显微摄影拍摄平台的制作与注意事项

前几期我们说到,显微摄影需要通过移动相机或者标本拍摄多张焦点不同,但景别、主体、背景、亮度、色调、色温相同的照片,然后使用算法把几十张上百张照片合成一张宽景深的照片。 这个拍摄过程并不是静止的,需要移动相机或者被摄物体在Z轴位置移动并触发相机快门。其中某一张图片因为震动导致飘移、模糊,那都足以让整个拍摄失败。

平台的稳定性关乎着成片率,一个不好的物镜,虽然有色差,成像不锐利,但是至少画面是可用的,如果平台不稳,再好的物镜相机,拍出来的图都是糊的。

除此之外,物镜在放大图像的同时也放大了震动,倍率越高,对稳定性的要求也越高。

影响稳定性的因素

1.相机或被摄物的步进;

2.曝光时间过长;

3.相机的机械快门;

4.极浅的景深和较高的放大倍率;

5.外界的风吹草动。

这里的部分问题可通过一些技巧避开,1.较稳定的电动滑轨;2.加大灯功率或使用闪光,缩短曝光时间;3.使用电子快门,避免使用较老的相机,其机械快门震动过大。4和5都只能通过稳定的平台来解决。

还有一点需要注意,一定要关闭相机防抖,避免导轨在运动过程中,相机防抖工作,造成传感器位移。

影响稳定性的其他因素

除了拍摄平台,还有灯的稳定性,色温,频闪; 闪光灯持续输出的光强一致性;外界光线的干扰;步进导轨的稳定性,精度,回程差;管镜的重心、稳定性;各器材之间连接处的稳定性;柔光罩的强度;以及灯光过高的温度;标本是否会脱水之类的变化;都需要逐一检查。
尽管当代的振动隔离系统已经极大地提升了光电类应用的稳定性,它们并非能解决全部问题的灵丹妙药。光路稳定性是由整个振动传递“结构回路”决定的,包括支撑结构、光机械件、光学元件和运动控制系统。综合考虑振动环境、削减声音的影响、移除平台上和平台附近不必要的振动来源、以及使用正确的隔振平台安装方法,都是提升隔振性能需要注意的事项。

拍摄台的作用

我们自制的拍摄台主要有以下作用:

1.固定相机、步进滑台;

2.固定标本;

3.拓展其他功能,例如安装千分尺XY滑台位移标本;

简而言之,在减震的同时保证整体刚性的一体式拍摄台,结构越简单越好,外观类似于翻拍台。

好多朋友想着物以致用,用好手里的三脚架就行,没必要单独去搞个光学平台,由于脚架灵活的结构、连接处、云台,都是晃动的潜在因素,虽然人眼不一定看得出来,但是经过物镜放大,再加之相机、导轨等等的晃动,失败概率极高。

当然,不同倍率、曝光时间、器材对于稳定性的要求各有不同,普通三脚架可以支持到5倍左右的光学放大,倍率再往上使用,就有一定几率导致图像飘移。

智慧无穷

别被我以上的话吓唬到了,稳定性要求是根据拍摄题材、倍率而定的,如果玩低倍,不用那么多顾虑,大部分支架增加配重,都能玩玩。

来看看国外的爱好者的DIY,如何利用好手里器材。

虽然不要做器材党,不要被器材限制,但是能一步到位,为何要不停折腾呢。

推荐材料

1.大理石板;

2.铁木板;

3.光学平台;

4.工具显微镜。

世界上不存在绝对静止的稳定,就像我们在地球上相对运动,依然可以看作是静止的。
在一个理想的刚性体内部(只在理论上存在),任何两点的相对位置都是不变的。也就是说,在振动、静力矩或温度变化的情况下,任何实体的尺寸和形状都是不变的。如果所有的元件都稳固地连接成一个理想的刚性体,不同元件之间没有相对位移,系统的性能也会很稳固。 光学平台最主要的一个目标是消除平台上任意两个以上部件之间的相对位移。 它利用自身的隔振效果和固有频率等特点,能有效避开环境振动所产生的共振现象,控制振幅放大,减少振动传递率,消除环境振动对拍摄一致性的影响。 在最坏的情况下,一体式的光学拍摄平台,即使在震动的情况下,也能保持相机与被摄物的相对位移,依然能保持图片序列的一致性,而使用脚架,被摄物与相机分开,它俩的绝对位移会导致图片序列存在飘移的情况。 如果,在曝光过程中光学系统的每一部分(照明系统、样品、显微镜光学系统、成像光学系统和相纸平面)都精确地一同移动,不存在相对位移,成像也会很清晰。
我个人最推荐的是光学面包板+三角L型立柱,别看它结构简单,正常坏境下足以应对市面上所有的干式物镜,没有过多的连接处,避免隐藏的松动,同时配以快装板,方便快速调节滑台位置,适用不同高度的标本。在防止自身的震动的同时面包板还能减弱外部带来的震动。

还可以根据需要在面包板上安装XY千分尺滑台,方便寻找标本和图像拼接。

卧、立式

低倍推荐卧式,有这更高的构图自由度。

高倍推荐立式,有着更高的稳定性,更易放置标本。

道阻且长,行则将至;行而不辍,未来可期。 道阻且长,行则将至;行而不辍,未来可期。 道阻且长,行则将至;行而不辍,未来可期。
一一
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