионной системой (NTSC, PAL или SECAM).
  • Для захвата неподвижных изображений на компьютере (или просто просмотра изображений на компьютере) требуется аналоговый видеовход, который есть не на каждом компьютере.

Подключение SLR

«Знаменитые» производители микроскопов имеют специальные решения для получения изображений для своих микроскопических систем. Это было самое дорогое решение, но оно также дало наилучшие результаты. Изображение с объектива микроскопа обрабатывается специальным фотопроекционным окуляром, который затем проецирует его непосредственно на датчик зеркальной (однообъективной) камеры. Проекционный окуляр исправляет все оставшиеся ошибки объектива от объективов.Я много работал с этой системой, и разрешение снимков очень высокое. Теперь у меня есть 18-мегапиксельная зеркальная камера, и это разрешение намного выше, чем разрешение микроскопа и образца.

Адаптер фотоокуляра устанавливается на фототрубке тринокулярной головки и удерживает фотоокуляр. Canon EOS 600D имеет откидной ЖК-экран. Это дает возможность сосредоточиться сидя.

Преимущества:

  • Обеспечивает наилучшее качество изображения.Проекционный окуляр корректирует хроматическую аберрацию, а также создает плоское поле зрения (так что стороны изображения не находятся в фокусе).
  • SLR

  • обладают широким динамическим диапазоном (как яркие, так и темные области можно снимать одновременно, без большой потери информации).
  • Некоторые SLR позволяют делать снимки в формате RAW. Они способны захватывать даже более высокую глубину цвета для более широкого динамического диапазона.
  • SLR

  • имеют высокое разрешение, часто намного выше, чем у специализированных камер для микроскопов (за ту же цену).
  • Сенсор зеркальных фотоаппаратов довольно большой, поэтому соотношение сигнал / шум высокое. Это делает его подходящим для фотосъемки при слабом освещении или фотосъемке с высоким ISO и очень коротким временем выдержки.
  • Можно соединить SLR с системой вспышки для микроскопа для микровспышки. Однако я никогда не пробовал этого.
  • SLR также можно управлять с компьютера для автоматической фотосъемки (так называемая съемка на привязи).
  • Некоторые современные цифровые SLR также позволяют записывать видео.Если нужно, это большое преимущество.

Недостатки:

  • Как правило, высокая стоимость как зеркальной камеры, так и связанных с ней переходных трубок, проекционных окуляров и т. Д. Проекционный окуляр и фототрубка зависят от производителя и могут быть относительно дорогими, особенно когда компоненты больше не производятся. Я где-то читал, что для SLR-камер также доступны переходные трубки, не относящиеся к конкретным производителям, но для этого нужно провести некоторое исследование. Для достижения наилучших результатов проекционный окуляр должен соответствовать объективам и размеру сенсора камеры.
  • Требуется специальная тринокулярная насадка с фототрубкой. Невозможно подсоединить SLR и фототрубку перед окулярной трубкой (которая выходит на 45 градусов по горизонтали) из-за ее веса.
  • Дрожание камеры во время съемки может быть намного выше, чем у других камер, и может немного размыть изображение, но для этого есть решения (большая выдержка, использование блокировки зеркала).
  • Live-view на экране компьютера не всегда возможен, это зависит от SLR.
  • Фотопроекционный окуляр должен быть от того же производителя, что и объективы микроскопа, в противном случае ошибки объектива не будут исправлены должным образом.
  • В моей системе используется фотопроекционный окуляр, разработанный для аналоговых 36-мм пленочных фотоаппаратов. Моя нынешняя цифровая камера имеет меньший размер сенсора, поэтому есть дополнительное увеличение и поле зрения не такое широкое. Может потребоваться сшивание изображений вместе с программным обеспечением для создания панорамы. Однако поле зрения намного шире, чем у веб-камеры и аналогового видео (сверху).Существуют различные проекционные окуляры для датчиков меньшего размера, они больше не производятся и поэтому относительно дороги.
  • SLR

  • нельзя использовать для афокальной фотографии, слишком большой диаметр объектива.
  • Не каждый производитель микроскопов может предлагать переходные трубки для SLR и соответствующие компенсирующие фотоокуляры, и может возникнуть необходимость в использовании продуктов, не зависящих от производителя. Однако они могут не обеспечивать высочайшее качество изображения.

Подключение компактной камеры (афокальная фотосъемка)

К счастью, можно делать снимки хорошего качества и с помощью обычных цифровых компактных фотоаппаратов.Это решение более экономично. Передняя линза компактной камеры должна быть достаточно маленькой, что обычно и бывает. Камера устанавливается на штатив, и снимок делается через окуляр микроскопа. Необходимо увеличить масштаб, а также правильно отрегулировать расстояние между камерой и окуляром. Доступны несколько адаптеров, которые позволяют закрепить компактную камеру на основании окуляра без каких-либо модификаций камеры. Эти зажимы используют разъем штатива камеры.

Триплод, удерживающий камеру, может быть установлен на столе или на полу. Важное значение имеет правильное центрирование и правильное расстояние от камеры до окуляра.

Преимущества

  • Не требуется тринокулярная головка, можно использовать уже имеющуюся камеру.
  • Также можно делать снимки от руки, без штатива, если достаточно света для короткой выдержки (но иногда это немного сложно).
  • Благодаря высокому разрешению компактных камер можно получить большой объем информации об изображении.
  • Также можно увеличивать и уменьшать масштаб.
  • Многие современные компактные камеры также позволяют записывать видеоклипы (HD)!

Недостатки

  • Существует вероятность виньетирования, если система неправильно настроена. Для правильной фотосъемки также необходимо использовать штатив, который занимает много места.
  • Теоретически наилучшее качество изображения не может быть достигнуто (по сравнению с подключением зеркальной фотокамеры к проекционному окуляру), но часто потеря качества не имеет значения.Причина этого в том, что на световом пути (объектив камеры) попросту больше линз, а также потому, что обычные окуляры не предназначены для фотографии.
  • Сначала необходимо проверить пригодность компактной камеры для микроскопии, не все компактные камеры могут работать одинаково хорошо (зависит от диаметра объектива камеры). Если объектив камеры больше выходного зрачка окуляра, то есть вероятность виньетирования (решение: увеличить больше).
  • Возможно, проблема заключается в искривлении поля.В этом случае сторона изображения не в фокусе, а центр в фокусе. Этот эффект можно уменьшить, увеличив масштаб.
  • Установка на штатив не очень удобна. Можно сделать переходную трубку, которая подключается непосредственно к камере. Затем эту трубку можно вставить в микроскоп как глазок. Можно использовать компактные камеры с резьбой для фильтра и подсоединять к этой резьбе переходную трубку.

Использование камеры мобильного телефона

Да, это тоже работает! Линза объектива мобильного телефона меньше изображения, создаваемого окуляром, поэтому это работает.Камера фокусируется на бесконечность.

Шатко, немного импровизировано, но возможно. Правильное расстояние от окуляра до камеры имеет решающее значение.

Преимущества

  • Быстро, просто, без дополнительных затрат и адаптации микроскопа.
  • Есть приложение для iPhone для микроскопии, которое вычисляет увеличение, стоит попробовать.
  • Фотографии могут быть отправлены прямо с телефона, если это необходимо.

Недостатки:

  • Для удержания камеры на правильном расстоянии от окуляра необходима очень устойчивая рука.Неправильное расстояние от камеры до окуляра приведет к виньетированию.
  • Камера обычно широкоугольная и покрывает все поле зрения. Изображение находится в круге. По этой причине пиксели тратятся впустую.
  • Решение несколько импровизировано (приходится держать мобильный телефон в руке), и я не использовал его регулярно.

Подключение специальной камеры микроскопа

Это мое любимое решение из-за его высокого удобства. Можно делать микроскопические наблюдения, не глядя в окуляр, только через монитор компьютера.Иногда это может быть более расслабляющим. Эти камеры подключаются непосредственно к компьютеру и полностью управляются через компьютер. Полное ручное управление возможно с камерой, которая у меня есть. Это абсолютно необходимо (особенно, когда нужно делать панорамные снимки). Перед камерой установлены уменьшающие линзы, поэтому яркость изображения и поле зрения увеличиваются (по сравнению с ранее сделанной веб-камерой). И для тех из вас, у кого нет тринокулярной головы: эти камеры можно установить вместо окуляра!

Камера имеет редуцирующую линзу и может быть установлена ​​на фотоэлементе.Камера также может быть прикреплена вместо окуляра. Камера также может быть прикреплена вместо окуляра — другой вид.

Преимущества

  • Самый удобный, относительно небольшой (по сравнению с подключением SLR).
  • Датчик изображения (в сочетании с уменьшающим объективом) также покрывает широкое поле зрения, но не делает изображение круговым (как при использовании камер мобильных телефонов).
  • Камера может оставаться на микроскопе, и мне не нужно отсоединять ее, как это было в моей зеркальной фотокамере.
  • Нет дрожания затвора, и все снимки сохраняются на жестком диске компьютера. Таким образом, можно сделать много изображений для покадровой съемки, не беспокоясь о том, что карта памяти заполнится.
  • Тринокулярная насадка не требуется! Эти камеры достаточно легкие, чтобы их можно было использовать вместо окуляра.
  • Эти камеры часто имеют байонет C или CS, к которому подсоединяется редукционный объектив. Следовательно, можно заменить уменьшающую линзу для получения другого увеличения.К сожалению, эти уменьшающие линзы трудно получить в одиночку, без камеры.

Недостатки

  • По сравнению с разрешением камеры, эти системы довольно дорогие (но вполне приемлемые). Я заплатил более 260 долларов (200 евро) за 3,1-мегапиксельную камеру микроскопа с уменьшающей линзой. Однако для моих целей более высокое разрешение не требуется.
  • Также необходимо иметь под рукой работающий компьютер для фотосъемки, поскольку фотоаппарат не может сохранять изображения.
  • Еще одним недостатком является то, что кабель USB подключается слишком медленно, чтобы обеспечить высококачественную запись видео. Движения не записываются плавно. Использование более низкого разрешения может решить проблему.
  • Редукционный объектив нельзя сравнивать с компенсирующим фотопроекционным окуляром, который исправляет ошибки объектива (и зависит от производителя).

Другие возможности, которые я не пробовал

  • Использование камеры, специально разработанной для микроскопа.Эти решения предлагают более крупные производители микроскопов. У камеры есть крепление, которое подходит только к микроскопам определенного производителя. Часто оптика камеры также совпадает с оптикой оставшегося микроскопа (компенсация ошибок объектива и т. Д.). Иногда эти камеры также имеют другие функции, которые обычно не встречаются в цифровых камерах, такие как автономная работа (подключение к компьютеру не требуется), подключение к локальной сети или даже отдельная панель управления камерой. Я предполагаю, что эти камеры интересны исследовательским учреждениям, которые хотят иметь готовое решение.
  • Снятие объектива компактной камеры и прикрепление изготовленного на заказ адаптера (с уменьшающим объективом или без него) к корпусу камеры. Эти адаптеры могут быть разработаны специально для камеры. Вам может быть интересна эта ссылка: Изготовление адаптеров для цифровых фотоаппаратов и микроскопов
  • Присоединение специального адаптера к компактной камере для удобной афокальной фотографии. Объектив камеры остается на камере. Адаптер проходит над объективом камеры и может быть подключен к окуляру без использования штатива.
  • Использование зажима для удержания камеры при афокальной фотографии. Я нашел один немецкий магазин, специализирующийся на любительской астрономии (!!), продающий эти держатели для микроскопов и телескопов. Держатель крепится к тубусу микроскопа и вмещает компактную камеру. Проверьте следующие ссылки, чтобы понять, что я имею в виду (я не связан с этим магазином): Ссылка 1 | Ссылка 2 | Ссылка 3 | У Amazon их тоже

Есть ли у вас еще предложения по подключению камеры? Используйте раздел комментариев ниже, чтобы поделиться своими мыслями!



Как создать невероятно большую глубину резкости с помощью микроскопической фотографии

В фотографии можно быть уверенным в том, что чем ближе мы приближаемся к нашим объектам, тем меньше становится наша глубина резкости.Если мы снимаем макрообъективом, у нас есть возможность полностью опустить наш объектив, чтобы увеличить глубину резкости. Иногда этого может быть достаточно, чтобы дать нам то, что нам нужно. А иногда и не может.

Если вы снимаете в микроскоп, то изменение диафрагмы — не вариант. Так что вам нужно проявить немного творчества. И здесь на помощь приходит наложение фокуса. После недавнего перехода на зеркальные фотокамеры для микроскопической фотографии канал YouTube The Thought Emporium решил объединить это видео о своей технике наложения фокуса микроскопической фотографии.

Принцип наложения фокуса довольно прост. Сделайте несколько снимков вашего объекта с фокусировкой на разных частях кадра. Снимайте достаточно, чтобы каждая часть кадра была резкой и в фокусе. Затем смешайте их все вместе в записи, чтобы создать окончательный результат.

Накопление фокуса предназначено не только для мелочей. Его можно применять и к очень большим. Например, он очень популярен для пейзажной фотографии. Но есть разные техники съемки небольших объектов.

  • Держите камеру и объект неподвижными и просто отрегулируйте фокусировку на объективе
  • Держите объект и сфокусируйтесь неподвижно и переместите камеру к объекту или от объекта
  • Держите камеру и сфокусируйтесь неподвижно и переместите объект к камере или от нее

У всех трех методов есть свои особенности, зависящие от того, что вы снимаете, от используемого оборудования и от того, как выровнены объекты. Первый из них наиболее простой, потому что ваша камера и объект остаются параллельными друг другу для каждого изображения.

Когда вы перемещаете камеру или объект, это должно происходить точно по плоскости фокуса. Если немного повернуть камеру или объект между изображениями, можно получить совершенно другую перспективу. И когда ваш объект настолько близок, эта разница может стать очень очевидной.

Но для микроскопа это последний вариант. Поскольку камера на самом деле смотрит не прямо на объект, а через объектив микроскопа, нет смысла перефокусировать камеру или перемещать ее.Это принесет больше вреда, чем пользы. Также есть небольшая проблема в перефокусировке объектива микроскопа, когда нужно просто отрегулировать высоту поверхности, на которой находится объект.

К счастью, микроскопы имеют идеальную конструкцию, позволяющую сохранять движение параллельно линзе. Слайд размещается так, что ближайшая часть объекта находится в фокусе, и делается фотография. Ползун поднимается, чтобы переместить объект ближе к объективу и сдвинуть плоскость фокуса дальше «вниз» по объекту.Сделан еще один выстрел. Промойте и повторяйте, пока не закончите.

Если вы используете что-то вроде макрообъектива, а не микроскопа, возможно, вам стоит подумать о том, чтобы подобрать планку макро-фокусировки.

После того, как вы сняли достаточно изображений, чтобы охватить всю глубину объекта, можно просто загрузить их в Photoshop. Загрузите изображения как отдельные слои на один холст и сообщите Photoshop о необходимости автоматического выравнивания слоев из меню «Правка». Выберите «Авто» и нажмите ОК. Через некоторое время Photoshop выровняет все слои так, чтобы острые части каждого совпадали друг с другом.

Наконец, снова выберите Auto-Blend Layers в меню Edit. Выберите «Сложить изображения» и нажмите «ОК». Это может занять некоторое время, но оно того стоит. В конце вы увидите изображение, которое должно быть четким спереди назад.

Единственное предостережение при наложении фокуса — это то, что ваша сцена должна оставаться статичной перед камерой.