Anleitungen fotografische Technik Zusammenfassung Anhang. Mikrofotografie Th.
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- Martin Beck
- vor 8 Jahren
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Transkript
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2 Vorteile und spezielle Problemlösungen für die professionelle digitale Mikrofotografie in der Zytologie und der Hämatopathologie 91. Jahrestagung DGP / 25. Jahrestagung DGZ
3 Vorbemerkung Film oder digitales Bild Kameras für die Digitalfotografie warum eigene Entwicklung Vorbemerkung keine materielle, kaum technische Unterstützung durch Hersteller Aussagen gelten wohl für alle Marken Aussagen gelten für Zytologie und Histopathologie (panoptisch und Zyto/Histochemie) gezeigte Bilder nicht geschönt!... Mitschreiben nicht nötig! Der Vortrag steht im Netz (s.u. Fußzeile)
4 Vorbemerkung Film oder digitales Bild Kameras für die Digitalfotografie warum eigene Entwicklung Film oder digitales Bild Vorteile der digitalen Fotografie Der Film stirbt aus. Die digitale Fotografie hat Vorteile: sofortige Bildkontrolle umgehende Verwendung der Bilder Nachbearbeitung leicht möglich Farbe, Helligkeit, Kontrast, Ausschnitt... absolut korrekte Farbwiedergabe spezielle en anwendbar: erweiterte Schärfentiefe (Z-stack, deep focus ) erweiterte Dynamik ( dynamic range enhancement ) Mosaik ( virtual slide )
5 Vorbemerkung Film oder digitales Bild Kameras für die Digitalfotografie warum eigene Entwicklung wie kann man digital fotografieren steigende Auflösung Videokamera mit Framegrabber ( px = 0.44 MP) (PAL) 2. Digicam mit Objektiv und Mikroskop-Adapter (4 7 MP) 3. Speziallösung vom Mikroskop-Hersteller (Zeiss: 14.4 MP) 4. DSLR: Spiegelreflex-Kameragehäuse mit Mikroskop-Adapter (Canon: 16.7 MP). Qualität ˆ Dia-Film 5. Mittelformat-Kameragehäuse mit Mikroskop-Adapter und digital back (PhaseOne: 39 MP). Qualität: > Dia-Film und < Mikroskop-Auflösung
6 Vorbemerkung Film oder digitales Bild Kameras für die Digitalfotografie warum eigene Entwicklung warum eigene Entwicklung Speziallösungen vom Mikroskophersteller sind geschlossene Systeme sehr teuer DSLR-Profikamera-Entwicklung ist stürmisch (technisch, finanziell ) DSLR-Kamera ist anderweitig einsetzbar (Makro, Patientenfoto) Standard-Programme sind frei kombinierbar
7 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) meine Zusammenstellung von Geräten und Programmen Standard-Lichtmikroskop mit -Optik (Objektive 1.25 bis 100) professionelle DSLR (11 MP) (RAW-Bilder 12-Bit) Systemblitz via Lampenhaus Software (SW): professionelle SW für Bildentwicklung (digitale Dunkelkammer) professionelle SW und Target für Farbverwaltung freie oder professionelle SW für Dynamikerweiterung professionelle SW für Bildarchivierung freie SW für Z-Stapel
8 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Beispiel DSLR vs. Videokamera bei Objektiv 100 * Blutausstrich: Leukämiezellen: Pappenheim-Färbung: Digital vs. Video Bildfläche (im Original) D/V = 4/1 D: EOS1Ds 100* V: *
9 Anleitungen verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Auflösung DSLR vs. Videokamera bei Objektiv 100* Objektträger-Strichplatte: Ausschnitt: Digital vs. Video Bildfläche D/V = 4/1 D: EOS1Ds 100* V: * Übersicht Mikrofotografie Th. Binder
10 Anleitungen verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Auflösung DSLR vs. Videokamera bei Objektiv 20* Objektträger-Strichplatte: Ausschnitt: Digital vs. Video Bildfläche D/V = 4/1 D: EOS1Ds 20* V: * Übersicht Mikrofotografie Th. Binder
11 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Auflösung DLSR bei Objektiv 2.5* (USAF-Target) Linienpaare/mm Gruppe7 Element 1: 128 Gruppe7 Element 2: 144 Gruppe7 Element 3: 161 Gruppe7 Element 4: 181 Gruppe7 Element 5: 203 Gruppe7 Element 6: analoger Film: ca. 160 LP, wie Element 3 D: EOS1Ds 2.5* (Ausschnitt)
12 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Scharfstellen und Belichtung der Aufnahmen Scharfstellen (Fokus): per Auge Wackelfokus (Parallax-Technik) Fernrohr (4*) auf Okular Bildausschnitt ohne Tiefe Videokamera gesamtes Bild ohne Tiefe Videokamera mit Fokus-Software (Fourier hohe Frequenzen) Videokamera auf DSLR-Sucher zeigt vergrößerten Ausschnitt des DSLR-Sucherbildes (Fokuskamera) Beleuchtung: Mikroskop-Beleuchtung (Halogenlampe 2800 K) Blitzlicht (5500 K) LED-Beleuchtung (nur monochromatisches Licht!)
13 Anleitungen verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Scharfstellen: mit Fokuskamera erkennbare Ebenen Zytologie: Makrophage mit Granula: Pappenheim-Färbung: EOS1Ds Objektiv 40* Mikrofotografie Th. Binder
14 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Entwicklung, Farbmanagement, Archivierung Entwicklung von Rohbildern zu Gebrauchsbildern Rohdaten bleiben erhalten verlustfreie weitere Bildverarbeitung Farbmanagement berücksichtigt Farbverhalten von Beleuchtung + Kamera + Bildschirm + Drucker richtige Farben Bildarchivierung mit Patientendaten, (ICD-) Diagnosen etc. kein Datenmüll
15 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Erweiterungen: Z-Stapel, Dynamikerweiterung, Mosaik Kombination mehrerer Aufnahmen in verschiedenen Ebenen gesamte Dicke des Präparates scharf abgebildet (Z-stack, deep focus ) Kombination verschieden heller Belichtungen gesamter Helligkeitsumfang des Präparates abgebildet ( dynamic range enhancement ) Zusammenfügung mehrerer Aufnahmen gesamtes Präparat abgebildet ( virtual slide )
16 verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Abbildung eines Fliegenkopfes, 37 Aufnahmen fly: Ebene 1, 19, 37 und Alles aus 37 Ebenen zusammengesetzt: Ebene 01 (oben) Ebene 19 (Mitte) Ebene 37 (unten) A = Z-Stapel
17 Anleitungen verwandte Geräte und Programme Bildbeispiele: Auflösung Fokus und Beleuchtung Bildbeispiel: Fokus Entwicklung, Farbverwaltung, Archivierung erweiterte Bildbeispiele: Z-Stapel ( deep focus ) Abbildung der gesamten Präparate-Dicke Zytologie: Ovarialkarzinom: Psammomkörperchen: Pappenheimfärbung: EOS1DS Objektiv 5* 8 Ebenen zusammengesetzt: Ebene 5 (unten) Ebene 3 bis 10 Ebene 8 (oben) Mikrofotografie Th. Binder
18 mit einer Profi-Spiegelreflexkamera sind sehr gut aufgelöste Bilder erreichbar (Auflösung Dia) optimal scharfe Bilder sind nur mit Hilfsgeräten erreichbar korrekte Farbdarstellung ist nur mit durchgehendem Farbmanagement möglich eine freie Gerätezusammenstellung ist verfügbaren Komplettlösungen der Hersteller überlegen und billiger meine digitalen Fotos zeigen das, was ich am Mikroskop sehe: hochaufgelöste scharfe farbrichtige Bilder mit hoher Schärfentiefe und großer Dynamik
19 Anleitungen Bildbeispiel: Knochenmark-Histologie B-NHL, Splenomegalie, mit Siegelring-Plasmazellen: Immunhistologie: CD138 Mikrofotografie Th. Binder
20 Tabellen Formeln Kameras Diskussionspunkte für Mikrofotografie erforderliche Kamerauflösung (Zeiss)
21 Tabellen Formeln Kameras Diskussionspunkte Auflösung verschiedener analoger Filme
22 Tabellen Formeln Kameras Diskussionspunkte einige wichtige Formeln Auflösung des Objektivs: δ = λ 2 A [nm] λ: Wellenlänge des Lichts; A: Apertur des Objektivs bildseitige Apertur des Mikroskops: A=Objektiv-Apertur/Vergrößerung des Objektivs Auflösung des Zwischenbilds [Linienpaare/mm] (bei 30% Kontrast): LP=3000 * bildseitige Apertur erforderliche Pixel des Bildaufnehmers (lange Kante): px=2*auflösung des Zwischenbilds [Linienpaare/mm]*Kantenlänge des Bildaufnehmers (lange Kante) [mm]
23 Tabellen Formeln Kameras Diskussionspunkte einige Kamera-Beispiele Videokamera 2/3 Zoll-Sensor: Kantenlänge 8.5mm * 6.4mm Canon EOS1Ds Mk2: 4992 * 3328 px, 36mm * 24 mm PhaseOne P45+: 7216 * 5412 px, 49.1mm * 36.8 mm
24 Tabellen Formeln Kameras Diskussionspunkte einige Diskussionspunkte Nyquist-Theorem (Auflösung: Sensor Objekt = 2 1 ) Modulations Transfer Funktion (MTF) Herstellerangaben über Auflösung oft bei nur 30% Kontrast Auflösung je nach Vergrößerung und Objektiv-Typ unterschiedlich für Ausschöpfung der Auflösung des Mikroskops bei Vergrößerungen bis zu 10-fach hinunter ist z.b. eine DSLR-Kamera mit px * 7.300px erforderlich (Format 24*36mm)
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