Mikroskopkamera

[A. Büschlen]

Lieber Anton,

Frage, wer hat welche Erfahrungen mit Mikroskpokameras in punkto Bildqualität und Kamerasoftware gemacht?

und

was ist so schwer, meine Eingangsfragen zu verstehen? Meine Frage zielte einfach darauf, Erfahrungen der Forumsteilnehmer mit Mikroskopkameras zu erfahren, sozusagen aus den Nähkästchen zu schreiben.

Ich versuche es einmal:

Vor vielen Jahren hatte ich die Gelegenheit an meinem Arbeitsplatz mit einer Nikon DS-5M an einem Nikon Mikrophot zu arbeiten. Diese Kamera wird über die dazu gehörende Nikon DS Camera Control Unit DS-L1 gesteuert. Die Bilder wurden auf eine CF-Karte abgespeichert. Die Leistung der Kamera betrug max. 2560x1920pix. Das Bild konnte auf dem 6,3 inch Display mit 1024x768pix an der Control Unit DS-L1 kontrolliert werden. Die abgespeicherten Bilder wurden mit der CF-Karte auf den MAC transortiert und dort im Photoshop bearbeitet.
Diese Kamera war damals eine der frühen C-Moutkameras für Mikroskope aus dem Hause Nikon. Die gesamte Einrichtung kostete mehrere 1000 CHF. Nach einigen Jahren wurde die Aktualisierung der Software nicht mehr geleistet.

Damals, vor über 20Jahren ware diese professionelle Kameraausrüstung eine Ausrüstung mit einer guten Leistung. Die Kamera war über die Control Unit einfach zu steueren. Messungen konnten gemacht werden, Massbalken im Bild abgespeichert werden, ect.
So lange die Software vom Hersteller unterstützt wurde war Diese einfach zu benutzen.

Zum Nähkästchen:

Es ist nicht schwer deine Eingangsfragen zu verstehen. Wenn Mann sich aber doch Zeit nehmen will um dazu zu schreiben, möchte Mann auch verstehen warum und wozu du das fragst.
Alle C-Mount Kameras für Mikroskope sind von firmeneigener Software abhängig (Mit Ausnahme der Standalone fähigen). Die Software ist in der Regel nicht Mac tauglich. Sie können nur solange optimal betrieben werden, wie die Hersteller die Software unterstützen. Sie sind zusammen mit der Software viele 1000CHF teuer.
Deshalb kommt eine solche Einrichtung für mich nicht in Frage.

Hilft das?

Gruss Arnold Büschlen

[momotaro]

Dear All.
Lieber Peter.

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte.

Es geht hierbei nicht um Kameratests und Testbilder.
Ich habe auch deshalb verschiedene Bilder (Hellfeld, Polarisation, Dunkelfeld, Fluoreszenz, Z-Stacks, Histologie, H&E Färbung...) hier im Forum veroffentlicht, weil ich einfach mal sehen wollte, wie meine hier im Forum veröffentlichte Bilder wirken, wenn ich sie mir z.B. auf dem Handy ansehe.

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=46651.0

LG Helmut

[Peter V.]

Lieber Helmut,

Wenn Anton genügend Geld hat, möge er sich die Axioccam 208 kaufen. Dazu hat Apochromat Michael Zölffel etwas geschrieben und ich kann ihn unterstützen: Die Stand-alone-Funktion am Monitor via HDMI  ist ordentlich und einfach in der Bedienung (besser als mit der Software am PC)

! 

Herzliche Grüße
Peter

PS: @Jürgen

Bei der vereinfachten Bearbeitung der Bildparameter Schärfe, Helligkeit etc unmittelbar am Bildschirm vor dem Drücken des Auslöseknopfes.

Wenn es denn wenigstens so wäre! Bei der erwähnten Axiocam 208 zum Beispiel gibt es keine(!) Einstellmöglichkeit z.B. des Kontrastes und der Sättigung im Livebild (was mich absolut überrascht hat). Bei vielen anderen Kameras diverser Hersteller muss man sich dafür mit teilweise kryptisch beschrifteten Einstellschiebern wie zum Beispiel "Verbesserung" (was auch immer dann dahinter steckt) herumschlagen. Jede Kamerasoftware ist komplett anders! Es hilft da wirklich nur, sich eine Kamera und deren Software samt der jeweiligen Möglichkeiten ganz explizit anzuschauen.

Nochmal mein Rat an diejenigen, die mit solchen Mikroskopkameras  ernsthaft liebäugeln und nicht auf das absolute Billigst-Segment schielen: Wendet Euch an Christian Linkenheld.

Er hat eine überschaubare Anzahl solcher Kameras im Angbeot, dazu eine selbst geschriebe, sehr durchdachte Software "Mikrolive" und kann bestens beraten und die für den Nutzer geeignete c-mount empfehlen. Das schreibe ich nicht, weil Christian unser Admin ist (ich bekomme keine Umsatzbeteiligung  ), sondern aus fester Überzeugung.

[momotaro]

Lieber Peter.

Axiocam 208 ... keine(!) Einstellmöglichkeit des Kontrastes und der Sättigung im Livebild

Ist das nicht Erbsenzählerei. Diese Funktionen findest Du in jedem Bildbearbeitungsprogramm.
Warum willst Du den Kontrast und die Sättigung im Livebild verändern. Für die Aufnahme stelle ich Exposure Time (10 ms), Shading Correction und White Balance ein, ansonsten orientiere ich mich am Histogram. Der Kontrast des Livebildes lässt sich über Gamma beeinflussen.
Das Bild mit Gamma=0.75 kommt dem Blick durchs Okular am nächsten.

Das CZI-Dateiformat wurde von ZEISS speziell für die Anforderungen an die Bildgebung in der Mikroskopie entwickelt. Die ZEN Bildgebungssoftware speichert in diesem Format mehrdimensionale Bilder wie z. B. zeitaufgelöste Aufnahmen, Z-Stapel, Bilder von Versuchen mit mehreren Positionen und virtuelle Objektträger. CZI kombiniert Ihre Bildgebungsdaten mit allen relevanten Metainformationen zu einer kompakten Datei.
https://www.zeiss.com/microscopy/de/produkte/software/zeiss-zen/czi-bilddateiformat.html

LG Helmut

[Peter V.]

Hallo Helmut,

Ist das nicht Erbsenzählerei. Diese Funktionen findest Du in jedem Bildbearbeitungsprogramm.

ähhh...nööö! Absolut nicht!  Wenn ich das Livebild auf dem Monitor betrachte oder mittels Beamer projiziere oder für eine Videokonferenz nutze, möchte ich diese Parameter doch auch direkt im Livebild einstellen können. Wenn möglich  auch noch die Schärfe.

Vielleicht klären mich die Imaging-Experten mal darüber auf, wieso zum Beispiel diese zwei Schieberchen bei x mal Kilo-EUR teuren Kameras in der Steuersoftware nicht vorhanden sind? Es mag ja durchaus einen Grund dafür geben, mir erschließt er sich derzeit nur noch nicht. Ich verstehe es nicht, zumal das Features sind, die man bei im Vergleich "Billig"-c-mounts selbstverständlich findet.

Ich habe gerade nochmal nachgeschaut:

- Progres Speed XT-Core 5 (allerdings ehemals 5000 EUR-Klasse)

- eine ältere 5 MP Toup-Tek Kamera (Neupreis seinerzeit 300 - 500 EUR-Klasse)
und
- eine ätere 3 MP Euromex CMEX Kamera (Neupreis seinerzeit 300 - 500 EUR-Klasse)

bieten allesamt umfangreiche Einstellregler für Sättigung, Kontrast, Schärfe etc. im Livebild.

Wieso also eine 2000 EUR Axiocam nicht? Ok - Dich störts nicht. Ich hätte das Fehlen dieser in meinen Augen basalen und "primitiven" Features tatsächlich nicht erwartet. Scheint ja kein technisches Hexenwerk zu sein. Aber nochmal: Vielleicht gibt es dafür einen Grund?

Nun denn: Bei vielen modernen Audiogeräten vermisse ich auch die früher selbstverständlichen Regler für "Bass" und "Treble". Aber die scheine ja auch nur ich zu vermissen, denn die Standardantwort der Hersteller generell - auf solche Dinge angesprochen - lautet immer und überall "Der Kunde will das so". 

Man möge das von mir zur Axiocam 208 Gesagte bitte nicht als Zeiss-bashing auffassen. Es wird bei Mikroskopkameras der anderen "Großen" genau so sein.

Und - auch wenn mich immer wiederhole:

Das CZI-Dateiformat wurde von ZEISS speziell für die Anforderungen an die Bildgebung in der Mikroskopie entwickelt. Die ZEN Bildgebungssoftware speichert in diesem Format mehrdimensionale Bilder wie z. B. zeitaufgelöste Aufnahmen, Z-Stapel, Bilder von Versuchen mit mehreren Positionen und virtuelle Objektträger. CZI kombiniert Ihre Bildgebungsdaten mit allen relevanten Metainformationen zu einer kompakten Datei.

Das zeigt doch u.a., dass diese Kameras speziell für die Laborumgebung entwickelt wurden und n i c h t für die üblichen Anforderungen des Hobbymikroskopikers oder Mikrofotografen.
Es ist vermutlich ähnlich wie bei einem Rennrad: Das kann mehrere Tausender kosten und hat nicht einmal eine Leuchte, Gepäckträger und Schutzbleche  Weil es eben als Rennrad für ganz andere Anforderungen designt ist als ein Tourenrad! Und so ist es bei den "Mikroskopkameras" der großen Hersteller auch.

Herzliche Grüße
Peter

[peter-h]

Hallo Anton,

ob es  die Kamera für alle Fälle gibt bezweifle ich. Ich benutze vorzugsweise 3 verschiede Kameras. Eine Canon 650D, eine NEX 3N, eine ASI 178MM.
Jede Kamera hat ihre Vorteile in einem bestimmten Bereich. Nie käme ich auf die Idee mit der Canon 650D Diatomeen aufzunehmen. Rein zum Spass, mal nebenbei, JA, aber nicht ernsthaft.
Für die Glasgerüste der Diatomeen ist die ASI 178MM genau richtig. Aber auch für Objekte mit Chitinpanzer leistet diese Kamera gute Dienste, denn sie kann auch im nahen Infrarot bis 1000nm eingesetzt werden.

Aus diesen wenigen Beispielen zeigt es doch, dass Jeder seine Kamera finden muß.

Eine gute Zeit
Peter

[Anton Berg]

Hallo Peter,
Deinem sachlichen undentspannten Beitrag habe ich nicht hinzuzufügen. Mit den Kameras werde ich michauseiandersetzen. Danke!
Herzliche Grüße, Anton

[Peter V.]

Hallo,

Aus diesen wenigen Beispielen zeigt es doch, dass Jeder seine Kamera finden muß.

So ist es! Und deshalb führen wir ja auch diese Diskussion, die auch durchaus interessante Aspekte zu Tage gefördert hat. Wenn auch nicht für Anton, dann aber vielleicht für viele andere. Jeder kann seine Schlüsse aus den Informationen ziehen, muss es aber nicht.

Ich habe in den letzten Tagen anlässlich dieses Threads einige meiner Mikroskopkameras wieder hevorgekramt und verglichen, aber man sollte seine Hilfe auch niemandem aufdrängen.

Hezrliche Grüße
Peter

[Jakob_Wittmann]

Hallo zusammen!

Nicht zuletzt deswegen, weil in diesem reichhaltigen Faden auch erwähnt wurde, dass es angenehm wäre, bereits in der Live Ansicht einer genutzten Software Bilder bearbeiten zu können:

Ich verwende recht gerne die Astro-Kamera QHY 183c (2,4 µm Pixel, 20 Megapixel), QHY ist ein chinesischer Hersteller, aber man sollte bitte nicht den Fehler begehen, dass man auf mäßige Qualität dessen Kameras schließt. QHY bedient auch Interessenten für wissenschaftliche Kameras, die bis zu 70.000,- Euro kosten. Es werden auch Kameras nach Anforderungen von Kunden gefertigt.

Die Produktschiene für Hobby-Astronomen ist breit. Die von mir thematisierte 183c ist vergleichsweise noch ein Schnäppchen mit einem momentan ausgewiesenen Kaufpreis um € 800,- herum. Allerdings zur Zeit schwierig lieferbar.


Meiner Meinung nach sollte man bei Erwägungen zum Kauf einer Kamera bitte NIE die dafür genutzte Software außer Acht lassen.

Ich verwende SharpCap, eine britische Software (Kostenpunkt £12.00 (GBP) pro Jahr), die u.a. Analyse Features zur Kamera-Sensorik bietet, die sonst – wenn überhaupt – nur wissenschaftlich genutzte SW um viel, viel mehr Geld aufweist.

Der Software ist es salopp formuliert vollkommen wurscht, was für ein Bitmuster eine Aufnahme zeigt. Und mit den paar astronomischen Fachausdrücken dürfte auch ein Mikroskopiker keine wirklichen Probleme haben.

Enorm angenehm ist auch, dass diese Kamera ein doppeltes Peltier-Element zur Kühlung des Sensors hat. Minus 40° Celsius zur Umgebungstemperatur an Abkühlung sind leicht machbar.

So, langer Rede kurzer Sinn, bitte: Wer nach einer anspruchsvollen Lösung für die Mikrofotografie sucht, ist auch mit so einer Kamera sehr gut bedient.

Ich behaupte auch, dass sie die Leistung mehrfach teurerer Kameratypen übertrifft.

Ein paar Fotos (Screenshots) zu den Live-Bedienung-Features (von SharpCap) füge ich bitte bei. Es gibt noch viel mehr dieser, Fokussierhilfen etwa.

Liebe Grüße, schönes Wochenende

Jakob

[mhaardt]

Sharpcap mit einer Astrokamera ist in der Tat eine sehr gute Lösung. Obwohl oberflächlich ähnlich zu billigen Lösungen mit UVC-Kameras ist die Qualität viel höher, weil heutige Sensoren mehr als 8 bit liefern, die Kameras das auch anbieten und Sharpcap erlaubt, das zu verwenden, was für die Bildverarbeitung viele Vorteile hat. Die Übertragung von raw Bildern erlaubt auch korrekte Histogramme.

Warum gibt es in jeder billigen UVC-Kamera contrast und brightness? Weil das in die Interface-Chips, die Sensor und USB koppeln, integriert ist. Viele dieser Kamera verwenden extrem schlechte Software und multiplizieren z.B. das 8-bit Bild hoch, anstatt den analogen gain des Sensors zu verwenden, oder ihre Belichtungszeitsteuerung ist fehlerhaft. Die unteren Bits des Sensors werden einfach ignoriert. Histogramme in den bereits als JPG kodierten Bildern sind nicht hilfreich, weil sie nicht aussagen, wann ein Farbkanal gesättigt ist. Das sind aber alles Dinge, die man erst bei der ernsthaften Anwendung merkt.

Rein technisch sind gute Consumer-Kameras von der Kühlung abgesehen (die man in der Mikroskopie nur selten brauchen wird) mit farbigen Astrokameras vergleichbar, aber der Softwarezugang ist deutlich schlechter ausgeprägt, wenn man z.B. einen Bildstrom haben will. Sie sind halt auf Einzelbilder und übliche Videoformate ausgelegt, während Astrokameras eher technisch sind: Man kann Bilder so schnell machen, wie Größe und Belichtungszeit es erlauben. Das Ergebnis ist eine Serie von Bildern, kein Videostrom.

Michael

[reblaus]

Hallo -

die neueren spiegellosen "Consumer"-Kameras können aber oft auch beeindruckende Bildserien bei voller Auflösung im RAW-Format ...

Gruß

Rolf

[Jakob_Wittmann]

Sharpcap mit einer Astrokamera ist in der Tat eine sehr gute Lösung. Obwohl oberflächlich ähnlich zu billigen Lösungen mit UVC-Kameras ist die Qualität viel höher, weil heutige Sensoren mehr als 8 bit liefern, die Kameras das auch anbieten und Sharpcap erlaubt, das zu verwenden, was für die Bildverarbeitung viele Vorteile hat. Die Übertragung von raw Bildern erlaubt auch korrekte Histogramme.

Warum gibt es in jeder billigen UVC-Kamera contrast und brightness? Weil das in die Interface-Chips, die Sensor und USB koppeln, integriert ist. Viele dieser Kamera verwenden extrem schlechte Software und multiplizieren z.B. das 8-bit Bild hoch, anstatt den analogen gain des Sensors zu verwenden, oder ihre Belichtungszeitsteuerung ist fehlerhaft. Die unteren Bits des Sensors werden einfach ignoriert. Histogramme in den bereits als JPG kodierten Bildern sind nicht hilfreich, weil sie nicht aussagen, wann ein Farbkanal gesättigt ist. Das sind aber alles Dinge, die man erst bei der ernsthaften Anwendung merkt.

Rein technisch sind gute Consumer-Kameras von der Kühlung abgesehen (die man in der Mikroskopie nur selten brauchen wird) mit farbigen Astrokameras vergleichbar, aber der Softwarezugang ist deutlich schlechter ausgeprägt, wenn man z.B. einen Bildstrom haben will. Sie sind halt auf Einzelbilder und übliche Videoformate ausgelegt, während Astrokameras eher technisch sind: Man kann Bilder so schnell machen, wie Größe und Belichtungszeit es erlauben. Das Ergebnis ist eine Serie von Bildern, kein Videostrom.

Michael

Hallo Michael,

danke, was Du hier zu den UVC-Kameras erklärt hast, finde ich wirklich wissenswert. Zumindest teilweise war ich der Meinung, dass diese eben typische Video-Cams sind, bei denen man vielleicht mit einschlägiger Software aus dem Video Einzelbilder gewinnen kann. Manch Angebote zu solchen waren allerdings vor allem bei den Datenblättern zu diesen (sofern verfügbar) etwas ,,diffus" beschrieben. Vor allem die eher sehr billigen.

Bei den namhaften Anbietern von Industriekameras, ob für allgemeine Überwachungszwecke oder Monitoring von Produktionsabläufen –jetzt bitte nur als Beispiele zu sehen – fällt einem sehr bald auf, dass solche gar nicht billig sind. Ich nehme an, dass dabei die Güteklasse der Sensoren mit reinspielt. Immerhin sind solche Kameras darüber hinaus auf lange währende Einsätze eingerichtet. Somit dürfte die Elektronik dieser eher robust bzw. zuverlässig konzipiert sein.

Ist man bemüht allzu sehr zu sparen, kann es meiner Meinung nach leicht geschehen, dass man heftig enttäuscht verbleibt. Freunden von mir ist so etwas passiert, weil sie beispielsweise glaubten, dass die für die Raspberry Pi Kleinstrechner angebotenen Cams (diese ziemlich ,,nackt" auf einer Platine befestigten Dinger) für Astrofotografie ein super Angebot wären. Ja, man kann sie nutzen, falls man bescheidene Ansprüche hat und einem das Gefummel mit der Hard- und Software nicht auf die Nerven geht ...

Aber das war es dann auch schon. 

Liebe Grüße

Jakob

Hallo -

die neueren spiegellosen "Consumer"-Kameras können aber oft auch beeindruckende Bildserien bei voller Auflösung im RAW-Format ...

Gruß

Rolf

Hallo Rolf,

danke, ich kann mir das durchaus vorstellen. Denn es existiert ja schon für z. B. ältere EOS DSLRs eine durchaus fähige Software (EOS Utility), die zwar außer den Grundfunktionen & Weißabgleich wenig andere Funktionen bietet, dafür aber absolut zuverlässig und (USB 2.0!) auch sehr flott funktioniert. Die Raw-Ergebnisse sind einwandfrei.

(Ich kenne mich leider nur bei den Canons aus ...) 

Die Hersteller der Spiegellosen werden wohl nicht geschlafen haben, meine ich mal.

Zumindest teilweise ist alternative Software zu den firmeneigenen Lösungen (jetzt für Consumer Kameras inkl. auch professioneller solcher) auch verfügbar. digiCamControl etwa (kostenfrei). Es gibt auch kommerzielle Software, allerdings zu Preisen bei denen man ins Kopfschütteln kommt.

Sehr angenehm bei den modernen spiegellosen Kameras ist auch der ebenso verfügbare elektronische Verschluss (oder irre ich mich bitte damit?).

Ich experimentiere gerne und habe beispielsweise Dreier-Sets für Fokus-Stacking bei Diatomeen ausprobiert. So um die 1000 Belichtungen pro Objekt. Wenn ich das mit einer gängigen, weit verbreiteten EOS 600D mache verbrate ich mit solchen mehreren Vorgängen locker drei oder mehr Prozent der (statistisch) geschätzten Lebensdauer einer EOS. Innerhalb von wenigen Stunden ... 

Ok, ich mache das mittlerweile nicht mehr. 

Liebe Grüße

Jakob

[mhaardt]

So gut wie alle halbwegs modernen Sensoren haben einen elektronischen Verschluss, allerdings ist dessen Effizienz nicht immer so gut, wie man es gerne hätte. Das ist der Hintergrund für den mechanischen Verschluß, der vermutlich bald Geschichte sein wird. Gute spiegellose Systemkameras mit elektronischem Verschluss und mit guter Software sind wunderbar, weil sie große Sensoren von guter Qualität haben, mechanisch robust und preisgünstig sind. Das muss gar nicht unbedingt Kleinbildformat sein, was man heute Vollformat nennt. APS-C oder MFT reicht durchaus. Man bekommt gleich einen farbkorrigierenden IR/UV-Blockfilter und einen low pass Filter dazu. Mit HDMI-Anschluss ist das am Mikroskop ohne Computer auch nett. Man muss bei Bewegung aber mit den Artefakten eines rolling shutter leben.

Der Preis der Industriekameras und die Güte der Sensoren haben nur insoweit etwas miteinander zu tun, als dass gute Sensoren (große Fläche) halt ihr Geld kosten. Industriekameras haben ihren hohen Preis primär durch eher geringe Stückzahlen und die Entwicklungskosten (Mechanik, Optik, Elektronik, Software, Zertifizierungen inkl. Vibrationstests und Staubdichtigkeit). Das ist für unsere Zwecke nicht unbedingt nötig. Es gibt diverse Industriekameras mit den gleichen Sensoren wie in UVC-Webcams, nur dass die Software der UVC-Webcam das Potential des Sensors nicht nutzt. Die Softwareschnittstellen von Industriekameras richten sich nach Industrieprotokollen bzw. sind herstellerspezifisch. Es gibt extra Systemintegratoren, die Kundenapplikationen erstellen. IR/UV-Blockfilter sind gerne eine Beschichtung im Objektiv, aber nicht farbkorrigierend und es gibt keinen low pass Filter, weil Kamera, Optik und Anwendung aufeinander abgestimmt sind. Es gibt sowohl rolling als auch global shutter und natürlich auch monochrome Sensoren.

Astrokameras sind ein Kompromiss: Man kann das Potential des Sensors voll nutzen, die mechanische und elektronische Qualität liegt deutlich unter der von Industriekameras und der Preis auch irgendwo in der Mitte, weil die Stückzahlen sehr klein sind. Die Softwareschnittstelle ist herstellerspezifisch, aber es gibt Treiber, um sie z.B. in Sharpcap einzubinden. Den IR/UV-Blockfilter gibt es meist einschraubbar dazu, ansonsten kann ihn eher günstig kaufen, nur farbkorrigiert wird evtl. teuer. Einen low pass Filter gibt es nicht und braucht es für Astrofotografie auch nicht. Es gibt nur rolling shutter, die stets ein wenig besseres SNR bieten, aber auch monochrome Sensoren.

Die Kameras vom Raspberry Pi sind sehr preisgünstig und haben wenig Sensorfläche. Das ist für Astrofotografie nicht ideal, aber es gibt viele Anwendungen, wo sie klasse sind. Der farbkorrigierte IR/UV-Blockfilter gehört dazu, kann aber entfernt werden. Die Software muss man natürlich selbst machen und ich bin von der Schnittstelle nicht begeistert.

Bei der Mikrofotografie kann man sich bei ausreichendem Oversampling den low pass Filter sparen, er stört aber auch nicht. Ein farbkorrigierender IR/UV-Blockfilter ist besser, aber wenn man keine sehr breitbandige Beleuchtung hat, kommt es auf die Farbkorrektur dann auch nicht mehr an.

Das ist so grob die Einordnung. Es kommt immer darauf an, was man genau braucht.

Michael