Einleitung
Einführung in  
 Kompaktkameras
Technische Grundlagen
Vorteile der 
 Digitalfotografie
Schwarz-Weiss- 
 Digitalfotografie
Praktischer Einsatz  
 von Kompaktkameras
Erprobte Modelle
Bewertung von 
 Kompaktkameras
Einführung in  
 Spiegelreflexkameras
Vor- u. Nachteile v. 
 Spiegelreflexkameras
Adaptation von  
 Spiegelreflexkameras
Erprobung von  
 Spiegelreflexkameras
Bewertung von  
 Spiegelreflexkameras
Verwendung von  
 Elektronenblitzgeräten
Empfehlungen zur  
 Auswahl einer Kamera
Einführung in 
 Stacking-Software
Optische Steigerung 
 der Tiefenschärfe
Funktionsweise von 
 Stacking-Software
Erprobte Programme
Ergebnisse der  
 Software-Tests
Bewertung der  
 Stacking-Software
Einführung in  
 Astro-Filter
Getestete Astro-Filter
Ergebnisse  
 der Filtertests
Bewertung  
 der Astro-Filter
Einführung in  
 Ringartefakte
Beschreibung der 
 Ringartefakte
Physikalische Aspekte  
 von Ringartefakten
Schlussfolgerungen  
 über Ringartefakte
Großflächige Objekte
Literatur,  
 Quellennachweis
Eigene Publikationen 
 zur Mikroskopie
Links
Impressum, Kontakt
Bewertung der Stacking-Software

Die erprobten Computer-Programme ermöglichen eine rechnergestützte substanzielle Steigerung der Tiefenschärfe mikroskopischer Bilder. Die sonst in der Lichtmikroskopie üblichen Limitierungen der Fotodokumentation dreidimensionaler Objekte können auf diese Weise überwunden werden. Die erhältlichen Ergebnisse sind bei entsprechenden Objekten rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen vergleichbar oder zumindest ähnlich. Als Vorteil kann herausgestellt werden, dass lichtmikroskopische Bildrekonstruktionen im Unterschied zur Raster-Elektronenmikroskopie eine Objektdarstellung in natürlicher Farbe ermöglichen.

Aus der Funktionsweise der jeweiligen Software ergibt sich zwangsläufig, dass die Technik einer rechnergestützten Bildüberlagerung aus einer Serie von Einzelaufnahmen naturgemäß nur bei statischen Objekten einsetzbar ist, d.h. bei Objekten, welche sich im zeitlichen Verlauf der Bildserienerstellung weder bewegen noch in ihrer Form verändern. Sofern bewegte Objekte höherer Tiefenausdehnung in hinreichender Gesamtschärfe fotografiert werden sollen, bleibt nur die vorbeschriebene Möglichkeit einer optischen Verbesserung der Tiefenschärfe durch Erstellung einer Auschnittsvergrößerung aus einer einzelnen, schwächer vergrößerten Originalaufnahme.

Unabhängig von der erreichbaren fundamentalen Erhöhung der Tiefenschärfe können mit Hilfe einer rechnergestützten Bildüberlagerung bei statischen Objekten weitere wesentliche qualitative Verbesserungen erreicht werden.

  • Artefakte können verringert oder vollständig eliminiert werden.
  • Helligkeitsgegensätze können durch Überlagerung von Belichtungsmessreihen ausgeglichen werden.
  • Visuelle Fokussierungenauigkeiten können durch Überlagerung mehrerer separat fokussierter Aufnahmen  kompensiert werden.

Strukturen im Grenzbereich der lichtmikroskopischen Darstellbarkeit können durch Überlagerung mehrerer Einzelaufnahmen deutlicher hervorgehoben werden.

Die beschriebenen erweiterten bzw. ergänzend einsetzbaren Techniken (Double stacking, Verwendung von Lichtquellen unterschiedlicher Farbtemperatur, Bildrekonstruktionen im monochromatischen Licht) können zusätzlich zur Verbesserung der Bildinformation beitragen.

Die Programme Combine Z 5, Helicon Focus und Picolay führen bei den meisten Routineapplikationen zu vergleichbaren Ergebnissen. In der Lupen- bzw. Stereomikroskopie sollte Combine Z 5 bevorzugt werden, da diese Software eventuelle Zentrierabweichungen der Einzelbilder infolge Bildversatz gut kompensiert.

Für Arbeiten im monochromatischen Licht sind Helicon Focus und Picolay prädestinierter, da Combine Z 5 mit der Konturerkennung monochromatischer Bilder nach eigenen Testungen meist überfordert ist.

Software zur Überlagerung astrofotografischer Videobilder (z.B. Registax) ist für mikroskopische Zwecke weniger empfehlenswert. Dies deckt sich mit der Erfahrung anderer Autoren, welche alternative Astro-Software (Astrostack, InnoStack) getestet haben (Hart, 2003). Andererseits könnte solche Software für Mikroskopiker von Interesse sein, welche auch von unbewegten Objekten digitale Videofilme drehen und aus den Einzelbildern ihrer Video-Sequenzen schärfeoptimierte und artefaktbereinigte Standbilder rekonstruieren möchten.

Getestet wurde die jeweilige Software anhand digitaler Mikrofotos. Wenn analoges Bildmaterial qualitativ hochwertig digitalisiert wird, kann auch dieses bei Bedarf in gleicher Weise Software-gestützt optimiert werden.

Da die herstellerseitigen Voreinstellungen sehr ausgewogen sind, kann die jeweilige Software ohne benutzerseitige Konfigurationsänderungen bei einfacher Handhabung mit überschaubarem Arbeitsaufwand eingesetzt werden. Die Bearbeitungszeit für übliche Bildserienlängen liegt je nach Rechnerleistung im Bereich weniger Minuten; daher erscheint die erhältliche Software auch gut geeignet, zur Optimierung der Dokumentationsqualität in mikroskopische Routineabläufe integriert zu werden.

Attraktiv sind auch die Budget-schonenden Bezugsbedingungen der getesteten Software (Freeware oder Shareware zu überschaubaren Lizensierungspreisen). Nach Maßgabe anderweitig publizierter Testergebnisse stehen die erhältlichen Resultate unter Aspekten der Bildqualität den Ergebnissen deutlich kostspieligerer professioneller Bearbeitungssoftware nicht nach (z. B. Image Pro und AnalySIS, getestet von Günther, 2006 oder AutoMontage, getestet von Hart, 2003).

Im Hinblick auf eine nahezu unbegrenzte Steigerungsmöglichkeit der Tiefenschärfe stellt die softwaregestützte 3 D-Rekonstruktion einen ”Quantensprung” dar, welcher die Möglichkeiten der lichtmikroskopischen Fotodokumentation räumlicher Objekte durchgreifend verbessert und geeignet erscheint, im lichtmikroskopischen Vergrößerungsbereich die Lücke zwischen Licht- und Rasterelektronenmikroskopie zu schließen.

Von praktischem Nutzen ist auch die Option, sehr ausgewogen exponierte Bilder von Objekten mit hohen Lichtgegensätzen zu erhalten, wenn mehrere unterschiedlich belichtete Aufnahmen im automatisierten Bearbeitungsprozess überlagert werden. Dies gilt auch für die Möglichkeit, durch Überlagerung mehrer Einzelbilder Rausch- und Überstrahlungsartefakte zu verringern.

Zusammenfassend kann die beschriebene Software jedem Mikroskopiker empfohlen werden, der Mikrofotografie betreibt und die ansonsten bestehenden technisch-physikalisch bedingten Limitierungen der erreichbaren Tiefenschärfe überwinden bzw. einige sonstige qualitätsbestimmende Parameter verbessern möchte.

 Copyright: Jörg Piper, 2007