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显微镜三种不同的摄影方式

2023-06-17 23:28 作者:一一显微摄影  | 我要投稿

在静态摄影中,直焦摄影是大家所熟知的一种方式,其实还有另外两种摄影方式,分别是目镜后投影摄影和目镜后摄影,但是这两种技术的相关资料教程在中文互联网中快要绝迹,也被显微镜厂商所摒弃。再次提起,是因为这两种技术还有一定的价值,且听我一一道来。


壹·直焦摄影






成像方式:
物镜-相机传感器为方便介绍和理解,无限远光学类型物镜是需要管镜参与调整光线的汇聚(有限远物镜不需要管镜),这里把管镜省略掉了。

优点:未经过二次放大,分辨率是这三者中最好的。

缺点:
由于物镜的限制,绝大部分物镜的像场都无法满足全画幅,边缘画质会很差。
景深极浅,正是由于这个问题,显微镜所观察的标本几乎都是很平、很薄(几十微米厚)的薄片。不过这个问题对于静物来说也很好解决,使用景深堆叠即可。



贰·目镜后投影摄影这是本次介绍的焦点!!!





成像方式:物镜-摄影目镜-(不带镜头)相机

优点:经由物镜的成像被摄影目镜再次放大,
1.可以获得一个较高的放大倍率。2.可以获得一个更大的像场,全画幅下也没有黑边、暗角。3.更宽的景深,适合拍摄视频,为什么?

实话实说它其实并没有增加物镜的景深,目镜后投影摄影,由于有摄影目镜的介入,在相同的放大倍率下,可以使用更低倍率的物镜,较低的倍率由于NA较低的关系,往往能获得同等放大倍率下两三倍的景深宽度。

景深不是由倍率决定,而是由NA决定;
景深不是由倍率决定,而是由NA决定;
景深不是由倍率决定,而是由NA决定!

举个例子:在同样获得50倍放大倍率的情况下,

直焦摄影
只由物镜成像,50X 0.55,它的景深就只有1.8微米。

目镜后投影摄影
可以用三丰10倍物镜和5倍摄影目镜组合,整体放大倍率为50倍。
景深其实就是10倍物镜NA0.28的景深,通过公式算出景深为7微米左右。

众所周知,动态的视频对于分辨率的需求远不及可以注视的照片,更宽的景深比更高的分辨率更适合视频。

缺点:目镜后投影摄影,目镜把物镜成像后的像再次放大,物镜没有分辨的像,目镜再次放大后依然不能分辨。相当于扩音器上再套个扩音器,它的声音并不会无限放大。

分辨率不是由倍率决定,而是由NA决定;
分辨率不是由倍率决定,而是由NA决定;
分辨率不是由倍率决定,而是由NA决定!

还是以刚才的例子为例。
在同样获得50倍放大倍率的情况下,
直焦摄影:物镜50X 0.55,分辨率是0.9微米。

而目镜后投影摄影,物镜10X 0.28,分辨率是3.5微米。(分辨率越小分辨的东西越清晰)



叁·目镜后摄影






用带有镜头的相机(手机)拍摄在观察目镜中的画面。
这种方式反而是普通大众最有印象的方式,在互联网上常见的显微镜视频中,95%以上都是采用这样方式,它的成像特点就是有一个清晰的圆形黑边。也是这里面最经济的做法,只要你有一台显微镜,就可以用手机直接拍摄。

成像方式:
物镜-观察目镜-镜头-相机

优点:
省钱,方便、快捷;
手机有计算摄影加持,通常颜色鲜艳,锐度高;

缺点:
有黑边;画质一般般;



最后,还有一种方式,是现代显微镜厂商所默认的成像方式
物镜-缩倍镜-小低传感器

大家都知道,使用相同的镜头,小底的相机比大底的相机能获得更高的放大倍率,其实就相当于数码裁切,视野也就变小了。为了能让小底传感器容纳更多的视野,于是乎就加上了缩倍透镜,比如0.5、0.7倍。

优点:显微镜厂商配套的软件,可以景深堆叠,全景拼接,数据分析等等。
缺点:贵,为科学研究观察而用,画质不是强项。

总结:

笼统来推荐,照片选直焦摄影;视频选目镜后投影摄影;想要入门的朋友选目镜后摄影。

以上推荐并不绝对,根据不同的应用场景灵活搭配,各有优劣,各有优劣,各有优劣。

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