Wer hatte schon eine Lichtfeldkamera am Mikroskop?

[Oecoprotonucli]

Hallo Jörn,

ist doch ganz einfach. Ein "Ja" oder "Nein" reicht mir ja auch schon. Es ist ja nicht so, daß ich z.B. nach ... Luftentfeuchtern gefragt habe.

Nein.

Du hättest übrigens für die JA/NEIN-Option die Umfrage-Funktion nutzen können.

(Und kleiner Zusatz zur Entspannung: Ist nicht ganz ernst gemeint, aber Du wolltest es ja so. Also Hinweis auf das zwinkernde Männchen! --->   )

Viele Grüße

Sebastian

[Jörn]

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[Lupus]

Hallo Jörn,

die hat aber die gleiche geringe Anzahl von Stackingebenen. Und ein nicht wechselbares 8x Zoomobjektiv für einen relativ großformatigen Sensor - nicht leicht an ein Okular zu adaptieren. 

Hubert

[Jörn]

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[Lupus]

Hallo Jörn,

Du willst nur ein Ja oder Nein, ignoriere einfach meine Worte. 

Hubert

[Jörn]

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[Piper]

Hallo Jörn,

mir stach die Lytro schon lange in der Nase, und angeregt durch Deinen Post habe ich kurzerhand die beiden Modelle der ersten und zweiten Generation, also die kleine rechteckige ,,Spielzeugkamera" und die Illum ausgiebig getestet, und zwar an Endlich-Mikroskopen mit Foto-Okularen und einem Stereo-Mikroskop. Das bestechende wäre ja, dass man mit einem Auslösevorgang zumindest einen aus zehn Einzelbildern bestehenden Bilderstapel zum Fokus-Stacking zur Verfügung hätte. Man könnte also speziell bei beweglichen Objekten, die man ansonsten nicht stacken kann, im Mikrofoto die Schärfentiefe rechnergestützt steigern.

Leider funktioniert es so nicht, wobei beide Kameras unterschiedliche Schwächen zeigen, die jeweils eine Verwendung am Mikroskop ausschließen bzw. uninteressant machen.

Spielzeug-Kamera der ersten Generation:

Man kann diese kleine  Kamera analog zu einem Handy oder I-Phone direkt der augenseitigen Linse eines Okulars auflegen, das Bild fokussieren und auslösen. Maximale Verschlusszeit: 1/250 Sek. Für eine vignettierungsfreie Ausleuchtung des Sensors muss das integrierte optische 8x-Zoom etwa auf Zoomfaktor 4 gestellt werden, ansonsten wird ein rundes Sehfeld abgebildet, welches aber nur dem Bruchteil des normalen Sehfelds entspricht.  Wenn man ein Okular 5x nimmt, erhält man im Foto etwa dasjenige Sehfeld, welches ungefähr einem 10 bis 12,5-fachen Okular entspricht. Wohl auf Grund des stark gebündelten Strahlengangs im Mikroskop ,,erkennt" die Kamera aber nur eine Objektebene, auch dann, wenn es sich um ein dickes Objekt handelt, welches nicht in der Z-Achse komplett fokussiert werden kann. Zusätzlich erkennt die Kamera einige Strukturen der vorgeschalteten Linsen und produziert ggf. noch schräg durch das Bild verlaufende Störstreifen. Auch die Mikrolinsen, welche dem Sensor vorgeschaltet sind, können sich ggf. abbilden. Fazit: Ein ,,Durchfokussieren" eines dicken Objektes im aufgenommenen Bild  ist nicht möglich, also auch kein Stacken, mit Glück erhält man eine qualitativ sehr schlechte und Artefakt-reiche Aufnahme, welche nur eine Objektebene zeigt. Mit jedem Handy oder jeder digitalen Kompaktkamera, die man bei hinreichender Pupillenweite vor ein Okular halten bzw. diesem auflegen kann, erhält man schon um Klassen bessere Bilder.

Lytro Illum:

Das Objektivgewinde beträgt 72 mm, so dass über Step-Down-Ringe ein direkter Anschluss an Leitz Foto-Okulare (Vario-Okular und Periplan-Brillenträgerokular) möglich war. Die Kamera konnte so adaptiert werden, dass eine Parfokalität zum beobachtbaren Bild gewährleistet war. Vorzugsweise sollte auch hier mit Okularvergrößerung 5x gearbeitet werden, um Leerverghrößerungen zu vermeiden. Zur vignettierungsfreien Ausleuchtung des Sensors musste das Objektiv (ebenfalls optisches 8x-Zoom) auf Teleposition gestellt werden. Wenn man ein Bild aufgenommen hatte, zeigte sich auf dem Sensor direkt nach der Aufnahme für kurze Zeit ein passables konventionelles Mikrofoto. Über das hochauflösende und helle Display konnte man auch sehr gut fokussieren. Testfotos wurden von einer räumlich ausgedehnten Kristallisation in mehreren Fokusebenen angefertigt. Zusätzlich wurden von einem flachen histologischen Routineschnitt Standardaufnahmen angefertigt, die kein Stacking erforderten. Schließlich wurde auch die Millimeterskala eines kleinen Lineals im Hellfeld und Dunkelfeld schräg gelagert und mit einem Lupenobjektiv fotografiert. Bei allen Aufnahmen zeigte das Display der Kamera ein sauberes Mikrofoto, natürlich teils mit regionärer Unschärfe infolge begrenzter Schärfentiefe.
Nach der Aufnahme werden die jeweiligen Fotos ja nach einem bestimmten Algorithmus weiter verarbeitet. Diese Verarbeitung geschieht kameraintern, wenn man auf dem Display das aufgenommene Bild im Beobachtungsmodus betrachtet, zusätzlich können die Roh-Bilder mit der speziellen Lytro-Software (,,Desktop")  am Rechner bearbeitet werden. Und nun kommt die große, ernüchternde Überraschung: Aus den passabel erscheinenden aufgenommenen RAW-Rohbildern (Mikrofotos oder Stereomikrofotos) rekonstruiert die Kamera durchweg irreale 3D-Tiefenfotos, deren Relief nichts mit der tatsächlichen Objektbeschaffenheit zu tun hat. So wird aus einem flachen Schnitt ein Gebirge, und auch die Skala des kleinen Lineals zeigt massive ,,Auffaltungen", so, als würde man die Alpen aus der Luft fotografieren und noch einige Wolken im Bild haben. Tatsächlich kann man jede Stelle dieses ,,Gebirges" am Rechner scharf fokussieren, und auch die über dem Gebirge projizierten "Wolken", aber offenbar ist die Kamera nicht in der Lage, zusammengehörige Bildpunkte, welche sich unter den verschiedenen Mikrolinsen vor dem Sensor befinden und korrespondierende Objektstellen zeigen, in der richtigen Weise zusammenzufügen. Zusätzlich bilden sich auch die Mikrolinsen wie ein grobes Druckraster mit ab, welches ebenfalls scharf fokussiert werden kann.

Fazit: Beide Lytro-Kameras sind an einem Mikroskop und Stereo-Mikroskop völlig unbrauchbar, zumindest dann, wenn man sie so adaptiert, wie es mit einer konventionellen Kamera gut funktioniert (unter Erhalt des Fotookulars und der Parfokalität). Bei keiner der Lytros kann man ja das integrierte Zoom-Objektiv entfernen. Folglich dürfte es auch sehr schwer sein, die Kamera unter Verzicht auf das Okular so zu adaptieren, dass der Sensor in der Zwischenbildebene liegt. Auch mit einem Projektionsokular erhält man kein verwertbares 3D-Bild (habe auch dies ausprobiert).

Ich erkläre mir diesen ,,Reinfall" damit, dass der Algorithmus beider Lichtfeldkameras offenbar nur für  ,,normale" Aufnahmesituationen ausgelegt ist und daher am Mikroskop versagt. Bei allen Objekten, seien sie dünn oder dick, zeigt auch die Tiefenkarte der Kamera, dass die tatsächlichen Höhen und Tiefen des Objekts nicht erkannt werden. Dies belegt den obigen Erklärungsversuch.

In verschiedenen allgemeinfotografischen Situationen hat die Kamera durchaus ihren Reiz, aber das steht auf einem anderen Blatt.

Ich würde also empfehlen, die Kamera zur dann zu kaufen, wenn kreatives Spiel mit der Schärfe und Tiefenschärfe außerhalb der Mikrofotografie ein Thema sein sollte und wenn man Freude daran hat, ein fotohistorisch interessantes Relikt zu sammeln. Bei konventionellen Anwendungen gehe ich davon aus, dass man die rekonstruierten Bilder (4 MP groß) durchaus vergrößerungsfähig bekommt, wenn man sie mit geeigneter Software weiterverarbeitet und digital ,,aufbläst".

Schöne Grüße
Jörg

[Jörn]

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[Piper]

Hallo Jörn,

ja, leider ist es so. Ich hatte mir im Vorfeld einiges von der Adaptation versprochen.  :-(
Aber: "Versuch macht kluch".

Liebe Grüße

Jörg

[Peter V.]

Hallo Herr Piper,

bitte entschuldigen Sie meine jetzt sehr laienhafte und unphysikalische Ausdrucksweise, ich hoffe, ich kann meine Überlegungen verständlich machen:

In einer normalen Aufnahmesituation ist doch das ganze "Objekt" scharf. Normale Kameras können jedoch nur eine Ebene bzw. einen Bereich davon scharf abbilden. Die Lichtfeld-Kamera ist nun in der Lage, auch "Schichten" davor und dahinter abzubilden (die aber an sich "scharf" vorhanden sind).

Blickt man hingegen durch das Okular eines Mikroskops, ist aber per se nur eine Ebene (oder ein "Bereich") scharf. Nimmt die Kamera nun auch die Bereiche vor und hinter dieser Ebene auf, findet sie dort nur unscharfe Bereiche. Die verschiedenen Schärfeebenen können meines Erachtens nur durch den Trieb des Mikroskops angefahren werden.
Insofern war mir immer schon klar, dass eine solche Kamera am Mikroskop gar nicht funktionieren kann! Oder mache ich da einen Gedankenfehler?

Herzliche Grüße
Peter Voigt

[Jens Jö]

Hallo,

Bei keiner der Lytros kann man ja das integrierte Zoom-Objektiv entfernen. Folglich dürfte es auch sehr schwer sein, die Kamera unter Verzicht auf das Okular so zu adaptieren, dass der Sensor in der Zwischenbildebene liegt.

Auch das trifft nicht den Punkt:
selbst wenn man das Objektiv abschrauben könnte und direkt auf den Chip abbildet, ginge es nicht.
Der Chip selbst kann ja nicht fokussieren, sondern erhält viele Einzelbilder von dem Linsensystem, welches dann nicht mehr da wäre.

MfG
Alfred

[the_playstation]

Blickt man hingegen durch das Okular eines Mikroskops, ist aber per se nur eine Ebene (oder ein "Bereich") scharf. Nimmt die Kamera nun auch die Bereiche vor und hinter dieser Ebene auf, findet sie dort nur unscharfe Bereiche. Die verschiedenen Schärfeebenen können meines Erachtens nur durch den Trieb des Mikroskops angefahren werden.

Hallo Peter.

Jaein. Es hängt von der Aufnahmetechnik ab. Wäre die Aufnahme z.B. ein Hologramm, dann könnte man nachträglich in dem Hologramm (vom Mikroskop) die Schärfeebene neu fokusieren. Ähnlich ist es bei der Lichtfeldkamera. Bei den erzeugten Daten ist es möglich, nachträglich die Schärfeebene zu verändern.

Ich habe z.B. ein Hologramm mit einer Lupe. Durch hin und herbewegen des Kopfes kann ich mir verschiedene Objekte im Hologramm mit der im Hologramm enthaltenen Lupe anschauen. Durch umfokusieren mit den Augen auch verschiedene Bereiche scharf.

In welcher Form die Daten in der Lichtfeldkamera ausgewertet werden, kann ich nicht sagen. Und in wieweit man die Schärfe nachträglich ändern kann. Es ist halt kein Hologramm sondern nur eine sehr schlechte Nachahmung des Prinzipes, den Lichtweg (Richtung) aufzuzeichnen. Ein Hologramm kann das wesentlich besser.

Liebe Grüße Jorrit.

[Jens Jö]

Hallo Jorrit,

Nein. Wenn ich die Lichtfeldkamera richtig verstanden habe, gibt es dort ein Array von Objektivlinsen mit unterschiedlichen Dioptrien. Jede Linse belichtet ein separates Segment des Chips. Selbiger hat also x Einzelbilder mit unterschiedlicher Schärfeebene. Hat nichts mit Holografie zu tun.

Wenn man das am Mikroskop einsetzt, ist, wie Peter sagt, ein einziges Einzelbild scharf.

Gruß Alfred

[the_playstation]

Hallo Alfred.

Ja. So sehe ich das auch. Bzw es gibt Pixel wo Linse a (Dioptrin A) ein scharfes Pixel erzeugt und Pixel, wo Linse b (Dioptrin B) hoffentlich ein scharfes Pixel erzeugt. Ich weis nicht, ob dann noch zwischen dem Bildern interpoliert wird um zusätzliche Schärfeebenen zu errechnen.

Es ist denkbar, daß unter günstigen Vorraussetzungen (passende Dioptrin der Linsen) etwas dabei herauskommt. Der Kamera ist es schlußendlich egal, ob das Sensorbild über eine Mikroskopoptik oder eine Kameraobjektiv-Optik erzeugt wird. D.h. Jain. Ein Test wäre trotzdem interessant.

Wie gesagt. Es ist kein Hologramm.

Liebe Grüße Jorrit.

[Jens Jö]

Hallo Jorrit,

Der Kamera ist es schlußendlich egal, ob das Sensorbild über eine Mikroskopoptik oder eine Kameraobjektiv-Optik erzeugt wird.

Irgendwie verstehe ich Dich nicht:
das Mikroskopokular fokussiert doch auf die Ebene des Zwischenbildes. Alles andere ist unscharf.
Du kannst doch nicht stacken, indem Du den Focus der Kamera veränderst, die ins Okular schaut. Der liegt doch bei Unendlich, oder sehe ich das falsch ?

Gruß Alfred