Helix pomatia und Stacking-Halos

Helix pomatia und Stacking-Halos

In Bild 1 ist ein Ausschnitt aus dem Randbereich der "Zunge" (Radula) der Weinbergschnecke zu sehen, Bild 2 zeigt die periodischen Strukturen aus der Mitte. Mit den relativ harten Zähnchen aus Chitin "raspelt" sich die Schnecke durch den Salat (und sonstige Nahrung). Auf Bild 1 ist erkennbar, dass einzelne Zähne schon etwas verschlissen sind - zum Zahnarzt muss das Tier trotzdem nicht, denn die Zähne wachsen nach und werden ständig durch neue ersetzt. Die "Zähne" der meisten Weichtiere sind deutlich größer, bei Helix pomatia sind sie nur ca. 30 µm breit.

Objektive: Bild 1: Mitutoyo 50xHR, NA 0.75, Bild 2: Mitutoyo 100x, NA 0.7, Tubus-Optik: 165mm (Thorlabs).
Beleuchtung Weiß-Diffus und UV (zur Kontrasterhöhung)

Sucht man im Netz nach "Radula", findet man entweder "mit Deckglas flachgedrückte" Durchlicht-Mikroskopbilder (ohne erkennbare 3D-Struktur), oder tolle Raster-Elektronen-Aufnahmen. Da ich kein REM besitze und meine Objektive für Auflicht OHNE Deckglas ausgelegt sind, muss ich mit einem anderen Effekt kämpfen.

Achtung jetzt wird's technisch, nur bei Interesse weiterlesen:
Bei diesen hohen Vergrößerungen mit Numerischer Apertur NA=0.75 (was einem Gesamt-Öffnungswinkel am Objektiv von ca. α =  97° entspricht), hat man mit einem Effekt zu kämpfen, den jeder kennt, der schon mal "gestackt" hat, auch bei viel niedrigeren ABM (z.B. 1:1): Rand-Halos.
In Bild 3 möchte ich das Zustandekommen diese Stacking Halos kurz erklären (obwohl es hier auf MT schon oft diskutiert wurde).
Als Optik möge ein idealer Mikroskopaufbau (mit unendlich korrigiertem Objektiv) dienen, bei dem im sog. "Unendlich Raum" ein perfekt paralleler Strahlengang vorliegt. Das gesagte gilt jedoch für JEDES Objektiv entsprechend.
Links (a): Das Objekt (symbolisiert durch den orangenen Pfeil) ist hier perfekt flach, so dass es zu keinen Artefakten kommt.
Mitte (b): Jetzt verhindert ein dunkles Objekt vor der Objektebene ("Vordergrundunschärfe") den vollen Strahlengang von der spitze des Pfeils. Nur noch die Hälfte der (roten) Strahlen schaffen es zur Bild-Ebene. Dadurch hat man hier nicht mehr die volle Auflösung, die "Pfeilspitze" wird unschärfer. Damit kann man aber in der Regel ganz gut leben. Richtig schlecht wird es erst, wenn der Vordergrund heller als der Hintergrund ist:
Rechts (c). Die hellblauen Strahlen führen zu unscharfen Rändern in der Bild-Ebene, eben den gefürchteten Halo-Effekt.

Was kann man dagegen machen?
1a) Weniger ABM, damit wird der Öffnungswinkel kleiner - aber auch weniger Auflösung (Schärfe)
1b) Beim Normalen Makro-Objektiv: Weiter weg gehen (gleicher Effekt wie bei 1a)
2) Blende schließen (ebenso: effektiver Öffnungswinkel wird kleiner) - aber weniger Licht, weniger HG-Isolation; bei zu kleiner Blende: Beugungsunschärfe. (Mikroskop-objektive von Mitutoyo sind Beugungsbegrenzt konstruiert, jedes Abblenden würde unweigerlich zu Auflösungsverlust Führen)
3) Wenn möglich: Bei der Beleuchtung darauf achten, dass der HG heller ist als der VG

4) Aber was macht die Stacking-Software mit den Gegebenheiten in Bild 3c)? Hier kann sich die Situation je nach Parameter-Wahl noch zusätzlich verschlechtern! 
Und hier der Tipp vom absoluten Experten Olaf Craasmann (den dürften zumindest die Pilzler unter euch kennen...):

a) Mehrere Stacks desselben Bildes mit unterschiedlichen Radien erstellen (für Bild 1 habe ich z.B. 7 Stacks mit Helicon 
mit den Einstellungen (B 1,1), (B 2,1) (B 4,1) (B 8,1) (B 16,1) (B 32,1) und (C 1) erstellt.)
b) Diese dann nochmal zusammenrechnen (z.B. mit C 1). Der Algorithmus holt sich dann "das beste aus jeder Welt" heraus.
Olaf verwendet manchmal sogar ein 3-stufiges Verfahren, aber irgendwo sollte der Aufwand dann doch seine Grenzen haben.

Für Bild 1 habe ich mit dieser Methode ein Ausgangsbild erzeugt, mit dem sich das Retuschieren noch in überschaubarem Rahmen gehalten hat.
Denn, wie oben erklärt, aus physikalischen Gründen geht's nicht ganz ohne - trotz aller Tricks!
 

P.S. Die Schnecke wurde unbeabsichtigt in unserem "ungepflegten" Garten zertreten, nicht mit der Absicht, diese Bilder zu machen.