Hallo zusammen,
vor einiger Zeit habe ich hier die Idee der multimodalen Koregistrierung mit dem FrTIR-Aufsatz vorgestellt — dieselbe Probe in mehreren Kontrastmodi an einem gewöhnlichen Mikroskop aufzunehmen. Ich möchte darauf mit einem konkreten Beispiel am Farn-Sporangium zurückkommen und drei verschiedene Wege zeigen, diese Modi zu kombinieren.
Der Punkt, der das alles möglich macht: Die Koregistrierung ist im Gerät eingebaut, nicht nachträglich per Software korrigiert. Beim FrTIR-Aufsatz entstehen die Modi — Absorption (Hellfeld), Streuung (streifendes Weißlicht) und Fluoreszenz (streifende UV-Anregung + Filter) — alle durch dasselbe Objektiv, im selben Bildfeld, ohne die Probe zu bewegen. Zwischen den Aufnahmen ändert sich nur die Beleuchtung, sonst nichts. Damit ist das Pixel (x, y) in jedem Bild automatisch derselbe physische Punkt — kein Setzen von Landmarken, keine ImageJ-Registrierung; die Deckungsgleichheit ist von vornherein gegeben (per Konstruktion). Weil die Bilder exakt deckungsgleich sind, können wir sie sinnvoll kombinieren, Pixel für Pixel. (Dass die Blends sauber herauskommen, ohne farbige Säume, ist selbst schon ein Beleg dafür, dass die Modi wirklich koregistriert sind.)
Aus diesen drei Modi habe ich drei Kombinationen erstellt, von denen jede eine andere Frage beantwortet.
1) Screen-Überlagerung — Streuung + Fluoreszenz (die natürliche Übersicht)
So liest man es:
• Grün = fluoreszierende Zellwände (der Anulus-Ring und die Wände).
• Gold/Orange = streuende Sporenmassen und Relief.
• Schwarz = wo nichts emittiert oder streut.
Was es bedeutet: ein einziges natürlich wirkendes Foto, das zugleich zeigt, was das Gewebe emittiert (grün) und was es streut (gold).
1 - Screen blend (1024).jpg
Screen-Überlagerung — Streuung + Fluoreszenz
2) Falschfarben — ein Mechanismus pro Kanal (die Mechanismus-Karte)
So liest man es:
• Grün = fluoreszenz-dominant (die Zellwände).
• Rot = streuungs-dominant.
• Blau = absorptions-dominant (Färbung/Gewebe, das absorbiert, aber nicht emittiert).
• Mischfarben = Strukturen, die mehr als eines tun: Gelb = streut + fluoresziert; Magenta = absorbiert + streut; Cyan = absorbiert + fluoresziert; Weiß = alle drei.
Was es bedeutet: eine Karte, auf der man die Physik direkt an der Farbe abliest. Die Anulus-Wände erscheinen grün (sie emittieren hauptsächlich); die gefärbte Masse erscheint blau/magenta (sie absorbiert und streut hauptsächlich).
2 - False-colour (1024).jpg
Falschfarben — Absorption (blau) · Streuung (rot) · Fluoreszenz (grün)
3) Dominanzkarte — Fluoreszenz vs. Streuung (die analytische Auswertung)
So liest man es:
• Grün = hier gewinnt die Fluoreszenz (reine Emitter — die Wände).
• Rot = hier gewinnt die Streuung (reine Streuer — Sporenmasse und Grundgewebe).
• Heller = je größer der Vorsprung; Schwarz = Gleichstand (beide gleich) oder nichts.
Was es bedeutet: die entschiedenste Ansicht — sie trennt die beiden Populationen sauber und beantwortet ,,welcher Mechanismus beherrscht diesen Punkt?", ohne Kompromiss.
3 - Dominance map (1024).jpg
Dominanzkarte — Fluoreszenz (grün) vs. Streuung (rot)
Das Fazit: Drei einzelne Bilder werden zu einer korrelierten, multimodalen Ansicht — die Screen-Überlagerung als natürliche Übersicht (echte Farben, alles auf einmal), die Falschfarben als Mechanismus-Karte (jeder Mechanismus erhält seine eigene Farbe) und die Dominanzkarte als analytische Auswertung (ein strenger ,,Wer-gewinnt"-Vergleich) — alles nur möglich, weil die FrTIR-Architektur die Modi bereits koregistriert liefert, Pixel für Pixel.
Nebenbei: Dieser Blend-Ansatz ist auch bei Photomacrography.net auf echtes Interesse gestoßen, was mich ermutigt hat, ihn hier ausführlicher zu beschreiben.
Ich würde mich sehr über eure Rückmeldungen freuen — und, wie immer, über Korrekturen, wo ich etwas falsch verstanden habe.
Die meisten hier werden das alles bereits gut kennen — ich habe zu jedem Blend oben ein kurzes ,,So liest man es" ergänzt, für Mitglieder, die neuer dabei sind.
Die drei Quellkanäle (ein Bildfeld, drei Fragen):
• Hellfeld — Absorption: wo die Färbung/das Gewebe Licht aufnimmt.
• FrTIR streifendes Weißlicht — Streuung: wo Struktur Licht umlenkt (3-D-Relief, Sporenmassen, Wände); gold/orange auf dunklem Grund.
• FrTIR-Fluoreszenz (UV, ~400 nm, + Langpass) — Emission: wo die Zellwand-Polymere (Lignin/Cutin) grün leuchten.
4 - Source channels montage (1024).jpg
Die drei Quellkanäle: Hellfeld (Absorption) · FrTIR-Weißlicht (Streuung) · FrTIR-UV (Fluoreszenz)
Ramon
Lieber Ramon,
ich finde ja dein selbsgebautes Beleuchtungs-Setup wirklich interessant.
Dein Enthusiasmus für dieses Projekt ist absolut bewundernswert.
Und auch die mit diesem Gerät erzeugten Bilder sind in vielerlei Hinsicht bemerkenswert. Wir haben uns ja auch bereits persönlich dazu ausgetauscht.
Ich persönlich finde jedoch, dass dieser Beitrag hier nur sehr schwer nachvollziehbar ist.
Viele deiner Aussagen sind bislang lediglich Vermutungen, und – ehrlich gesagt – sind mir die physikalischen Prinzipien hinter den entstandenen Bildern noch immer weitestgehend unklar.
Leider trägt auch die Übersetzung nicht gerade zur Verständlichkeit bei.
Vielleicht wäre es besser eins nach dem anderen anzuschauen.
Herzliche Grüße, Holger
(Und nichts für ungut)
Dear Ramon,
I find your custom-built lighting setup really interesting.
Your enthusiasm for this project is absolutely admirable.
The images produced with this device are also remarkable in many respects—something we have already discussed in person.
However, I personally find this post very difficult to follow.
Many of your statements are merely conjectures so far, and—to be honest—the physical principles behind the resulting images remain largely unclear to me.
Unfortunately, the translation doesn't exactly help with clarity, either.
Perhaps it would be better to look at things one step at a time.
Best regards, Holger
Dear Holger, and everyone,
Thank you, Holger. No offence taken at all. As I told you I consider a constructive criticism as a gift. I agree that I should take this one step at a time.
I owe the community a correction: I overclaimed :( . I presented some possible interpretations as established conclusions.
The encouraging recognition the screen-blend image received at Photomacrography.net left me rather excited when I posted.
Building the device and exploring the images are things I can contribute. Interpreting these more complicated microscopy applications is stretching beyond my current knowledge.
Thank you for helping me improve the work. I hope we can continue examining it together, one question at a time.
Best regards,
Ramon