Σε τί διαφέρει η επιστημονική φωτογραφία από τη μη επιστημονική;
Σε τίποτα.
Η φωτογραφία είναι ένας τρόπος αποθήκευσης μιας εικόνας που για κάποιους λόγους θα θέλαμε να την ξαναδούμε ή να τη δείξουμε σε κάποιους άλλους. Το ερώτημα είναι τί θέλουμε να δείξουμε ή να τονίσουμε στη φωτογραφία είτε αυτό είναι ένα αντικείμενο, ένα πρόσωπο, ένα τοπίο, ένα λουλούδι, ένα ζώο, μια ενέργεια, μια κοινωνική συνάθροιση. Όλες οι φωτογραφίες απ' τη σκοπιά του φωτογράφου μπορούν να θεωρηθούν "επιστημονικές" εφόσον έχουν "τραβηχτεί" με τον κατάλληλο τρόπο και τα κατάλληλα εργαλεία έτσι που να τονίζουν αυτό που θέλουμε. Οποιαδήποτε όμως φωτογραφία έχει πάντα και την αισθητική της πλευρά.
Στο Εργαστήριό μας ένα μεγάλο μέρος της δουλειά είναι η φωτογράφιση και η "ανάγνωση" της εικόνας με το δεύτερο να αποτελεί και το πιο δύσκολο και εξειδικευμένο μέρος της. Όλοι έχουμε κοιτάξει στο φώς μια ιατρικού περιεχομένου ακτινογραφία, η ανάγνωσή της όμως απαιτεί εξειδικευμένες γνώσεις που αποκτούνται με μακροχρόνιες σπουδές και μεγάλη εμπειρία.
Διάφοροι τρόποι φωτογράφισης.
Μακροφωτογραφία, συμβατική (με film) ή ψηφιακή.
Ως μακροφωτογραφία εννοούμε τη φωτογραφία που δείχνει κάτι που είναι ορατό με γυμνό μάτι και επομένως μπορεί να φωτογραφηθεί με κοινές φωτογραφικές μηχανές.
Ισχύουν οι κανόνες που πρέπει να ακολουθούνται σε οποιαδήποτε φωτογράφιση με ιδιαίτερη προσοχή στα εξής σημεία:
στήριξη της μηχανής σε σταθερό σημείο ή τρίποδο.
επιλογή φακού ή σωστής εστιακής απόστασης, για φακούς zoom, έτσι που να μην αλλοιώνονται οι διαστάσεις και τα σχετικά μεγέθη των αντικειμένων που φωτογραφίζουμε.
ρύθμιση του βάθους εστίασης, με το διάφραγμα και την ταχύτητα, έτσι που να είναι εστιασμένα τα σημεία του αντικειμένου που θέλουμε να δείξουμε.
σωστός φωτισμός για την αποφυγή "σκιών", υπερφωτισμένων ή υποφωτισμένων περιοχών. Το flash πρέπει να αποφεύγεται.
ρύθμιση "λευκού" (white balance) για τις ψηφιακές μηχανές, κυρίως όταν η σωστή απόδοση των χρωμάτων είναι σημαντική.
ελέγχουμε καλά το πεδίο που φωτογραφίζουμε για ανεπιθύμητα αντικείμενα όπως δάχτυλα, φλιτζάνια του καφέ, χαρτομάντιλα κλπ.
επιλέγουμε το σωστό φόντο, ανοιχτόχρωμα ή σκουρόχρωμο, ώστε να έχει η φωτογραφία μας τη σωστή αντίθεση (ελλ. κοντράστ).
Μικροφωτογραφία:
Ως μικροφωτογραφία εννοούμε τη φωτογράφιση θεμάτων (αντικειμένων) που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι ή δεν είναι αρκετά ευκρινή και επομένως η φωτογράφισή τους απαιτεί κάποιας μορφής μεγεθυντική συσκευή, δηλαδή ένα μεγεθυντικό φακό, ένα μικροσκόπιο κλπ.
Με κοινή φωτογραφική μηχανή. Σχεδόν όλες οι σύγχρονες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έχουν την ικανότητα να φωτογραφίζουν από πολύ κοντά, ενώ όταν αυτό συνδυάζεται και με υψηλή ανάλυση το αποτέλεσμα είναι πολλές φορές εφάμιλλο με αυτό από ένα στερεοσκόπιο, στις χαμηλές τουλάχιστον μεγεθύνσεις.
ότι ισχύουν πιο πάνω για τη μακροφωτογραφία
Με το οπτικό μικροσκόπιο, κοινό ή στερεοσκόπιο.
Όπως ένα πανάκριβο, πολύ καλό αυτοκίνητο για να δείξει τις ικανότητές του χρειάζεται και έναν καλό οδηγό, έτσι και ένα πανάκριβο και πολύ καλό μικροσκόπιο ή φωτογραφική μηχανή, μπορεί να "τραβήξει" εντελώς απαράδεκτες φωτογραφίες εφόσον δεν χρησιμοποιείται σωστά.
Πρέπει να έχουμε υπόψη μας ότι το ανθρώπινο μάτι λειτουργεί ως μια υπερ-αυτόματη camera η οποία και λόγω του ότι τα αντικείμενα τα βλέπουμε και με τα δυο μάτια, υπό μικρή γωνία, η εικόνα που σχηματίζεται στον εγκέφαλο έχει υποστεί πολλαπλή "επεξεργασία" ως προς την εστίαση, χρώματα, αντίθεση κλπ. Μια φωτογραφική μηχανή, ακόμα, υστερεί σε ορισμένα από αυτά τα σημεία.
Η ποιότητα της φωτογραφίας εξαρτάται από την επιθυμητή ποιότητα και τον εξοπλισμό που διαθέτουμε.
εάν το μικροσκόπιο δεν διαθέτει φωτογραφική μηχανή, φωτογραφία μπορεί να "τραβηχτεί" τοποθετώντας μια οποιαδήποτε μηχανή σε επαφή με τον προσοφθάλμιο φακό του μικροσκοπίου. Το αποτέλεσμα είναι πολλές φορές απόλυτα ικανοποιητικό ακόμα και με τη φωτογραφική μηχανή ενός κινητού τηλεφώνου.
εάν το μικροσκόπιο διαθέτει φωτογραφική μηχανή ή σύστημα φωτογράφισης καλό είναι, πρώτα απ' όλα, να μελετήσουμε καλά τις οδηγίες χρήσεις του μικροσκοπίου και της φωτογραφικής μηχανής.
είναι αδύνατο να "τραβηχτούν" καλά εστιασμένες φωτογραφίες, χωρίς οπτικά και χρωματικά σφάλματα αν το μικροσκόπιο δε διαθέτει φακούς επίπεδους (Plan) και αχρωματικούς (Apo ή Achromat ή Semi-apochromat). Αυτοί οι φακοί συνήθως υπάρχουν μόνο στα ''ερευνητικά" μικροσκόπια και όχι στα "σχολικά - φοιτητικά" που βρίσκονται στις αίθουσες εργαστηριακών ασκήσεων. Ο λόγος είναι η τιμή αλλά και το ότι οι απλοί φακοί είναι πιο εύχρηστοι ενώ τα πιο πάνω σφάλματα είναι συνήθως αόρατα με το ανθρώπινο μάτι και κυρίως το άπειρο.
το μικροσκόπιο πρέπει να είναι τέλεια ρυθμισμένο σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή ειδικότερα αν διαθέτει φωτισμό Köhler.
ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται στη ρύθμιση της ίριδας του συμπυκνωτή φακού αλλά και του διαφράγματος πεδίου (για φωτισμό Köhler) το οποίο θα πρέπει να το κλείνουμε τόσο που ίσα να μη φαίνεται στη φωτογραφία.
Με το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης.
οι φωτογραφίες από όλα τα ΗΜΣ είναι πάντα σε τόνους του γκρι (ασπρόμαυρες). Το μικροσκόπιο δε δίνει χρωματιστές εικόνες ενώ το χρώμα δεν έχει νόημα. Οι χρωματιστές εικόνες που βλέπουμε κατά καιρούς στα διάφορα έντυπα είναι με ψευδοχρωματισμό (βλέπε πιο κάτω).
όλα τα σύγχρονα ΗΜΣ ψηφιοποιούν απευθείας τις εικόνες στο μέσο αποθήκευσης του Η/Υ ο οποίος είναι πάντα ενσωματωμένος, (on board) και αποτελεί και το μέσο ελέγχου του μικροσκοπίου.
προσοχή χρειάζεται στην ταχύτητα σάρωσης κατά τη φωτογράφιση. Ο συνηθισμένος χρόνος σάρωσης είναι 60 - 180 sec.
ειδικότερα για το ΗΜΣ οι φωτογραφίες πρέπει να έχουν χαμηλή αντίθεση και να φαίνονται όλες οι διαβαθμίσεις του γκρι από το μαύρο μέχρι το λευκό.
τα παλαιότερα ΗΜΣ χρησιμοποιούν συμβατικές φωτογραφικές μηχανές με film 35mm ή 120. Τα films που συνιστώνται είναι τα Kodak T-max 100 (εξάλλου σήμερα δεν υπάρχουν και πολλές επιλογές), που εμφανίζονται σε εμφανιστή T-max 100, σύμφωνα με τις οδηγίες. Η φωτογραφική μηχανή σ' αυτά είναι πάντα στηριγμένη μπροστά στην οθόνη φωτογράφισης, η οποία στα πολύ παλιά μικροσκόπια ήταν η ίδια με την οθόνη παρατήρησης.
Με το Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης.
ακόμα και τα πιο σύγχρονα ΗΜΔ διαθέτουν συμβατική camera με films (πλάκες ή roll-film) επιπλέον της ψηφιακής. Η κάμερα στα ΗΜΔ είναι συνήθως τοποθετημένη κάτω από την οθόνη παρατήρησης ή παρεμβάλλεται μεταξύ του τελικού φακού και της οθόνης.
για τις ψηφιακές φωτογραφίες ισχύουν όσα αναφέρθηκαν πιο πάνω, κυρίως αυτά που αφορούν στην αντίθεση της εικόνας.
οι συμβατικές πλάκες είναι ειδικού τύπου (Kodak 4489, electron microscope film), σε διάφορα μεγέθη, το οποίο είναι ειδικά επεξεργασμένο για να μην έχει πτητικές ουσίες, είναι blue sensitive, εστερικής βάσης, αφάνταστα λεπτόκοκκο και το οποίο πρέπει να εμφανίζεται στον εμφανιστή D19 για να διατηρήσει τις ιδιότητές του.
οι πλάκες στη συνέχεια μπορούν είτε να τυπωθούν με συμβατικές μεθόδους είτε να ψηφιοποιηθούν με σαρωτή για αρνητικά, σε ανάλυση ανάλογα με τις μεγεθύνσεις. Ο κόκκος πάντως του αρνητικού δε θα φανεί ούτε σε αναλύσεις πάνω από 3600dpi που χρειάζεται ώρες για τη σάρωση. Μια συνηθισμένη ικανοποιητική ανάλυση είναι τα 1200, ενώ επιλεγμένες περιοχές του αρνητικού μπορούν να ψηφιοποιθούν και σε μεγαλύτερες αναλύσεις.
πριν τη φωτογράφιση είναι απαραίτητη η καλή εστίαση, με τη μέθοδο της "ελάχιστης αντίθεσης" (minimum contrast), ρύθμιση του αστιγματισμού (αυτό γίνεται συνήθως πριν από την τοποθέτηση του δείγματος στο μικροσκόπιο με holey film), παρατήρηση ότι δεν υπάρχει μετακίνηση του δείγματος (specimen drifting) και ρύθμιση του φωτισμού με υπερεστίαση του συμπυκνωτή φακού ώστε η φωτογράφιση να διαρκέσει περίπου 2 sec.
Με σαρωτή.
Σχετικά επίπεδα παρασκευάσματα, όπως φύλλα, μπορούν να "φωτογραφηθούν" με το σαρωτή με πολλές φορές εκπληκτικά αποτελέσματα.
Επεξεργασία εικόνας
Μεγέθυνση - κλίμακα
Ψευδοχρωματισμός.
Ο ψευδοχρωματισμός συνήθως εφαρμόζεται από τα προγράμματα ανάλυσης εικόνας έτσι ώστε συγκεκριμένες δομές να γίνονται "ορατές" από τον υπολογιστή για να καταστεί δυνατή η καταμέτρησή τους ή η μέτρηση άλλων παραμέτρων όπως περίμετρος, επιφάνεια κλπ. Ορισμένες φορές πάλι χρησιμοποιείται για να τονιστούν ορισμένες δομές για διδακτικούς σκοπούς. Τις περισσότερες όμως φορές χρησιμοποιείται μόνο για εντυπωσιασμό, και το χειρότερο είναι ότι δεν αναφέρεται ότι τα χρώματα είναι πρόσθετα με αποτέλεσμα ο αναγνώστης να μένει με την εσφαλμένη εντύπωση ότι συσκευές όπως τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια είναι σαν τις τηλεοράσεις, τα..... φτηνά που έχουν ασπρόμαυρη εικόνα και τα ακριβά που έχουν έγχρωμη!
Πιο κάτω δίνονται μερικά παραδείγματα φωτογραφιών βιολογικών δομών όπως φαίνονται με το ΗΜΣ και τους έχει γίνει ψευδοχρωματισμός με πρόγραμμα επεξεργασίας εικόνας όπου έχουν προστεθεί δυο ή τρία χρώματα. Συγκρίνοντας αυτές τις φωτογραφίες με τις αντίστοιχες αχρωμάτιστες που μπορείτε να βρείτε στην προηγούμενη ιστοσελίδα γίνεται προφανές ότι πολλές φορές, λόγω του χρωματισμού, χάνονται πληροφορίες.
το σύνθετο μάτι της δροσόφιλας
