Digitale Makrofotografie von kleinen Insekten

Arbeiten mit Auflichtmikroskopen

Durch die günstigen Angebote von Spiegelreflexkameras (SLR) ist die Makrofotografie
mit Auflicht-Stereomikroskopen vergleichsweise einfach geworden.

Leider fehlt bei den Auflicht-Stereomikroskopen meistens ein Kreuztisch.
Dieser ist aber sehr wichtig für die genaue Positionierung der Objekte und
sollte ggf. nachgerüstet werden.

Die Verwendung der Spiegelreflexkameras erfordert einen speziellen, mikroskopabhängigen Adapter.
Ein kameraabhängiger zusätzlicher Adapterring (T2 Adapter) wird auch benötigt.
Von Vorteil ist die feste, kameraobjektivfreie Montage der SLR gegenüber anderen Lösungen (z.B. mit Pocketkameras).

Beim Aufbau ist die Parfokalität zu beachten. D.h. der Kameratubus muss so in der Länge justiert werden, dass
sowohl das Okularbild als auch das Kamerabild an der gleichen Stelle des Objekts scharf sind.
Dann kann die Schärfeeinstellung durch den optischen Sucher (Okular) erfolgen.

Sehr vorteilhaft ist, wenn durch den Adapter der Strahlengang nicht geteilt wird, sonst ist das Bild im optischen Sucher zu dunkel
D
ie Verwendung von bin- oder trinokularen Mikroskopen ist daher fast obligatorisch.
Wichtig ist hier die Fernauslösung der Kamera - am Besten mittels eines Rechners mit entspr. Software (SW) -
und eine feste Montage, da sonst durch den rückschwingenden Spiegel Verwackelungsgefahr besteht. Wenn die Kamera das
zulässt, sollte der Spiegel auf jeden Fall 1 bis 2 sec vor dem Verschluss (SVA) ausgelöst werden.
Auch sollte die Verschlusszeit > 0,5 sec sein, um die Auswirkung der Erschütterung durch den Schlitzverschluss
zu minimieren. Die Beleuchtungsstärke ist entsprechend einzustellen. Längere Verschlusszeiten sind wegen des
Erwärmungsrauschens des Kamerasensors problematisch.
Wer einen Ringblitz hat ist fein raus. Aufnahmen sollten dann geblitzt werden,. schärfer geht es nicht.
Dabei ist zu beachten: Auch bei den relativ langen Verschlusszeiten mit Blitz, je nach Kamera 1/160 sec bis 1/300 sec, weitgehend
alle Lichter aus, um "Doppelbelichtungen" auszuschließen.

Grundsätzlich soll, wenn es die Kamera erlaubt, auf den 2. Verschlussvorhang synchronisiert werden. Auch bei Spiegelvorauslösung
sind Erschütterungen durch den Verschluss selbst nicht ganz zu vermeiden. Daher ist das Blitzen so spät wie möglich auszulösen.

Makroaufnahmen sind bedingt durch die sehr geringe Tiefenschärfe nur "ebenenhaft" scharf.
Abhilfe bietet die Anfertigung von mehreren Aufnahmen mit gestaffelten Fokusebenen.
Diese Fotos (10 bis 30 oder auch viel mehr) können dann mit geeigneter Software zu einem durchgehend
scharfen
Foto berechnet werden (siehe unten).

Wer ernsthaft gute Makrofotos machen will kommt um die Stapelverarbeitung nicht herum!

Dabei ist zu beachten, dass die meisten Stereomikroskope einen seitlichen Versatz beim Stapeln produzieren.
Die unten genannten Programme gleichen diesen Versatz aber aus (s.u.).

Unter dem Stichwort "Mikrofoto" sind im Internet hervorragende Beiträge zu diesem
Thema zu finden.
Zum Beispiel bieten

http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Digitale%20Mehrebenen-Fotografie
und

http://www.mikroskopie-mikrofotografie.de/welcome/main_frame.htm


einen guten Einstieg mit weiterführenden Links.

Hier verwendete Geräte:

Auflicht-Stereomikroskop (Trino) Fa. Zeiss
SLR Kamera E3 Fa. Olympus
SLR Kamera E300 Fa. Olympus
Kamera-Mikroskop-Adapter für SLR-Kameras Fa. Zeiss
Kamera-Mikroskop-Adapter für Olympus SLR-Kameras Fa. Askania, Rathenow
Mikroskopobjektive Fa. Askania, Rathenow u. Nikon
Notebooks Fa. IBM u. ACER
Objektmikrometer Fa. Biologie-Bedarf Thorns, Göttingen

Hier verwendete Stapel-Software:

1. CombineZM http://www.hadleyweb.pwp.blueyonder.co.uk/CZM/combinezm.htm
Alan Hadley hat das Programm mit einem neuen wirkungsvollen Makro
zur Korrektur von Farbaberrationen erweitert. Freeware.

2. Zerene Stacker http://www.zerenesystems.com/cms/stacker
Diese SW besticht vor allem durch die einfache Retuschier-Möglichkeit mittels der Einzelbilder

3. Eine weitere sehr gute Stapel-SW ist Helicon Focus .http://www.heliconsoft.com/heliconfocus.html
Hier arbeitet auch die Testversion nun mit voller Auflösung.
Sehr schnelle Bearbeitung.

4. Photoshop CS5
Funktioniert auch sehr gut. Eine Retusche mit Einzelbildern ist dem Verf. bisher nicht gelungen.
Anleitungen im Web. Stackt problemlos RAW Format (ca. 70% kleiner als entspr. TIFF-Datei!).

Die genannten Programme arbeiten auch mit Stereomikroskopen nach dem Grenough-Prinzip. Das sind die
meisten Stereomikroskope (im Gegensatz zum "Fernrohrprinzip").

Natürlich gibt es noch weitere Stapel - Programme, der Autor hat allerdings nur die oben genannten getestet.

Gleiche Abstände der einzelnen Fokusebenen werden mittels einer Messuhr (siehe rechtes Bild unten) realisiert.

Bilder Aufbau

   
Aufbau Trino (SLR) Messuhr, Ringblitz

 

     
Mikrofotos Sozialer Faltenwespen
 

 

 


 

 

 

 


 

 


Arbeiten mit Einstellschlitten

Vorbemerkung: Die im Folgenden beschriebene Arbeitsweise kann nur ein grober Anhalt sein.
Viel genauer wird auf alles in den genannten Links eingegangen, leider sind diese meistens in englischer Sprache.
Da muss man einfach durch...

Anstelle des Mikroskops wird hier eine Vorrichtung mit SLR Kamera, Zwischenringen oder Balgengerät und Objektiv
eingesetzt. Als Objektive können besonders Teleobjektive (85 mm, oder z.B. Zeiss Tessar 50 mm in Retrostellung) und Mikroskopobjektive dienen.
Das alles wird auf einem linearen Einstellschlitten montiert, mit dem der Fokus durch Verschieben des Objekts in mehr oder weniger vielen
Schritten verändert werden kann. Für die mechanische Lösung einer solchen Vorrichtung gibt es viele Vorschläge im Web.

Hier wird das StackShot von Cognisys Inc. http://www.cognisys-inc.com verwendet. Es ist leider nur in den USA (evtl. auch in NL) erhältlich und
auf dem deutschen Gebrauchtmarkt kaum zu finden. Dieses Gerät erlaubt weitgehend automatisiert feinste Stapelschritte.
Kamera- und ggf. Blitzauslösung werden durch StackShot gesteuert. Weitere Informationen sind ausführlich auf der Website
enthalten.

Die Zeitersparnis gegenüber einer manuellen stapelweisen Fokussierung (Mikroskop oder Einstellschlitten) ist erheblich!

Hier werden dazu 3 Mikroskopobjektive (M.O.) 1,8X, 4X u. 10X verwendet.
Die M.O. müssen eine "endlich (finite)" Optik haben, sonst ist ein zusätzliches Objektiv im Strahlengang erforderlich! Wichtig ist auch eine gute
Qualität (Achromat u. CF= Chromatische Aberration Freie O.).
Bei Verwendung einer "160er" Optik muss der Abstand des Kamerasensors zum Objektivanfang 150 mm betragen (siehe Bild).
Die Position des Sensors ist bei den Kameras am Gehäuse meistens markiert.


Zu sehen ist der Aufbau beim Verfasser. Ohne Diffusor am Objektiv werden die Aufnahmen nur schlecht gelingen:



Hier mit Diffusor, z.B. eine weiße Plastiktasse, mit Küchentuch beklebt (Griff abgesägt).

Sehr gute, vor allem weiterführende Tipps zu diesem Thema sind unter http://www.photomacrography.net/ zu finden.

Längenmessung (einfachste Methode)
Für die Längenbestimmung ist ein Objektmikrometer (s.o.) erforderlich.
Dies muss mit der gleichen Kamera- und Mikroskopeinstellung gesondert fotografiert werden. Es sollte sich
dazu -wie das Objekt- in etwa auf gleicher Höhe (Abstand zum Mikroskopobjektiv) wie vorher der in der Objektmitte befinden.
Die Beleuchtung der Skala muss so lange in der Position verändert werden, bis diese hell aufleuchtet.
Bei der folgenden Bildbearbeitung wird die Skala ausgeschnitten und in das Objektfoto
an passender Stelle kopiert. Vor der weiteren Bildbearbeitung müssen die beiden Bildebenen
zusammengefügt werden.

Verwendet man die Einstellschlitten-Anordnung mit M.O. reicht es bei kleinen Objekten (z.B. Ameisen), das Objektmikrometer je
einmal mit 1, 8X, 4X u.10X zu fotografieren. Die Skala kann dann - gleiche Kamera vorausgesetzt - immer wieder verwendet
werden, da sich die optischen Verhältnisse de facto kaum ändern.

Beleuchtung
Die richtige Beleuchtung bei Durchlichtmikroskopen ist eine Wissenschaft für sich. Auflichtmikroskope
und Geräte mit Einstellschlitten sind da nicht ganz so anspruchsvoll, bedürfen aber auch einer sorgfältigen
Komposition der Beleuchtungseinrichtung mit Diffusor(en) und
Reflektor(en).
Viele der Auflichtmikroskope verfügen über eine eingebaute Beleuchtungseinrichtung. Ist diese hell genug, reicht das
trotzdem nur zur Überprüfung aus. Schattenarme Fotos sind nur mit Zusatzlampen möglich.
Will man die Objekte nicht grillen, sind kalte LED-Strahler die beste Wahl. Sehr hell sind 1 - 5W LED

Am Besten sieht man sich bei Lidl, Ikea u. Co um, da gibt es massenweise fertige LED-Strahler (meistens 3 W), die leicht für
für Mikroskopierzwecke umgebaut werden können. Allerdings sind diese normalerweise (z.B durch Verringerung
der Versorgungsspannung) nicht dimmbar - ein Nachteil!

Als Favorit scheint sich bei den LED die CREE T6 zu etablieren. Sie benötigt bei voller Leistung 3A bei ca. 3V. .
Sie ist gut zu kühlen! Durch Verringerung der Spannung kann gedimmt werden.
Die Verwendung eines Ringblitzes (s.o.) ist natürlich die eine sehr gute Lösung, erfordert aber sorgfältige adäquate Diffusion des Lichts.
Beim Mikroskopieren - besonders mit Einstellschlitten - reichen auch ein oder besser zwei Einzelblitz(e) mit Diffusor und Reflektor.(siehe Bilder oben).
Diese Anordnung erbringt gute Ergebnisse ohne viel Aufwand. Dabei muss ggf. der 2. Blitz als "Slave" eingestellt werden.

Erforderlich ist im Allgemeinen die Reduktion der Blitzleistung auf bis zu 1/128!

Sehr hilfreich ist der Anschluss eines kleineren Monitors (Billig TV) an den Videoausgang der Kamera. So kann mit manuell ausgelösten
Testaufnahmen die optimale Blitzstärke ermittelt werden.

Speicherung

Gestackte Aufnahmen sollten stets als RAW oder TIFF gespeichert werden. Von JPEG ist vor Abschluss der Bearbeitung abzuraten,
wenn die bestmögliche Qualität erreicht werden soll.

Stand: 03. 2012