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Low Budget 3D Mikroskopie: So gelingen faszinierende 3D-Transformationen einer Z-Stapel Bildserie in der Mikroskopie und Makroskopie

Wie schaffte ich es, Oberflächenstrukturen wie Verschleiß und Oberflächen-Rauheit sichtbar zu machen? Wie kann ich ein Objekt unter dem Mikroskop so fotografieren, dass es optisch fast aus dem Bildschirm hüpft?

In der Mikroskopie und Makroskopie kommt zur Erhöhung der Tiefenschärfe immer öfter die Fokus Stacking Technik mit entsprechender Software zum Einsatz. Speziell bei höheren Vergrößerungen ab etwa 30x, wo die Schärfentiefe aus physikalischen Gründen sehr gering wird, werden gerne Serienbildaufnahmen gemacht. Mit über 100 Einzelbildern, die jeweils unterschiedlich fokussiert werden (Z-Stapel), können mittels einer Software perfekte Bilder mit unglaublicher unendlicher Tiefenschärfe zusammengefügt werden. 

Wir haben diesen Vorgang mit einer einfachen, handelsüblichen Knopfzellen-Batterie durchgeführt:

Die Bildstapel werden beispielsweise mit einem motorisierten Schlitten (Stackshot) und der Steuersoftware Helicon Remote erstellt. Der fertige Bildstapel mit über 100 Einzelbildern wird dann mit der Helicon Fokus Software verarbeitet. Durch das automatisierte Erstellen der Einzelbilder wird sichergestellt, dass die Schrittweite immer konstant ist. Der Anwender benötigt nur wenige Klicks und ein paar Minuten Zeit, um ein fertiges Bild zu erhalten. Das erhöht den Workflow enorm.

Mit unseren LM Makroskopen und Fotomikroskopen, welche für diese Technik optimierte Objektve besitzen, kann eine optimale Bildqualität jedes einzelnen Bildes erreicht werden. Unsere Geräte sind auf maximales Auflösungsvermögen hin entwickelt worden.

Hier zu sehen: LM Makroskop mit Stackshot-System von Cognisys

Das LM Makroskop besitzt einen zentrischen Strahlengang und ist dadurch deutlich leistungsfähiger als vergleichbare Systeme mit doppeltem Strahlengang oder als konventionelle Stereomikroskope. Durch den modularen Aufbau ist man in der Anwendung äußerst flexibel, eine Vielzahl von Vergrößerungskombinationen (3x - 18x) ist je nach Kombination der Tubuselemente möglich. Die Objektive sind auch ohne Stativ erhältlich.

Wenn der Z-Stapel einmal vorhanden ist, starten man den Render-Vorgang.

Danach wird der Datensatz mit einem Klick in ein 3D-Modell exportiert.

Hier zu sehen: Video einer Anwendung

In dem Helicon Erweiterungsmodul "3D viewer" kann das Objekt im Raum beliebig gedreht und mithilfe einer Box noch räumlicher dargestellt werden:

Diese Technik ist für nahezu alle mikroskopische Verfahren geeignet: Hellfeld, Dunkelfeld, Auflicht, Fluoreszenz - und das bei jeder Vergrößerung!

Durch den Einsatz modernster Kamerasensoren in digitalen Spiegelreflex- und Systemkameras, die bis über 40 Megapixel Auflösung und einen riesigen Dynamikbereich bieten, lässt sich ein sehr genauer 3D-Datensatz produzieren. Unsere Kameraempfehlung hilft Ihnen, die geeignete DSLR für Ihre Anwendung zu finden!