Rheinberg-Filter mal ausprobiert

[witweb]

Hallo zusammen,

natürlich habe ich, als ich Wassertropfen mit meinem ersten Mikroskop angeschaut habe, auch mit Keilen und Halbmonden aus schwarzem Karton herumgespielt und mit farbigen Folien. Nachdem Dunkelfeld mit den nächsten Mikroskopen professioneller zu machen war, war das kein Thema mehr. Und die farbigen Folien habe ich eher für Spielerei gehalten.
Nun hat mich Gerds Beitrag ,,Zeigt her Eure Bilder: Lackabdrücke" sehr interessiert und ich habe auch drei Bilder beigesteuert. Aber Lackabdrücke sind nun mal farblos. Die Bilder kann man mit PS einfärben, aber gab es da nicht noch die "Coloured Illumination" des Herrn Rheinberg? Also flugs alle relevanten Beiträge im Forum gelesen und ein wenig im Netz gesucht.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hier ein paar Links, die ich ganz nützlich fand:
- Rheinbergfilter basteln
- Kleine Hilfe für Blendenbastler, oder die es werden wollen
- How to Make Rheinberg Filters
- Rheinberg Filters for Photomicrography
- Making Rheinberg illumination discs
- Note on Coloured Illumination

Natürlich gibt es hier im Forum noch unzählige weitere Tipps zu diesem Thema.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jetzt wollte ich mir das mal genauer anschauen, aber auch gleich halbwegs richtig machen. Als Erstes habe ich mich hingesetzt und mit Tinkercad einen Filterlolly für mein Orthoplan konstruiert. Die Daten habe ich dann gleich an den 3D-Druck-Dienstleister meines Vertrauens geschickt und nach vier Tagen von DHL zehn schicke schwarze Filterhalter erhalten. Das sollte erst mal reichen. Für das Ermitteln der Blendengrößen habe ich schwarze Kreise mit verschiedenen Durchmessern auf normales Kopierpapier gedruckt, diese in Streifen geschnitten und damit die erforderliche Blendengröße für jedes Objektiv ausgetestet. Kurzfristig hatte ich mir noch ein Einstellfernrohr gegönnt (danke Diana!). Es geht aber auch so, siehe Links oben.
Die Filter habe ich dann mit LibreOffice Draw gezeichnet und mit dem Tintenstrahldrucker auf Inkjet Overheadfolie gedruckt.



Die ersten Versuche haben mich sehr positiv überrascht. Hier das erste Bild vom Lackabdruck:



Als Freund von Mikrokristallen musste ich natürlich auch schauen, was da geht.
Hier sind drei Aufnahmen (Ammoniumdihydrogenphosphat), im normalen Durchlicht, mit Polarisator und mit Rheinberg-Filter (rote und grüne Segmente).





Wow!
Das letzte Bild ist mit schwarzer Blende und gelbem Filter entstanden:



Jetzt werde ich meine Filtersammlung vervollständigen und weiter experimentieren.

Farbenfrohe Grüße

Michael

[Peter T.]

Sehr cooles Experiment. Finde ich klasse, wenn man da neue Wege geht. Freue mich auf weitere Beispiele.

[purkinje]

Hallo Martin,
gute Idee mal wieder an diese, v.a. für fablose Objekte schöne Methode zu erinnern. Die Kombi Pol+Rheinberg wird in brit. Mikroskopikerkreisen gerne Spikeberg genannt (nach Ian "Spike" Walker): Spikeberg . Sehr schöne Filterhalter übrigens, ich seh schon, demnächst kommt noch mehr "Schlierographie" hinzu
Beste Grüße Stefan

[witweb]

Hallo Peter und Stefan,

danke für die Rückmeldungen.
Die Kombination von Pol- und Rheinberg-Filtern habe ich schon mal kurz ausprobiert. Den Namen Spikeberg kannte ich aber nicht.
Mal sehen, wie sich die bedruckten Folien im Zusammenhang mit dem Polarisator verhalten. Die wirken ja wie Retarder, was nochmal neue Aspekte ins Bild bringt.
Ich habe auch schon ein paar 32 mm-Uhrgläser bestellt. Die passen auch in die Filterhalter und könnten Folien tragen, die man nicht bedrucken kann.
Mal schauen. Jugend forscht. Das wird sicher eine farbenfrohe Spielerei.

Viele Grüße


Nur Rheinberg

Michael

[Gerd Schmahl]

Hallo Michael,
wenn Du schon mal beim Basteln mit den Folien bist: Auf in die 3. Dimension!

Im SCHLÜTER, W. Mikroskopie für Lehrer und Naturfreunde, hieß die Rheinberg-Methode übrigens "Kontrastfarbenbeleuchtung" Falls Du das Buch nicht haben solltest, kann ich Dir gerne ein paar Scanns zu dem Thema senden.

Ab schönsten fand ich den Filter, der innen blau und außen gelb ist. wobei bei der Kontrastfarbenbeleuchtung immer von "farbigem Dunkelfeld" ausgegangen wird: Also ein farbiges Zentrum in der Größe der notwendigen Zentralblende mit einem "Trennstreifen" in schwarz und außen die dazu gehörige Kontrastfarbe, so das das Objekt in der Außenfarbe leuchtet, während der Hintergrund die in der Zentralfarbe erscheint. Das kann man dann noch mit schiefer Beleuchtung kombinieren, indem das Zentralfeld nur halbmondförmig gestaltet ist, und ansonsten schwarz oder die Außenfarbe nur halbseitig durch lässt. Da gibt es wirklich sehr viel Raum für Experimente.

Wie sieht denn Deine Kombination mit den Polfiltern aus. Sind die auch in verschiedenen Größen, so dass sich die Helligkeit der Außenfarbe gegen die Helligkeit des Hintergrundes abmischen lässt? Es macht sich ja meist gut, wenn das Zentrum recht dunkel ist. Aber ich denke Das meinst Du nicht, sondern einfach "normales x-Pol" mit "normalen" Rheinberg kombiniert, oder?

LG Gerd

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,

wieder ein schönes, farbenfrohes Thema von Dir. Die Bilder finde ich gelungen, auch wenn ich nicht deuten kann, was jetzt vom Kristall und was von der Beleuchtung kommt.

Wie dick sollte die Folie sein, eher dicker, oder weniger dick? Im Durchzug schaffen die Tintenstrahler ja nicht alle dicken. Hat die eine bedruckbare und eine Unterseite, oder sind beide Seiten gleich? 

Wenn Du das Außenmaß festgelegt hast (Lollipop) dann wäre doch ein passendes Locheisen nett, dann bleibt kein Loch in der Mitte.

LG Frank

[witweb]

Hallo Gerd,

man, da wird meine To-do-Liste ja immer länger. Ich muss gleich noch Lollis nachbestellen ...

Im Moment bin ich noch beim Filterdrucken und Basteln, wobei ich mich jetzt erst mal auf das 10er-Objektiv beschränke, um den Aufwand in Grenzen zu halten und Erfahrungen zu sammeln – wie: ,,blau und außen gelb". Und die schiefe Beleuchtung habe ich noch gar nicht berücksichtigt, außer ganz kurz mal beim Einstecken des Filters in den Filterhalter.
Mit Polfiltern habe ich noch nichts gemacht, außer "normales x-Pol" mit "normalen" Rheinberg kombiniert. Nur ganz kurz angeschaut. Stefan (purkinje) hatte noch auf Spikeberg aufmerksam gemacht. Ich habe ein paar Bilder gesehen, sehr interessant.
Danke für den Hinweis zum 3D-Effekt mit Filter in Anaglyphenfarben.
Es muss sich auch noch zeigen, inwieweit die gedruckten Filter ausreichend sind. Für die Zentralblende habe ich schwarzen Karton genommen, da der Hintergrund sonst grau wird. Wäre bei farbigem Hintergrund ja kein Problem. Aber ich werde auch noch Farbfolien (LEE Filters) testen. Mal sehen, wohin das führt.
Wie schon gesagt, meine To-do-Liste wird immer länger ...

Hallo Frank,
die Kristalle sind farblos und sehen auch im Durchlicht zum größten Teil weiß aus. Die Farben kommen fast ausschließlich durch das Rheinberg-Filter. Du kannst ja auch nochmal nach oben schauen, zu den drei Vergleichsaufnahmen. Das letzte Bild zeigt die gleiche Substanz wie oben. Mal sehen, wie das bei anderen Kristallen aussieht.

Zum Bedrucken habe ich diese Inkjet-Overheadfolie verwendet. Die hat eine bedruckbare Seite, die man richtig herum in den Drucker einlegen sollte, sonst gibt es Schmierereien. Das ist aber kein Problem. Locheisen habe ich, aber nicht in den richtigen Größen (außer 9 mm für die Zentralblende für das 5er-Objektiv). Vielleicht bestelle ich mal einen ganzen Satz oder nur die relevanten Größen. Für den Außendurchmesser wäre das 32 mm. Nach einem bisschen Üben kommt man aber mit dem Kreisschneider ganz gut zurecht. 

LG Michael

[Nochnmikroskop]

Hallo Michael,
danke für die Info.

LG Frank

[purkinje]

Hallo Michael, werte Farbblenden-Gemeinde,

auch wenn mein letzter Rheinbergfilter etwas her ist, ein paar Tips, welche nicht so oft geschildert werden:

• wie beim Dunkelfeld gilt, die Zentrale Zone muss die Objektivapertur bedecken, mit Hilfsmikroskop Austrittspupille kontrollieren
• als zentrale Farbe eine dunklere Farbe wählen. ggf die zentrale Farbe mittels Matt u./o. Graufiltern "dämpfen".
• beim Ausdrucken Tintenstrahl deutlich besser als Farb-Laserdrucker  (liegt an den Farben), am besten sind Folien aus Foto bzw Beleuchterbedarf.
• bei kleineren Vergrößerungen (n.A. ≦0,25) konsequent Frontlinse wegklappen /abschrauben, bzw bei n.A >>0,65 immergierbare Kondensoren verwenden.
• schwarze Ringe als Trenner zwischen Zentral- und Außenzone sehr hilfreich um eine Mischung von Hintergrund und Beleuchtungsfarbe zu vermeiden (je kleiner die Vergrößerung umso weniger unterscheiden sich die Beleuchtungswinkel, umso erforderlicher):

Hier noch ein Link mit sehr schönen Abbildungen und Anregung für alle Beleuchtungsprofis:Rheinberg Illumination: A Fresh Approach to High Magnification Color Contrast
Beste Grüße Stefan

[witweb]

Hallo Stefan,

danke für deine Tipps. Einiges musste ich auch schon feststellen.
Bei der zentralen Zone ist das Bedrucken mit dem Farbdrucker nicht wirklich ausreichend. Für das Dunkelfeld habe ich auf die gedruckte schwarze Fläche noch ein Stück schwarzen Karton gleichen Durchmessers geklebt. Das ist perfekt. Für Farbe, z.B. Blau, habe ich ebenfalls diesen zentralen Bereich mit einem runden Stück blaue Bastelfolie unterstützt. Das geht auch ganz gut. Graufilter geht, aber auf Kosten der Farbintensität (logisch). Würde ich ohne Not nicht machen.

schwarze Ringe als Trenner zwischen Zentral- und Außenzone sehr hilfreich um eine Mischung von Hintergrund und Beleuchtungsfarbe zu vermeiden (je kleiner die Vergrößerung umso weniger unterscheiden sich die Beleuchtungswinkel, umso erforderlicher):

Mit den schwarzen Trennringen zwischen Zentral- und Außenzone experimentiere ich gerade noch. Herr Schlüter empfiehlt - danke Gerd für die Scans - eine Breite von 3 mm, davon 2 mm im Zentralfilterbereich .
Hier schon mal zwei Aufnahmen (5er-Objektiv), die erste nur mit gedrucktem Trennring, die zweite mit 3 mm Trennring aus schwarzem Karton. Das sind schon deutliche Unterschiede!




Die farbigen Außenbereiche sind dagegen sehr gut mit dem Tintenstrahldrucher realisierbar, hier gelb.

Soweit erst mal, ich  hatte nicht viel Zeit. Allerdings sind meine Objekte (Mikrokristalle und bei den letzten Bildern koreanisches Meersalz) sicher auch nicht ideal. Ich denke, ich finde da noch Besseres für die Versuche.

Zum Thema ,,A Fresh Approach..." hätte ich auch noch etwas:
,,Introducing the Arlow-Abbe digital condenser with a digital display as a light source." Der Beitrag ist zu finden im Microbehunter Magazine (Issue 48)
Die Beleuchtung basiert auf einem uOLED-128G2 display module (128 x 128 pixel)

Viele Grüße

Michael

[Lupus]

Hallo Michael,

ein paar ergänzende Hinweise, wenn es nicht primär auf Ästhetik der Farben ankommt sondern auf die Grundidee Rheinbergs, den Kontrast für Detailstrukturen zu optimieren:

Wichtig ist dann die wellenlängenmäßige Trennung der Farben, d.h. dass zwei verwendete Filterfarben möglichst keine spektrale Überlappung besitzen. Dazu muss man etwas Farbenlehre betrachten: Das Auge oder die Kamera funktioniert mit der sog. additiven Farbmischung, entsprechend der Empfindlichkeit der 3 Farbrezeptoren sind die Grundfarben Blau, Grün und Rot. Wenn man also das "hochauflösende" Bild aus der äußeren ringförmigen Aperturblende vom wenig auflösenden (und den Hintergrund enthaltenden) Bild aus der Zentralblende kontrastreich trennen möchte, sollte man diese Grundfarben möglichst rein verwenden.

Dann entstehen unabhängige Bilder für jede der Rezeptorenart ohne "Mittelung" der Helligkeiten. Gelb z.B. ist eine subjektive Mischfarbe aus Rot und Grün. D.h. wenn man die zentrale Blende Grün macht und den Rand Gelb bedeutet das dass sich eigentlich ein nichtabgeblendetes grünes Hellfeldbild (grüner Anteil der Ringblende + grün der zentralen Blende) mit einem roten Bild der ringförmigen Blende überlagert. Dadurch wird der gewollte deutliche Unterschied zwischen Bild aus abgeblendeter Aperturblende und Ringblende abgeschwächt. Das gleiche gilt für die Verwendung der Mischfarben Cyan (Blau + Grün) und Magenta (Blau + Rot). Die kann man natürlich verwenden, wenn die 2. Farbe komplementär dazu ist, also z.B. bei Cyan-Filter als 2. Farbe Rot verwendet wird, und beim Gelbfilter als 2. Farbe Blau.

Blau ist aber bei visueller Beobachtung sehr problematisch, weil das Auge hier nahezu keine Auflösung aufweist. Blau kann dann nur für den Hintergrund bzw. für die innere Aperturblende mit geringer Detailauflösung verwendet werden. Der Grund: Das Auge besitzt im zentralen Bereich höchster Sehschärfe (Foveola) nur grüne (M) und rote Zapfen (L), blaue Zapfen (S) konzentrieren sich erst anschließend auf einen äußeren Ring innerhalb der zentralen Sehgrube (Fovea), und das mit viel geringerer Dichte.
Ein schematisches Bild dieser zentralen Zapfenanordnung ist hier zu sehen:
https://www.allpsych.uni-giessen.de/karl/teach/farbe/f03.jpg
eine etwas genauere (typische) Verteilungskurve hier, der Einbruch der kurzwelligen (S für short) blauen Zapfendichte und deren geringe Anzahl im Sehschärfezentrum ist deutlich erkennbar:
https://www.spektrum.de/lexika/images/optik/fff1738_w.jpg
In dieser letzten Grafik ist der Winkelabstand vom Schärfezentrum Foveola aufgetragen (x-Achse der beiden Grafiken in Winkelgrad, T steht für die Gesamtdichte der Zapfen).

Wer es nicht glaubt kann es selbst testen (hier ist übrigens immer Voraussatzung dass man keine individuellen Abweichungen wie Farbenfehlsichtigkeit besitzt):
Das erste Testbild mit farbigen Landoltringen auf schwarzem Grund muss man dazu vollformatig auf einem Monitor darstellen und in größerer Entfernung betrachten bis man bei den roten oder grünen Ringen die Öffnungen nur noch etwa in den mittleren Reihen gerade noch erkennen kann. Die blauen Ringe sind dann in den gleichen Reihen nicht mehr auflösbar.
Wenn man das zweite Bild mit weißem Hintergrund betrachtet ist (normalerweise) kein Unterschied in der Auflösung zwischen blau und grün/rot zu erkennen. Das liegt aber nicht an den blauen Ringen sondern am weißen Hintergrund, der natürlich rote und grüne Pixel enthält wodurch das Negativbild der blauen Ringe ebenfalls auflösbar ist.

...schwarze Ringe als Trenner zwischen Zentral- und Außenzone sehr hilfreich um eine Mischung von Hintergrund und Beleuchtungsfarbe zu vermeiden

...die erste nur mit gedrucktem Trennring, die zweite mit 3 mm Trennring aus schwarzem Karton. Das sind schon deutliche Unterschiede!

Diese breite Trennung zwischen den verschiedenen Filterbereichen bewirkt, dass die Vermischung der Details des "detailreichen" und des "detailarmen" Bildes geringer wird, weil die zentrale Abblendung der Kondensorapertur auch feine Details enthält, während die Ringblende auch geringe Details enthält - der Übergang ist kontinuierlich. Umso größer die räumliche Trennung der Filterzonen voneinander, desto deutlicher die Trennung der Details in den Farbauszügen.

...beim Ausdrucken Tintenstrahl deutlich besser als Farb-Laserdrucker  (liegt an den Farben), am besten sind Folien aus Foto bzw Beleuchterbedarf.

Gute Farbfilterfolien sind normalerweise besser als ausgedruckte Farben, sofern sie speziell als Trennfilter konzipiert sind. Das visuelle Erscheinungsbild einer Farbe ist nicht immer ein Beweis für die der Farbe entsprechende Transmissionskurve. Ich habe bei Experimenten mit Rheinbergfiltern gute Erfahrungen mit Filtern für (hochwertige) Analgyyphenbrillen gemacht.
Hier ein Sortiment solcher Filter, neben den normalen Cyan/Rot-Brillen gibt es für speziellen Anwendungen (bessere Darstellung einzelner anderer Farben oder bei Drucken wo die Farbreinheit nicht so gut ist) auch andere Kombinationen wie Grün/Rot oder Grün/Magenta.



Bei Stereobetrachtung mit Analglyphenbrillen ist die saubere Farbtrennung der beiden Spektralbereiche besonders wichtig weil es sonst starke Geisterbilder gibt. Die folgenden gut getrennten Transmissionskurven für drei Brillenarten hatte ich einmal von der Internetseite des 3D-Shop perspektrum geladen, von dem auch meine Brillen sind.
https://www.perspektrum.de/c/brillen/3-d-brillen



Hubert

[purkinje]

Hallo Hubert, hallo Michael,
auch als Ergänzung und Unterstreichung zu den interessanten weiteren Ausführungen und als Richtschnur für geeignete Farben, hier die Original-Kominationen vom anderenorts bereits erwähnten Kodak-Rheinberg-Set (1935, 16$!):

"The set comprises: Central Disk-Stops:
(1) Greenish Blue, (2) Blue, (3) Green, (4) Red, (5) Purple, (6) White Matte, (7) Black
Peripheral Ring-Stops:
(8 ) Red, (9) Orange, (10) Blue Green, (11) Blue; also (12) Red and Blue Sector Stop."
Beste Grüße Stefan

[Gerd Schmahl]

Hallo Hubert,
ich danke Dir für die Egänzungen, die unseren Sehapparat betreffen. Solche Fakten über "das Sehen an sich", finde ich immer besonders spannend.
LG Gerd

[witweb]

Hallo zusammen,

@ Hubert
Vielen Dank für deinen fundierten und erhellenden Beitrag!
Besonders interessant finde ich deine Informationen zu Folien und Filtern. Mal sehen, was sich davon umsetzen lässt.

@Stefan
interessante Info zum Kodak-Rheinberg-Set. Gibt es wohl nicht mehr? Scherz.

Um reproduzierbar vergleichen zu können, habe ich mal ein paar Objekte getestet.
Dieses könnte vielleicht ganz gut geeignet sein: Nylon-Sieb, 100 Mesh.
Hier, nur zur Demonstration, einmal ohne Filter, dann mit rot/blau-Filter.



Viele Grüße

Michael

[purkinje]

Hallo Michael,

nteressante Info zum Kodak-Rheinberg-Set. Gibt es wohl nicht mehr? Scherz.

und wenn, dann liegt es in irgendeiner Sammlung oder Museum im Depot mit der Beschreibung "frühes Geschicklichkeitsspiel für Kleinkinder" und wird in 50 Jahren höchstaufwendig kuratiert als solches ausgestellt /Ironie-Ende
Auf jeden Fall sind die Rheinberg-Blenden billiger selbst zu fertigen als der sehr seltene und mittel-vierstellig gehandelte Farb-Heine-Kontrastkondensor 

Die von Hubert gezeigten Folien aus den Anaglyphenbrillen haben es mir auch schon angetan.
Auch die (vermutlich sehr stark mattierte) weiße Zentralscheibe von Kodak finde ich interessant, nach Huberts Ausführungen wohl eher die Farbe der Wahl für peripheres blaues Licht. Auch die periphere rot-blaue Sektorenblende könnte hier bei Verwendung mit chlorophyllhaltigen Organismen gut wirken und auch funktionieren.

Beste Grüße Stefan