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Automatisiertes Focus Stacking (Fokusreihen) in der Mikroskopie mit der Helicon Remote Software 

Praktisches, plattformübergreifendes Software Tool zur Steigerung der Tiefenschärfe und Bildqualität 

Helicon Remote ist eine Tethering-Software für W-Lan- und USB-kabelgebundene Fotografie zur Fernsteuerung einer Kamera (hauptsächlich Canon und Nikon). Diese sitzt auf einem motorisierten Mikroskopstativ und wird mit der Software über PC, Mac, Android oder iOS angesteuert. Weiters bietet die Helicon Software praktische Zeitrafferaufnahmen, kombiniert mit Fokus- und Belichtungsreihen. Praktisch sind auch die Funktionen in der Live View Anzeige für Drehung, horizontale und vertikale Spiegelung sowie einblendbare Gitterlinien und Lineale.

Bei der Focusstacking Technik wird ein Bildstapel von unterschiedlich fokussierten Einzelbildern aufgenommen und im Anschluss zu einem perfekten, hochauflösenden Einzelfoto mit hoher Tiefenschärfe weiterverarbeitet. Die Software besteht aus zwei Modulen: Das Helicon Remote Modul fungiert als Steuersoftware für Kamera und Stativ ( Z-Achse). Nach der Aufnahme kann der Bildstapel mit dem Focus Software Modul weiterverarbeitet werden. Die beiden Module sind miteinander verzahnt, mit einem Klick gelangt man in das andere Modul. Dadurch ist ein effizientes, bequemes Arbeiten möglich

Durch die automatisierte Erstellung von unterschiedlich fokussierten Einzelbildern am Mikroskop lässt sich die Bildqualität (Tiefenschärfe und Auflösungsvermögen) erheblich steigern. Für ein Top-Einzelbild werden von Profis oftmals hundert und mehr Einzelfotos aufgenommen und automatisch weiterverarbeitet.

Helicon Remote: Kurzbeschreibung

Die Helicon Remote Software läuft auf unterschiedlichen Betriebssystemen (PC, Mac, Android oder iOS). Sie wurde zur Steuerung und Live View-Anzeige von modernen spiegellosen Systemkameras oder digitalen Spiegelreflexkameras entwickelt. Eine große Anzahl Kameras wird unterstützt - eine Liste der kompatiblen Kameras ist auf der Helicon Software Website gelistet.

In diesen Bericht beschränken wir uns auf die PC und Mac-Plattformen, da auf diesen das komplette Paket von Remote und Focus lauffähig ist und sie im professionellen Bereich am häufigsten eingesetzt werden.

Sowohl die Kamera als auch das motorisierte Stativ werden jeweils mit einem USB-Kabel angeschlossen.

Durch die kabelgebundene Kommunikation mittels USB-Kabel ergeben sich geringste Verzögerungen und höchste Bildqualität bei Betrachtung des Livebildes der Kamera. Ein Kameraanschluss kabellos über WLAN ist möglich, hat jedoch Nachteile für die Geschwindigkeit der Datenübertragung, die Bildqualität und die Datensicherheit.

Für den Routinebetrieb empfehlen wir den Anschluss über USB Kabel.

Ist die Kamera am Mikroskop oder Makroskop montiert, die Helicon Software erfolgreich installiert und per USB-Kabel am Computer verbunden, wird ein großes Live-Bild am Computerdisplay angezeigt.

Im rechten Bildschirmteil befindet sich der Kamerastatus mit den wichtigsten Kameraeinstellungen: Belichtungssteuerung, ISO-Einstellungen, Helligkeitseinsstellungen und Fotoformat mit Auflösung und Bildformat (JPG oder RAW). Unterhalb scheint eine Histogramm-Anzeige mit Helligkeitsverteilung für die drei Grundfarben (RGB) auf. 

Darunter befindet sich das Fenster für die Einstellung der Fokuspunkte auf der Z-Achse des motorisierten Stativs.

Nachdem die Kamera erfolgreich angeschlossen ist, geht es um Einstellungen, Einbindung und Inbetriebnahme des motorisierten Stativs. Die Helicon Software kann beliebte Motoreinheiten, zum Beispiel von Stackshot, Trinamic und Wemacro, direkt ansprechen. Diese Antriebe verfügen in der Regel über einen Schrittmotor. Über das Menü können wichtige Einstellungen durchgeführt werden:

Ein wichtiger Eingabeparameter ist das Zeitintervall zwischen zwei Aufnahmen. Dieser Wert [s] hat große Bedeutung für die Bildqualität: Bei jeden Fortbewegung des Schrittmotors in Z-Achse kommt die gesamte Fotoeinrichtung minimalst in Schwingung. Um Verwacklungsunschärfen zu vermeiden, ist eine kurze Pause von wenigen Sekunden nach der Bewegung sinnvoll. 

Bei unserem Anwendungsbeispiel haben wir die sehr beliebte und leistungsfähige Stackshot Motoreinheit verwendet.

Über das Computerdisplay kann man die Pfeilbuttons anklicken, die die Einheit hinunter- oder hinaufbewegen.

<<<  oder >>>   Großer Bewegungsschritt

 <<  oder >>      Mittlerer Bewegungsschritt

   <  oder >         Kleiner Bewegungsschritt

Mit dem Button [A] kann der obere, mit Button [B] der untere Fokuspunkt eingestellt werden. Mit der Angabe [Shots] kann die Anzahl der Fotos im Fokusbereich eingestellt werden. In der Regel wird eine Fotoanzahl zwischen 20 und 100 gewählt.

Nach Einstellung der wichtigsten Parameter kann die Aufnahmeserie mit [Start Shooting] gestartet werden. Die Einzelaufnahmen werden dann direkt am PC oder Mac in einem Ordner abgelegt und können mit einem Klick mit Helicon Focus weiterverarbeitet werden

Bei folgenden Screenshots sind die wichtigsten Einstellungsmöglichkeiten der Software abgebildet.

Helligkeitseinsstellungen:

Grundlegende Einstellungen der Software:

Unter "Image Savings" lassen sich weitere Einstellungen, wie beispielsweise der Speicherort, die Speicherart etc., festlegen.

Weitere Infos zur Software finden Sie auf der Herstellerwebsite. Es wird auch eine Demoversion angeboten, die Software kann direkt von der Webseite heruntergeladen werden.