Microscopy U – The source for microscopy education

Digitaalista kuvantamista käytetään yhä useammin mikroskoopin kuvankaappauksessa – alalla, joka vaatii korkeaa resoluutiota, väritarkkuutta ja usein rajoitettujen valo-olosuhteiden huolellista hallintaa. Nämä ovat haastavia vaatimuksia jopa perinteiselle filmipohjaiselle valokuvaukselle, joten miksi kannattaa harkita digitaalista kuvantamista? Tässä artikkelissa käsitellään sitä, miten digitaalinen kuvantaminen toimii näissä olosuhteissa ja mitkä ovat digitaalisen kuvantamisen edut optisen mikroskoopin tekijälle.

Kuvassa 1 on digitaalinen kuva paksusta hiiren suoliston poikkileikkauksesta, joka on värjätty kolmella fluorofoorilla ja tallennettu Nikon DXM1200 -digitaalikamerajärjestelmällä, joka on kytketty SMZ1500-stereomikroskooppiin. Kuva otettiin käyttämällä fluoresenssi- ja Nikonin omaa OCC-valaistustekniikkaa (oblique coherent contrast). Integrointeja tehtiin yhteensä neljä, ja kuva sommiteltiin Photoshopissa, jotta saatiin kuvassa esitetty lopullinen versio.

Miksi harkita digitaalista kuvantamista?

On tärkeää korostaa, että lopullisen kuvan laatu, olipa se sitten digitaalinen tai filmikuva, riippuu alkuperäisen mikroskooppikuvan laadusta. Riippumatta siitä, kuinka hyvä digitaalinen tai perinteinen kamera on, se ei voi tuottaa erinomaisia kuvia huonosti konfiguroidusta mikroskoopista. Lisäksi sekä filmi- että digitaaliset kuvantamisjärjestelmät voivat paljastaa epätäydellisyyksiä, jotka eivät heti näy mikroskoopin okulaarin läpi katsottaessa.

Elektronisen viestinnän yleisen kasvun myötä on todellinen tarve digitaalisille kuville, joita voidaan helposti välittää laajalle käyttäjäkunnalle. Digitaalisia kuvia voidaan esimerkiksi yksinkertaisesti lähettää sähköpostitse konsultointia ja keskustelua varten, sisällyttää muihin digitaalisiin asiakirjoihin, viedä kuva-analyysijärjestelmiin tai julkaista verkkosivustolla, koska niitä on helppo kopioida, säilyttää ja arkistoida. Niitä voidaan myös helposti kommentoida sopivalla ohjelmistolla, jotta ne voidaan sisällyttää esityksiin tai arkistoihin. Vaikka valokuvat voidaan skannata tietokoneeseen digitaalisten kuvien tuottamiseksi, digitaalinen kuvien ottaminen alusta alkaen säästää aikaa ja vaivaa.

Useimmat digitaalikamerat toimivat ”osoita ja napsauta” -periaatteella – valokuvausasiantuntemusta ei tarvita juuri lainkaan. Perinteinen mikrovalokuvaus sen sijaan edellyttää jonkin verran valokuvaustekniikan tuntemusta. Käyttäjien on ymmärrettävä erilaisten valokuvausfilmien edut ja haitat, heidän on kiinnitettävä huomiota käyttämiinsä suodattimiin, ja heillä on oltava jonkinlainen käsitys objektiivin aukkojen, suljinnopeuden, syväterävyyden ja värivalokuvauksessa värilämpötilan välisestä suhteesta. Tulokset voivat olla vaihtelevia, erityisesti aloittelijoille, minkä vuoksi on tärkeää, että kriittisiä kuvia varten valotussarjat otetaan eli otetaan vähintään kolme erillistä kuvaa sen varmistamiseksi, että ainakin yksi kuva on onnistunut. Tämä kuitenkin lisää filmi- ja käsittelykustannuksia. Digitaalinen kuvaaminen ei aiheuta jatkuvia kustannuksia – filmi- tai käsittelymaksuja ei ole.

Digitaalinen kuvaaminen on lähes välitöntä. Useimmissa kameroissa on nestekidenäyttö, joka mahdollistaa kuvan tarkastelun, ja kuvat voidaan siirtää nopeasti tietokoneelle. Päätös siitä, onko kuva tyydyttävä, voidaan tehdä välittömästi. Filmi sen sijaan vaatii kehittämistä ja käsittelyä, ennen kuin sitä voidaan tarkastella. Siihen mennessä kohdetta ei välttämättä enää ole olemassa, erityisesti silloin, kun mikroskoopit tallentavat dynaamisia tapahtumia elävissä soluissa.

Mitä etsiä digitaalikamerasta

Kameroita on saatavilla joko digitaalisella tai analogisella ulostulolla. Analogista ulostuloa varten on useita eri standardeja, kuten PAL, NTSC tai RS-170, ja tiedonsiirtoa varten on myös erilaisia formaatteja, kuten RGB, S-VHS tai komposiitti. Analogiset signaalit on muutettava digitaalisiksi signaaliksi kuvankaappauslaitteen avulla, ennen kuin ne voidaan lähettää tietokoneelle, kun taas digitaalikamerassa tietokoneelle lähetettävä signaali on jo valmiiksi digitaalisessa muodossa. Tämä vähentää kohinaa ja luonnollisesti poistaa kuvankäsittelylaitteen tarpeen. Digitaaliset signaalit voidaan siirtää tietokoneeseen käyttämällä sarja- tai rinnakkaisporttia (molemmat hitaita), USB:tä (nopeampi, mutta saatavilla lähes kaikissa nykyaikaisissa tietokoneissa), Fire Wirea (nopeampi kuin USB, mutta ei niin yleinen) tai PCI-väylän piirilevyjä (nopein, laajalti saatavilla, mutta vaatii piirilevyn asentamisen).