Anleitung für die Bearbeitungssoftware Gwyddion

Transkript

1 Anleitung für die Bearbeitungssoftware Gwyddion Abbildung 1: Bearbeitete Aufnahme einer CD erstellt von Daniela Feigl Karlsruhe, den 30. November 2012

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3 Inhaltsverzeichnis 1 Herunterladen 1 2 Önen 1 3 Bild laden 2 4 Funktionen zur Bildbearbeitung Data Process Tools Beispiel 11

4 1 Herunterladen Das Programm Gwyddion ist eine Freeware, die speziell für die Bearbeitung von Rastersondenmikroskopaufnahmen entwickelt wurde. Auf der Internetseite können Sie die Software unter der Rubrik Downloads kostenlos herunterladen. 2 Önen Nach der Installation kann Gwyddion mit dem Desktopsymbol gestartet werden. Abbildung 2: Desktopsymbol Abbildung 3: Software-Oberäche 1

5 3 Bild laden (1) File Open (2) zu bearbeitende bmp-datei auswählen Open Abbildung 4: Open File (3) Gröÿe des aufgenommenen Bildausschnitts eingeben bei Width (Height nimmt automatisch den gleichen Wert an) (4) Z-scale (Skalierung der z-achse) eingeben (5) OK klicken (6) Es önet sich ein neues Fenster mit dem ausgewählten Bild, das nun bearbeitet werden kann. 2

6 Abbildung 5: Import PNG Abbildung 6: Fenster mit dem zu bearbeitenden Bild 3

7 4 Funktionen zur Bildbearbeitung Im Folgenden werden einige grundlegenden Funktionen angeführt, die Ihnen bei der Bildbearbeitung nützlich sein können. Gwyddion verfügt über deutlich mehr Möglichkeiten, die hier nicht alle aufgeführt werden können. Dies sollte Sie aber nicht daran hindern, weitere Funktionen auszuprobieren. 4.1 Data Process Um die Daten aus Ihrem geladenen Bild zu bearbeiten, können Sie die Symbole unter Data Process im Fenster von Gwyddion nutzen. Abbildung 7: Schnellauswahl Data Process (1) Shift minimum data value to zero Setzt den kleinsten Wert der Skala auf null. (2) Correct horizontal scars (strokes) Korrigiert horizontale Fehlerstellen automatisch. Die Funktion kann mehrmals hintereinander angewendet werden. (3) Rotate by arbitrary angle Dreht das Bild um einen angegebenen Winkel. Diese Funktion bietet sich an, bevor Sie einen bestimmten Bereich des Bildes ausschneiden möchten. (4) Automatically correct rotation in horizontal plane Dreht das Bild automatisch. 4

8 (5) Display a 3D view of data Önet ein neues Fenster mit einer 3D-Ansicht der Aufnahme. In diesem kann die Aufnahme gedreht, vergröÿert bzw. verkleinert und gefärbt werden. Abbildung 8: 3D-Ansicht (6) Shade data Schattendarstellung verleiht dem Bild eine räumliche Wirkung. Abbildung 9: Shading 5

9 Ebenso können Sie über den Menü-Punkt Data Process auf weitere Funktionen zugreifen, wie beispielsweise: (1) Basic-Operations Dimension and units... Einstellung der Abmessungen des Bilds und Korrektur der Höhe. Abbildung 10: Dimensions and Units (2) Basic-Operations Invert values Invertiert die Daten. (3) Basic-Operations Tilt Verkippt die Aufnahme um den angegebenen Winkel. (4) Basic-Operations Flip Spiegelung (5) Level Plane Level Es wird eine Ebene durch alle Bildpunkt berechnet und diese wird von den Daten abgezogen. Dieser Vorgang geschieht automatisch und kann eine geringe Verkippung der Aufnahme beheben. 6

10 (6) Presentation Dieser Menüpunkt enthält verschiedene Darstellungsmöglichkeiten. Abbildung 11: Übersicht der Funktionen über die Menüwahl 7

11 4.2 Tools Auch an dieser Stelle können Sie die Aufnahme mit Hilfe der Auswahl-Symbole bearbeiten und auswerten. Abbildung 12: Schnellauswahl Tools (1) Extract Proles Ermöglicht die Vermessung des Prols. Markieren Sie auf Ihrer Aufnahme die Gerade, die Sie ausmessen möchten. Sie können auch mehrere Prole gleichzeitig erstellen. Abbildung 13: Beispiel für ein Prol 8

12 (2) Distance Tool Messen von Abständen. Markieren Sie dazu den Anfangspunkt und ziehen sie eine Linie zum Endpunkt. Es önet sich ein Fenster, indem die Werte abgelesen werden können. Abbildung 14: Distance (3) Interpolate small defects Manuelle Korrektur kleiner Fehlstellen, Verschmutzungen etc. Abbildung 15: Remove Spots 9

13 (4) Crop Data Rechteckiges Zuschneiden der Aufnahme. Nach der Auswahl des Ausschnitts önet sich ein neues Fenster mit dem ausgeschnittenen Bereich. (5) Basic Filters Filter wie Mittelwert, Median, usw. Sie können den Filter über die gesamte Aufnahme legen oder nur über eine bestimme Stelle, die Sie im Bild markieren. Abbildung 16: Basic Filter (6) Level data by tting a plane through three points Korrigiert eine leichte Verkippung bezüglich einer Ebene, die durch drei Punkte festgelegt wird. Die Anpassung erfolgt so, dass im korrigierten Bild die Punkte in der gleichen Ebene liegen. 10

14 5 Beispiel Für die Möglichkeiten, die Ihnen Gwyddion zur Bildbearbeitung bietet, sollen Ihnen die folgenden Bilder einen Einblick geben. Als Beispiel wurde eine Aufnahme der Kalibrierprobe gewählt. Abbildung 17: ursprüngliche Aufnahme Als erstes wurden die Fehlzeilenkorrektur und die manuelle Korrektur von Fehlstellen durchgeführt. Anschlieÿend wurde das Minimum als Nullpunkt gewählt, was zu einer bei null beginnenden Skala führt. Danach wurde noch der Median-Filter verwendet, welcher bewirkt, dass das Bild nicht mehr so körnig wirkt. Dieser Eekt ist sehr gut in der 3D-Ansicht erkennbar. Die Oberäche sieht in der Original-Aufnahme sehr rau und unregelmäÿig aus. Bei der bearbeiteten Aufnahme wirkt sie dagegen ebener. 11

15 Abbildung 18: Aufnahme nach den ersten Bearbeitungsschritten Abbildung 19: Aufnahme nach Bearbeitung mit dem Median Filter 12

16 Die Veränderungen durch die Bearbeitungen können auch in 3D betrachtet werden. Abbildung 20: 3D-Darstellung der Orginal-Aufnahme Abbildung 21: 3D-Darstellung der bearbeiteten Aufnahme Abbildung 22: Ausschnitt aus der 3D-Darstellung der bearbeiteten Aufnahme 13