камера+мощный (микроскопный) объектив - настройка изображения - с какой стороны подступиться

Всем здравствуйте!

Я тут человек новый. В фотографии практически не разбираюсь. Пришёл за мудрыми советами.
По сути, нужен ликбез. Или хотя бы подсказки, где/что почитать или посмотреть, чтобы хоть немного сориентироваться в теме и начать формулировать понятные вопросы.
(пока мой уровень знаний таков, что даже вопросы могут оказаться малопонятными или вовсе бессмысленными - заранее предупреждаю)))

Итак, ситуация:
Есть промышленная камера DBK 23U445 (The Imaging Source).
Есть объективы:
для более крупных объектов - Carl Zeiss A-Plan 5x/0.12 Microscope Objective
для нейронов - Olympus UMPlanFL N 20x/0.50W UIS2 Water Immersion Objective
(всё это уже смонтировано на штативе)

Задача: снимать с помощью этой камеры и объективов микрообъекты (нервные узлы и отдельные нейроны). В реальном времени.
Примерные размеры объектов: нервный узел - от нескольких сотен микрометров до 2-4 миллиметров; нейроны - от 15 до 100 микрометров.
Положим, нервный узел (или его часть) с помощью цейссовского оъектива разглядеть будет не особо сложно.
Основная сложность - при помощи иммерсионного объектива визуализировать нейроны, чтобы их было видно в 3D.

И вот ВОПРОС (так, вот тут щас будет сложно выразить, чего хочу))):
C какими параметрами камеры следует "играть"(ну, в программном обеспечении), чтобы качественно визуализировать нейроны в 3D?
(может быть однои базовой проги для захвата изображения недостаточно, и надо что-то ещё подгружать?)

Есть сайт производителя камер с документацией и софтом. Правда, я почему-то не нашёл у них именно DBK-модель, но нашлись DMK 23U445 (монохромная) и DFK 23U445 (цветная). Большинство параметров у них, наверное, те же (а может эта DBK и вовсе одна из них, просто с иной буквенной маркировкой). Ну и софт, вроде как, подходит - драйвера там, программа захвата изображения.
Да, софт на сайте тоже есть - IC Capture называется. Помимо основного софта для захвата изображения и драйверов, там ещё всякое "IC Express", "IC Line Profiler", "IC 3D - User Friendly Stereo Calibration, Depth Estimation and 3D Visualization" и ещё куча чёрте-чего. Оно, вроде как, заявлено как end-user-софт и user-friendly, но у меня от одного только перечня глаза разбегаются.

Заранее спасибо за любые подсказки, советы!!

Ссылки, если вдруг кому нужно:
DMK 23U445 (монохромная) https://www.theimagingsource.de/produkte/industriekameras/usb-3.0-monochrom/dmk23u445/
DFK 23U445 (цветная) https://www.theimagingsource.de/produkte/industriekameras/usb-3.0-farbe/dfk23u445/
Софт https://www.theimagingsource.com/support/downloads-for-windows/
В частности, IC Capture - Image Acquisition https://www.theimagingsource.com/support/downloads-for-windows/end-user-software/iccapture/

от: NeuroSK
3D Visualization" и ещё куча чёрте-чего

У Вас очень интересная задача! Подозреваю, правда, что сюда вряд ли зайдет кто шарит в этих диковинных софтинах. Подозреваю, Вам придется основательно покопаться, что каждая из них делает и зачем. Основная идея простая. Камера ходит вверх-вниз, оптические срезы снимаются в виде отдельных файлов или в виде видео. А софт это все разгребает и делает "визуализацию".
Из того, что я смыслю, могу сказать только, что Вам еще надо будет поиграться со светофильтрами. Ваша камера имеет чувствительность в ИК, поэтому есть где разгуляться. Я бы выбрал красный (красное стекло + анти- ИК фильтр) из следующих соображений: 1) это расчетный диапазон для оптики, и 2) чем длиннее волна, тем меньше рассеяние, поэтому лучше должно быть видно в глубине Ваших узлов.
По настройкам камеры- не стоит увлекаться контрастностью, всегда лучше держать ДД шире.

О, вот уже что-то.

от: sukhanov
сюда вряд ли зайдет кто шарит в этих диковинных софтинах

Мне то, собсно, пока как раз важнее не конкретно с тем софтом разобраться, а общее понимание получить - какие параметры вообще есть у цифровой камеры, и на какие из них следует обратить внимание в первую очередь (какие важны для моей задачи). Я ж в этой теме ну совсем некопенгаген, понимаете?

от: sukhanov
надо будет поиграться со светофильтрами.

Светофильтры, значит. Отлично.
Попробую ещё найти, что по их применению пишут.

от:sukhanov
Ваша камера имеет чувствительность в ИК, поэтому есть где разгуляться. Я бы выбрал красный (красное стекло + анти- ИК фильтр) из следующих соображений: 1) это расчетный диапазон для оптики, и 2) чем длиннее волна, тем меньше рассеяние, поэтому лучше должно быть видно в глубине Ваших узлов.

Подробнее

Кстати, да, именно в ИК такое часто и смотрят, насколько я в статьях видел. Забыл сразу написать - у меня там ещё ИК-светодиод имеется, для подсветки.
А почему анти-ИК фильтр? - он же отсечёт ИК. Или я что-то не понял?

от: sukhanov
По настройкам камеры- не стоит увлекаться контрастностью, всегда лучше держать ДД шире.

ДД - хорошо, ещё один параметр для изучения. А что сие ДД у нас означает? - динамический диапазон?

Спасибо!
Уже дали пару зацепок, в какую сторону можно копать

от: NeuroSK
у меня там ещё ИК-светодиод имеется

Тоже вариант. Поскольку ИК-диапазон для Вашей оптики нерасчетный, то надо бы полосу длин волн поуже. Светодиод как раз пойдет. И еще тогда надо полностью отсекать видимый, я полагаю.

Общая идея- полоса поуже. Если пустить в камеру одновременно и видимый, и ИК, будет бледно и мыльно из-за хроматических аберраций оптики. Если отсечь ИК или видимый, будет лучше, но останется неисправленный хроматизм, который даст некоторое мыло. В видимом он не исправлен для синих лучей, в ИК- ни для каких. В видимом мы можем отсечь только синие, и получить картинку еще лучше, в инфракрасном нам придется взять самую узкую полосу, какую сможем технически.

Светодиоды, кста, бывают и на 800 нм, и на 1000.

ДД- да, динамический диапазон. В одной микроскопной камере видел, прямо зашит избыточный контраст, в итоге она выдает ДД сильно уже, чем способен сенсор. Так зауженный не надо.

Замечательно!
(пардон, что подолгу молчу - иногда просто другие дела отвлекают)

Так, что имеем:

# светофильтры,

# динамический диапазон,

# отсекать видимый свет, а в инфракрасном взять узкую полосу - это то, что в форме гистограммы в настройках камеры можно увидеть? (ну и, соответственно, как-то там настроить диапазон тоже должно быть можно, да? - краем глаза где-то подобное видел, но совершенно не помню ни названия опции, ни что за шкалы были у гистограммы)

# хроматизм - эт чё? разложение белого на составные цвета, да? (а почему он там вообще есть и именно для синего неисправен? а в инфракрасном, особенно если узкий диапазон взять, разлагаться будет особо нечему, так?)

от: NeuroSK
# хроматизм - эт чё?

Хроматизм- это слэнг. Имеются в виду хроматические аберрации (ХА). Они есть, потому что в микроскопных объективах крайне редко бывает, что их нет. Я думаю, что ХА не исправлены именно для синего, потому что это микроскопный объектив.

В инфракрасном, если узкий диапазон взять, то ХА будут минимальные. Когда-то были такие ультрафиолетовые микроскопы. Оптика у них именовалась "монохроматическая". Т.е. никто не исправлял ХА. Типа, хотите, чтобы их не было, пользуйте монохроматор (как в спектрофотометре). И, натурально, в тех микроскопах был здоровенный монохроматор в осветителе.

Монохроматор для нас будет перебор, берем светодиод и думаем, что сделали все, что могли.

Отсекания видимого, по-моему, в этой камере нету. Оно реализуется путем светофильтра с приводом, который его вводит в ход лучей. Я не видел камер с отсеканием видимого, видел наоборот- с отсеканием ИК (часто бывает в охранных камерах)
Нужность специальных мер для отсекания видимого зависит от того, насколько видимый мешает. Например, сравнить картинку, когда видимый светит из окна, и когда его нет в окне. На 20х может, и не будет мешать.

А такой вопрос. Вот гистограмма:




Мой IC Capture выдаёт её как есть и всё. Ставит перед фактом.
Но есть ведь, наверное, софт, позволяющий вручную регулировать диапазон? (чтобы, по желанию, эту самую узкую полосу взять)

Вот так, например, выставить (или ещё как-то):




Или это вообще не то, что нужно тюнинговать?

от: NeuroSK
Вот гистограмма

Эта гистограмма показывает статистику пикселей разной степени белизны картинке. По вертикали количество пикселей (логарифмическая шкала), по горизонтали- значения от черного к белому слева направо. Она не имеет никакого отношения к спектру света, захваченного камерой.

Это все уже после того, как изображение захвачено сенсором камеры. А наши рассуждения про светодиоды и ХА- это про то, что до.