Потребность поделиться с другими своими впечатлениями от работы с телескопом или микроскопом знакома любому, кто хоть раз работал с этими замечательными приборами. Проблема сохранения изображения, видимого в окуляр этих оптических устройств, далеко не нова и существует не только для любителей, но и для профессионалов, которым полученные данные необходимы для дальнейшей обработки и изучения. Раньше, до появления фотографии, ученые вынуждены были делать зарисовки. Позже для телескопов и микроскопов стали создавать специальные адаптеры, позволявшие присоединять к ним камеры, которые снимали на пленку или стеклянные фотопластины. Возможность получения фотоснимка участка звездного неба или какого-нибудь микроорганизма стала большим шагом вперед, по сравнению с рисунком, сделанным от руки. Однако при использовании пленочной фототехники результат, негатив или фотоотпечаток, можно было получить далеко не сразу, а лишь после обработки пленки, которая требовала времени, специального оборудования и химикатов. В общем, такой способ сохранения результатов наблюдений не очень подходил для натуралиста или астронома-любителя. Наконец, с развитием цифровой фототехники стало возможным не только почти мгновенно получать и сохранять изображения в цифровой форме, но и использовать настольный или переносной компьютер в качестве монитора.

WEBBERS MYscope 300M

Цифровые датчики изображений

Приборы, применяемые для сохранения полученных через окуляры «картинок», называются «цифровыми датчиками изображений». Устроены они довольно просто. Подобно цифровым камерам, они имеют светочувствительную матрицу и объектив с фиксированным расстоянием до плоскости матрицы. Это расстояние выбрано таким образом, чтобы падающие на объектив со стороны оптического прибора световые лучи проецировали на матрицу сфокусированное изображение. Таким образом, сам цифровой датчик не имеет ни механизма наведения резкости, ни диафрагмы, ни, тем более, зума. Нет у него и сложных электронных устройств обработки и записи изображения и органов управления. Все управление этими приборами осуществляется через компьютер, а поиск объекта наблюдения и наведение резкости осуществляются вручную. Благодаря всему этому стоимость цифровых датчиков сравнительно невелика.

Webbers MYscope DCM300

Одним из типичных представителей устройств подобного типа является цифровой датчик изображения Webbers MYscope DCM300 - универсальное дополнение и к оптическому микроскопу, и к телескопу. Сам по себе прибор выглядит вызывающе аскетично. Как будто выточенный на токарном станке темный металлический корпус имеет с одной стороны порт USB, а с противоположной – тубус, внутри которого находится объектив. Никаких включателей-переключателей-регуляторов. Они этому прибору не нужны, поскольку все настройки делаются с помощью программы ScopePhoto, дающей возможность захватывать либо отдельные неподвижные изображения, либо видео.

Пользоваться DCM300 и легко, и трудно одновременно. Легко, потому что для приведения прибора в рабочее положение нужно всего лишь вставить его в микроскоп или телескоп вместо окуляра и подключить к компьютеру. Сложность же заключается в поиске объектов наблюдения и наведении резкости – с непривычки это вряд ли получится с первого раза, ведь частота обновления изображения на мониторе гораздо ниже 25 к/сек. При больших увеличениях, когда очень легко «промахнуться» мимо нужного положения винта настройки фокуса или перемещения предметного столика, выбор области наблюдений и фокусировку лучше осуществлять с «родными» окулярами микроскопа или телескопа. На этом этапе будет очень полезен опыт работы с микроскопом или телескопом. Когда же нужная часть объекта «поймана» в кадр, штатный окуляр вынимается, а на его место устанавливается DCM300, подключенный к компьютеру. Теперь остается только запустить программу ScopePhoto, и ваш исследовательский комплекс готов к работе!

ScopePhoto

Программа ScopePhoto заслуживает отдельного внимания. Это редактор изображений, имеющий модуль захвата и располагающий рядом полезных и необходимых для научных исследований инструментов. Интерфейс программы трудно назвать «дружественным», к тому же, ScopePhoto пока не русифицирована, поэтому для ее освоения потребуется некоторое время. Однако на самом деле программа далеко не так страшна, как кажется с первого взгляда. Большинство пользователей, ранее имевших дело с другими редакторами изображений, например, Adobe Photoshop, без труда найдут знакомые слова на рабочем столе ScopePhoto. А меню File и Edit вообще состоят из общих для всех программ строк (open, save as, copy, paste, select). Меню View определяет вид рабочего стола и наличие на нем вкладок Tool Box (ящик с инструментами) и Draw Manager (менеджер рисунков, показывающий координаты рисованных элементов, сделанных на дополнительных слоях). Меню Image состоит из строк, знакомых по графическим пакетам (Mode, Adjust, Rotate и т. п.). В меню Process находятся фильтры и другие средства, с помощью которых изображение может быть преобразовано в вид, более удобный для исследований.

Так как многие объекты микромира при наблюдении в оптический микроскоп имеют недостаточный контраст, а сама оптическая система не может обеспечить достаточной глубины резкости, исходное изображение трудно сравнить по качеству и выразительности с тем, что можно увидеть в современных книгах и научных журналах. Для того же, чтобы из «заготовки», которой является исходный снимок, сделать «конфетку» и служит целый набор специальных средств ScopePhoto. На приведенных ниже снимках видно, как может измениться характер изображения, если его обработать одним или несколькими фильтрами. Правее подменю Process находится «профессиональная» зона, куда на первых порах ходить не обязательно. Но если на каком-то этапе вам покажется скучным просто созерцать лунные кратеры и считать волоски на голове мухи-дрозофилы, вы можете освоить ту часть программы, которая позволяет делать всевозможные замеры. И кто знает, может вам посчастливится сделать настоящее открытие?

Исходное изображение Луны, полученное с помощью телескопа и DCM300	Результат применения фильтра higauss 5x5 (меню Process/Filters/Kernel)
Голова мухи-дрозофилы в «натуральном» виде	Результат применения фильтра Sobel (меню Process/Filters/Edge Enhance)
Результат применения фильтра Roberts (меню Process/Filters/Edge Enhance) с последующим увеличением контраста	Манипуляции с Process/Segmentation
Применение операций Segmentation+Sobel	Что-то вроде барельефа (Process/Emboss)