jmaffert
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Bonjour Jean-Luc,
Ce serait effectivement une très bonne idée que d'autres membres fassent le même genre d'essais avec des matériels divers car cela permet de mieux cerner la qualité d'enregistrement des CCD que nous utilisons.
Les photos que j'ai prises cherchent uniquement à qualifier la qualité de restitution d'une même image par des CCD, pas à mesurer la qualité de la chaîne complète : éclairage, condenseur, objectif.
Je ne suis pas sûr que la diatomée ait une couleur. Les différences de nuances sont dues à la balance des blancs que j'ai réglé en automatique pour les deux caméras et qui n'a pas donné le même résultat.
Bonjour Cosinus,
La résolution maximale est d'abord une question de qualité du microscope, en particulier l'objectif, dont la contribution à la FTM est primordiale, d'éclairage, de coloration de la préparation ou d'autres moyens d'augmentation du contraste. Quand tout ça est optimisé on a la "meilleure image possible, c'est à dire avec la meilleure résolution et le meilleur contraste" au foyer de l'objectif (ou de la lentille de tube si on travaille avec des objectifs "infini") : "image intermédiaire".
C'est ta question qui est à l'origine de cette discussion : comment visualiser au mieux cette image sur un écran. L'écran a un peu disparu de la discussion qui s'est concentrée sur la plus ou moins bonne qualité des CCD pour enregistrer cette image intermédiaire sans la dégrader.
J'espère avoir montré que le critère de Shannon-Nyquist développé à l'origine pour des problèmes d'échantillonnage de signaux temporels ne s'applique pas tel quel en imagerie. Ce théorème dit que l'information spectrale est présente. Il ne dit pas qu'il n'y a pas de dégradation du signal. D'ailleurs les enregistrements audio professionnels sont faits à 192 kHz et pas à 30 kHz qui suffiraient si on appliquait strictement ce critère aux sons audibles. Donc 6 fois mieux que Nyquist. Est-ce-qu'on n'a pas vu quelque chose d'approchant dans la discussion ci-dessus ?
Amicalement
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C'est dur à suivre car Tryphon fait des rajouts dans ses messages...
"
Citation
Curieusement le contraste est fort, mais la définition misérable.
Rien de curieux là dedans, l'explication est donnée ci-dessus." Pas du tout : la caméra à 16 Mpixels, sous-utilisée à 4 Mpixels devrait donner une image voisine de la caméra 3 Mpixels or l'image est bien plus mauvaise.
"Bon,ce n'est pas le nombre d'opinions dans un sens ou un autre qui fait la vérité, je préfère me faire une idée moi-même."
Je pense que les images que j'ai envoyées sont assez parlantes.
"Oui, mais, il ne faut pas en tirer des conclusions erronées.
Dans le deuxième cas, il y a plus de pixels dans l'image, il est tout à fait logique que l' images vue à la même échelle, paraisse moins "pixellisée" .
Le problème est de savoir si ces pixels plus petits correspondent à une réalité.
Pour celui qui regarde l'image, les pixels existent bien , même si on multiplie leur nombre par 10, 100, 1000 !
Et si on regarde toujours l'image finale à la même échelle, l'image sera pratiquement toujours la même." Pas du tout ! tu trouves que les images que j'ai mises, qui sont à la même échelle, sont les mêmes !!!
"Mais il n'y aucun détail supplémentaire !" C'est une idée fixe ! je n'ai jamais dit qu'on verrait plus de détails. L'objectif donne une image des trous de la frustule. Le CCD se doit de représenter ces trous le mieux possible en ne dégradant pas l'image donnée par l'objectif.
"Deux points non résolus , ne le deviendront pas pour autant en diminuant la taille des photo-sites." Bien sûr ! ai-je jamais dit ça ? Encore une fois la microscopie consiste à faire une image exacte d'un végétal, d'un animal, d'un minéral,...pas de séparer deux points. C'est un travail d'astronome.
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D'accord, je ne sais juste pas ce que fait l'électronique de la caméra quand on demande une image avec moins de pixels. Rien de très bon à voir les résultats...
Et merci pour la remise en forme du message.
Amicalement
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Conditions et résultats des essais
Microscope Orthoplan
Objectif Nikon Fluor 40x, ON 0,85 160 /0,11-0,23 mm, pas utilisé à pleine ouverture (2/3 environ)
Condenseur achromatique ON 0,9
Utilisation ou non d’un projectif 0,5x sans marque.
Le réglage du condenseur n’est jamais retouché. L’intensité peut varier ainsi que la mise au point car je ne suis pas parfocal entre caméras.
Caméra Motic 3 Mpixels
Capteur de 6,55 x 4,92 mm. Pixel de 3,2 x 3,2 µm
Caméra Tucsen Digiretina 16 de 16 Mpixels
Capteur de 6,12 x 4,6 mm. Pixel de 1,335 x 1,335 µm (donnée constructeur, je ne suis pas sur que le nanomètre soit significatif !)
Les deux caméras peuvent être utilisées à pleine résolution ou avec 4 fois moins de pixels, mais dans ce dernier cas je n’ai aucune idée de ce que fait l’électronique du capteur pour diviser par 4 (coefficient deux sur chaque axe) le nombre de pixels : ne pas prendre en compte un pixel sur deux et ignorer une ligne sur deux ou moyenner 4 pixels voisins. J’ai tendance à penser que c’est l’ignorance des pixels qui est utilisée, car ça gagne du temps par rapport à la collecte de tous les pixels et leur moyennage, mais il y a des processeurs rapides dans la caméra et aucune information dans la squelettique documentation...
Les images ont été enregistrées en .png pour ne pas faire de compression/décompression.
Je n’ai fait aucun traitement d’image, sauf sélectionner un morceau d’image à peu près au même endroit et à peu près de la même taille sur toutes les prises de vue. J’ai ensuite zoomé à l’écran ces échantillons à la même dimension où on peut voir les pixels élémentaires de la prise de vue, plus ou moins gros évidemment.
Je n’ai pas cherché à faire de belles images, on pourrait les améliorer avec des logiciels appropriés…
Diatomée utilisée : Stauroneis phoenicenteron
Un calcul très approximatif de l’objectif (supposé limité par la diffraction) donne une résolution limite de 1,22 x 0,55 : (0,7 x 2) = 0,48 µm (soit 19 µm dans le plan image). Le critère de Nyquist souvent invoqué (à tort) correspondrait à des pixels de 10 µm.
Les trous de la frustule sont espacés d’environ 0,65 µm. On est donc proche de la limite. Au grossissement de 40, dans le plan image, qui est le plan du CCD, l’espacement entre trous est de 0,65 x 40 = 26 µm.
Caméra 3 Mpixels :
On réussit à peu près à compter 8 pixels entre centre de trous, ce qui fait 24,8 µm, cohérent avec les 26 évoqués plus haut. Les trous sont bien visibles, quoique échantillonnés (« pixellisés »).
La même caméra sous-échantillonnée par le capteur avec 0,75 Mpixels (correspondant à des pixels de 6,4 µm):
La même caméra avec le projectif 0,5 x, ce qui revient à des pixels de 6,4 µm :
Ce devrait être la même chose que la précédente ; ça y ressemble un peu avec des différences dues à la méthode de sous-échantillonnage d’une part et aux aberrations introduites par le projectif d’autre part. Dans ces deux cas, les images ne sont pas belles, mais on perçoit que la fréquence spatiale correspondant aux trous existe
La même caméra avec à la fois le projectif 0,5x et le sous-échantillonnage au niveau de la caméra, ce qui revient à un pixel équivalent à 12,8 µm :
A l’œil on ne perçoit plus grand’chose des détails de l’objet ; on devine une fréquence spatiale avec des crêtes orientées haut-gauche vers bas-droite, qui correspondent à une fréquence spatiale présente dans la diatomée, de plus basse fréquence que l’espace entre trous.
Caméra 16 Mpixels
Pleine résolution :
La pixellisation a pratiquement disparu. Image à comparer à celle de la caméra 3 M pixels. C’est le bruit qui commence à devenir perceptible (réglage de la caméra probablement pas optimisé ; je débute avec celle là et le logiciel pour Mac est faiblard). La visualisation de la forme des trous est excellente.
La même caméra utilisée à résolution moitié, soit 4 Mpixels, d’où pixel théorique de 2,7 µm à comparer aux pixels de 3 µm de la première caméra :
Curieusement le contraste est fort, mais la définition misérable.
Je n’ai pas pu utiliser la caméra 16 Mpixels avec le projectif 0,5 car il n’y a pas de fonction zoom sur l’écran de l’ordinateur quand on est dans le logiciel de commande de la caméra qui visualise la totalité du champ de la caméra sur l’écran. On ne voit donc pas les détails fins et la mise au point est impossible !
Conclusion
Une première conclusion simple : ne pas utiliser les caméras à des définitions (électroniques) inférieure à la définition nominale. C’est en tous cas vrai pour ces deux caméras.
La conclusion, objet de tant de débats : un échantillonnage proche de Shannon-Nyquist est très insuffisant pour obtenir une image de bonne qualité. Il est suffisant pour capter la fréquence spatiale correspondante, que l’on retrouvera dans le plan des fréquences spatiales si on fait la transformée de Fourier de l’image, et c’est tout ce que Shannon-Nyquist ont voulu dire, mais pas du tout adapté à de l’imagerie de bonne qualité.
Un échantillonnage à 3,2 microns, c’est à dire Nyquist /3 est correct, mais montre encore une dégradation. L’échantillonnage à 1,3 microns, soit Nyquist/7,5 paraît bien suffisant. On peut probablement tolérer moins, mais je n’ai que ces deux caméras !
Cette conclusion est bien connue depuis longtemps par les personnes qui s’occupent d’imagerie. Elle est ignorée ou occultée par des gens qui ont mal digéré des rudiments de traitement du signal et/ou qui ont des intérêts commerciaux contraires.
Amicalement
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Bonsoir,
l'image de Jean-Luc a un champ trop grand pour qu'on puisse apprécier la résolution ultime de l'objectif. Il faut regarder un trou de la diatomée, par exemple, en coupant un échantillon sans aucun groupement électronique de pixels. Ton image a 5 Mpixels que tu ne peux pas présenter en entier sur nos moniteurs de toutes façons.
La présentation de Cosinus correspond plus à ce qu'il faut faire, mais il n'y a pas de fréquences spatiales élevées dans cette photo. Il est donc difficile d'apprécier la qualité des caméras.
La manip de Tryphon sur son carré est une excellente démonstration de l'empilement des FTM. La première transformation a rendu flous les bords (disparition des fréquences spatiales élevées) et baissé le contraste. La deuxième transformation a fait disparaitre définitivement le contraste...
Amicalement
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Magnifique article !
Merci
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Je ne pense pas que les betteraves rouges puissent être sucrières. Les betteraves sucrières sont blanches.
Cordialement
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Premier complément : description en images d'un "cube" pour Ploemopak.
Amicalement
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Episcopie sur Orthoplan Leitz
Les Orthoplan ont de base deux supports pour installer deux boîtes d’éclairage, l’une pour diascopie, l’autre pour épiscopie.
Il existe trois tourelles prévues pour épiscopie :
- ce qui s’appelle un Ploemopak est une tourelle pour fluorescence par épiscopie. Dans le Ploemopak, la lumière incidente est réfléchie vers le bas par un miroir dichroïque à travers des filtres. La lumière émise par les corps fluorescents traverse le miroir dichroïque et les filtres pour arriver à l’observateur. Le miroir et les filtres sont installés dans des cubes interchangeables.
- une tourelle pour épiscopie fond clair : un miroir semi-transparent envoie la lumière vers l’objet à travers l’objectif. La lumière diffusée et réfléchie par l’objet remonte à travers l’objectif et le miroir semi-transparent vers l’observateur. A noter que ces tourelles sont prévues pour des objectifs corrigés pour une image à l’infini. Le grossissement n’est pas forcément de 1. Ici une tourelle ∞/0,8x. Il est nécessaire que les objectifs utilisés en épiscopie aient un bon traitement anti-reflet sinon la réflexion de l’éclairage sur les lentilles de l’objectif dégrade le contraste de l’objet observé.
- une tourelle pour épiscopie fond noir / fond clair, elle aussi prévue pour des objectifs corrigés à l’infini. Celle-ci a aussi un grossissement de 0,8. Contrairement aux autres tourelles, elle est prévue pour des objectifs au pas M30, c’est-à-dire que diamètre du filetage est de 30 mm.
Les deux leviers sur le côté du tube actionnent le diaphragme de champ et le diaphragme d’ouverture. Il y a une lentille entre les deux.
La tourelle que j’ai a des emplacements pour trois objectifs M30 et un M20 (RMS). Je ne sais pas si c’est d’origine ou si une bague a été rajoutée dans un des emplacements.
Le levier sur le côté de la tourelle actionne le disque opaque qui empêche l’éclairage d’emprunter l’objectif pour atteindre l’objet. La tourelle possède donc un miroir semi-transparent comme sur la tourelle précédente, mais également un miroir en anneau elliptique qui envoie la lumière vers l’objet par un canal tubulaire situé autour de l’objectif proprement dit. La lumière qui arrive par ce canal est renvoyée vers l’objet, soit par une lentille annulaire, soit par un miroir, annulaire lui aussi. Les rayons lumineux d’éclairage arrivent donc latéralement sur l’objet et les rayons lumineux réfléchis par l’objet ne pénètrent pas dans l’objectif. Seuls les rayons diffusés seront perçus par l’observateur. Cette méthode permet de bien améliorer le contraste pour certains objets
La manipulation du levier latéral permet de passer aisément du fond clair au fond noir et inversement.
La luminosité en mode fond noir est faible car seuls les rayons diffusés seront vus. Il faut donc un éclairage assez puissant. Le mode d’éclairage permet que l’objectif soit très près de l’objet, autorisant une bonne ouverture numérique. La profondeur de champ est aussi faible qu’en diascopie, c’est dire qu’on ne peut pas vraiment regarder des objets avec du relief, sauf aux grossissements les plus faibles.
Exemple d’objectifs :
- un 5x et un 10x de Carl Zeiss Iéna. Le canal d’éclairage est muni d’une lentille pour dévier les rayons lumineux.
- Des objectifs Leitz 16x, 32x et 80x. Le canal d’éclairage utilise un miroir faisant partie de la gaine de l’objectif pour dévier les rayons lumineux.
Des microscopes Leitz plus récents utilisent des objectifs « fond noir » comme celui-ci au pas M20.
L’avantage est qu’on peut monter indifféremment des objectifs « fond clair », c’est-à-dire normaux et des objectifs « fond noir » sur la même tourelle. Il faut que l’éclairage et la tourelle soient compatibles de ce type d’objectif où tout doit passer dans un plus faible diamètre et où l’éclairage doit être suffisamment divergent pour emprunter le canal autour de l’objectif.
Des essais dans une publication ultérieure…
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C'est déjà très intéressant et très bien documenté !
Les rouilles sont effectivement des champignons avec des cycles extrêmement compliqués.
Bravo pour cet article (et les autres d'ailleurs).Amicalement
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Très bel exposé, effectivement on a du mal à retrouver une structure de fleur dans le mimosa, qui a un aspect très particulier. Après tes explications et tes belles photos, on s'y retrouve.
Amicalement
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Très bel article !
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Merci
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En agitant mes méninges, je me suis souvenu que sur certains oscilloscopes anciens (à tube), il y avait une entrée "Wehnelt" dont on pouvait se servir pour moduler l'intensité du faisceau d'électrons, pour certaines applications particulières. C'est pour cela qu'il était resté dans ma mémoire que le Wehnelt servait à moduler l'intensité; c'est vrai dans certaines applications, mais probablement pas sur les microscopes électroniques.
Je plaisantais sur la définition du wiktionnaire car après avoir démarré en disant "ça sert à faire varier l'intensité du faisceau", deux lignes plus loin, dans l'exemple cité, il y a écrit que "c'est plutôt sur la cathode qu'on agit". Ce n'était donc pas un très bon exemple...
Je suis d'accord avec toi c'est sur la DDP entre les deux.
Amicalement
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Excellent...
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Bonjour,
http://forum.MikrOscOpia.com/topic/14876-longueur-donde-et-résolution/?p=55037
2) Concernant les faisceaux d'électrons, il y a, comme pour les photons, une onde associée aux particules en mouvement. La formule de de Broglie pour la longueur d'onde donne :
Où h est la constante de Planck, déjà vue dans "Optique 12" et p la quantité de mouvement. p= mv où m est la masse (de l'électron dans notre cas) et v sa vitesse. Si l'électron est accéléré par une DDP (différence de potentiel) U, on peut transformer la formule pour trouver :
où m0 est la masse de l'électron au repos et e sa charge électrique.Cette formule est valable tant que la tension U n'est pas trop forte et que l'électron n'est pas "relativiste".
Pour une tension d'accélération de 10 000 V, l'électron atteint 20% de la vitesse de la lumière, la formule s'applique et la longueur d'onde associée vaut 12,3 picomètres, à comparer aux 500 nm du spectre visible, soit un rapport de longueur d'onde d'environ 40 000. Ca explique la finesse des images en microscopie électronique !
3) Selon les canons à électrons et les applications (pas forcément en microscopie électronique), le wehnelt sert à la focalisation et/ou à la modulation en intensité du faisceau d'électrons.
Intéressante définition dans le Wiktionnaire :
wehnelt /Prononciation ?/ masculin
- (Électronique) Grille de commande d'un tube cathodique, qui permet de faire varier l'intensité du faisceau d’électrons.
- Le wehnelt entoure la cathode et a la forme d’un cylindre à un seul fond. Ce dernier est percé d'un trou.
- C’est le plus souvent sur les cathodes, et non sur les wehnelts des canons à électrons du tube cathodique que sont appliqués les signaux correspondant aux trois couleurs de base.
qui dit à la fois que ça sert à faire varier l'intensité et qu'on ne l'utilise pas pour ça...
Amicalement
- (Électronique) Grille de commande d'un tube cathodique, qui permet de faire varier l'intensité du faisceau d’électrons.
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Normalement, un Wehnelt sert à faire varier l'intensité du faisceau d'électrons. Je ne sais pas comment fonctionne un microscope électronique, dons je ne sais pas si c'est indispensable ou pas.
Cordialement
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Concernant les colorants pour champignons, quasiment indispensables, contrairement à d'autres disciplines, le plus simple est de se les procurer via une association mycologique.
Les colorants de base (en poudre) ont un pouvoir colorant énorme et les fabricants vendent en général à des professionnels, des quantités, pas énormes, mais bien trop grandes pour une personne. D'où les achats fait par des associations via, souvent, un pharmacien, qui utilise sa double casquette de professionnel pour acheter et de membre de l'association pour distribuer. Les pharmaciens "normaux" n'en ont pas car pas de clients...
Il est assez facile de trouver des associations dans sa région via Internet.
Cordialement
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Les Craterellus cornucopioides ou trompettes des morts ou cornes d'abondance...sont sorties.
Quelques éléments microscopiques observés en fond clair, 40x, coloration congo ammoniacal :
Spore et baside floue
Deux basides
On voit qu'elles sont bisporiques (deux stérigmates)
Une hyphe très renflée du revêtement
Amicalement
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Tout à fait d'accord avec Tryphon. Les colorants en poudre sont terriblement actifs. Il en faut vraiment très peu pour un petit flacon de liquide.
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Très clair et intéressant.
MerciAmicalement
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Très intéressant et très belles photos.
Merci
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Merci, très réussi. Ca a l'air si facile !
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Merci
Intéressant et avec de belles photos.
Amicalement
Test Capteur Resolution
dans Appareils de prise de vue
Posté(e)
Bonjour Claude,
ce n'était pas mon but. Je ne cherchais pas à obtenir la meilleure photo possible de cette diatomée mais à montrer l'influence de divers échantillonnages du CCD sur la qualité de l'image finale. Il me fallait une image de base, avec des détails de dimensions proches de la résolution de cet objectif et ne pas la changer quand je changeais la caméra, le projectif et l'échantillonnage.
Amicalement