显微基础丨④目镜、观察头以及摄影

显微镜 显微镜基础

显微镜的观察头及以上部分是决定显微镜观察舒适与否的最重要部分。一般可以拆卸。(直筒单目无观察头,只能拆装/更换目镜)

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其中,最上面的是目镜,也是可拆卸的,有些机型目镜槽有螺丝固定,把螺丝拧下来即可拔出。

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拆完了,下面挨个带大家了解一下目镜、观察头和摄影装置。

零、目镜是可有可无的吗?NO!

初学者往往都有这样的疑问,比如:

  • “**目镜是不是能用摄像头代替呢?**比如电子目镜?”
  • 有人说用肉眼观察目镜非常累而且不舒服,是不是用电子目镜链接显示器能避免这种问题呢?

这类问题,可以总结为:

显微镜的目镜是否可有可无?

对此,我必须强调:

目镜如今是不能被摄像头替代的

对应的:

肉眼观察目镜如今也是不能被摄像头替代的。

原因如下:

0.1 摄像头离人眼还差得远呢,甚至还不如手机

肉眼宽容度和分辨率都非常高,什么光线条件都能驾驭,所以显微镜必须用肉眼看目镜入门,这样才能了解什么是好的效果,目镜的效果就是一个标杆,其实能完全拍出目镜的效果就已经非常不容易了。

而且肉眼的沉浸感是最强的,就像看纪录片《动物世界》不能代替你亲自去动物园。(相信我,去成都大熊猫繁育中心看大熊猫永远比视频里的大熊猫可爱!!!)

而且,单目显微镜看起来不舒服,但双目也不是买了就能立刻舒服。肉眼观看双目显微镜往往需要适应一段时间,而且还要在保证合圆成功的条件下。如果适应了双目观察,那就可以毫不费力的观察显微镜。而毫不费力的肉眼观察目镜,就是新手玩显微镜首先要达到的目标。(关于显微镜合圆操作的详情请移步《显微基础丨显微镜基础操作指南(明场)》)

**在大部分常见场景中,手机往往就能满足拍摄需求,**而且手机性价比更高,买个支架就完事了,能达到同样效果的摄像头往往可不便宜。(科研用途:如荧光等用途此文不谈,荧光必须搭配实验室才能使用,现在还不是普通人可以玩的)

尤其是网购平台上几百块的便宜摄像头,分辨率还不如用手机对着目镜拍摄。几千块钱的摄像头分辨率还不错,但价格并不合适。

更不用说,几乎所有摄像头都有两个致命的缺陷:

第一,摄像头在暗场时几乎都不能达到满意的效果,因为这些摄像头一般都是针对明场设计的,并没有针对“夜间模式”进行优化。而肉眼看目镜则没有任何问题,随意切换毫无负担。(明场暗场等观察方法请移步《显微基础丨普通生物显微镜效果指南》)

第二,这些摄像头很难录像,很多便宜摄像头帧数非常低,标30fps但其实能有20就不错了,拍的视频根本就是PPT。当然肉眼看目镜就没这问题,而且用手机在目镜后拍摄就完全可以满足拍摄视频的要求,毕竟手机摄像头针对录像功能做出了很多优化,如果预算不足,那还不如直接用手机进行目镜后拍摄。

这两个缺陷导致了这种显微镜专用的摄像头,完全不能满足爱好者的要求。

0.2 视频对比

结合上文咱们做个对比,不要关注文案和视频内容,只关注录像效果。

首先是大部分专用摄像头、电子目镜的效果(帧数低,且只能在光线充足的明场拍照):

【显微镜】挤破脓包放大1000倍能看到什么?_哔哩哔哩_bilibiliwww.bilibili.com/video/BV16K4y157vB/

然后是使用手机在目镜后拍摄(帧数高,可以驾驭各种光线情况):

https://www.bilibili.com/video/BV1tv411h7TN

最完美的当然是高级显微镜+相机(忠告大家,摄影属实是个大坑,有钱有精力当我没说):

https://www.bilibili.com/video/BV1iq4y1d7in

最后,是肉眼观看的效果(我说肉眼效果好,那就是肉眼效果好):

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需要注意的是,在大部分时候,目镜看起来很漂亮时,却很难拍摄记录下来,而专业人士往往能将目镜看起来不好看的标本,拍出好看的效果,这个就叫做**“显微摄影”**,是玩光的艺术。我们不仅仅需要发现美的眼睛,往往还需要发现美的技术。

关于“显微摄影”的系统搭建后面再说。

总而言之:

目镜地位不可替代,新手玩显微镜必须先适应用目镜观看。

显微镜摄像头<手机目镜后拍摄<肉眼看目镜<三目+相机

了解一些摄影的基础知识也很重要。

一、目镜以及目镜参数(目镜倍数与视场数)

在选购中,显微镜的目镜往往没什么需要注意的,无限远的目镜一般都是通用的(leica除外),而有限远则需要购买与物镜匹配的目镜。如奥林巴斯BH2的物镜就需要带有K字母的补偿目镜。

正规显微镜的目镜上都会标明参数,其中两个参数需非常注意,以107举例:

10X/18

意义为:10倍,视场数=18(mm)。

1.1 目镜倍数

顾名思义就是放大几倍(x),一般有10x,16x两种常用倍数.

10x已经够用,医院和生物实验室的显微镜也都是10倍目镜,10x以上倍数会导致观察视野过小从而体验不佳。

而:

网购平台上大于16倍的目镜都是智商税。

网购平台的增倍镜也是智商税

原因在于:

只有物镜才决定清晰度,目镜的作用只是将物镜的成像放到你眼睛里(其实一些高端的摄像头也需要搭配相应的目镜),肉眼看10x目镜就够了,16x的也凑凑活活,这两个倍数还算是有质量保障。

大于16x的目镜,往往参数没有标全,质量不过关,倍数越大成像越模糊,最终效果和你用10x的目镜手机拍照,再将图片手动双指放大是一样的

增倍镜也是同理,质量不过关,还会改变成像焦距,在高倍下会对不到焦

1.2 视场尺寸

一般指目镜的视野直径,区别如下图:

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同倍数不同视场尺寸的效果对比,视场尺寸越大看到的视野越大。来自olympus的说明书

10x目镜一般有18,20,22等视场尺寸,数字越大,观察到的视野越大,沉浸感越强,但价格也随之飙升。

一般18是入门标配,比18小就视野太小了(教科书老式单筒往往视野非常狭小,大约只有10)。而20是科研/应用的下限,视野小于20在工作时会比较烦恼。

一般10X/18(或者10X/20)是最佳的入门选择。科研/应用则视场尺寸越大越好。

1.3 接口尺寸

目镜接口尺寸一般是23.2mm和30mm两种型号。

你显微镜目镜插口多大你就买多大的,网上有卖30转23.2的接口,但23.2不能转30。

同价位下,30目镜的视场大小比23.2目镜的大,所以能插30mm目镜的观察头比较好。

1.4 其他符号

标识缩写 解释
眼镜符号 适合于戴眼镜的人,一般是高眼点目镜
带有十字线并定好中心,仅适用于校正好十字线中心并带有定位销的目镜

二、三目双目和单目以及摄影的问题

三目双目和单目,就是三个目镜筒、两个目镜筒和一个目镜筒的意思。

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相信很多同学有过这样的疑问,初高中教科书上用的是单目显微镜,是不是意味着探索微观世界使用单目显微镜就足够了呢?

大错特错!用显微镜探索微观世界最好使用双目及以上

下面主要说说单目的坏处和三目如何摄影。

2.1 单目的坏处

单目观察常常需要闭一只眼睛来获得更精确的视野,如果使用者非常喜欢观察微观世界,那么长时间观察对眼睛发育会造成影响,久而久之会造成双眼度数和感光能力的差异,甚至引起慢性视疲劳!

所以玩显微镜最好别使用单目,为了更好地体验也为了眼睛的健康!更不用说很多单目显微镜是直筒的显微镜,需要低头观察,时间久会腰酸脖子痛,最后也就10分钟热度,玩单筒根本是在劝退探索微观世界

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单目用起来非常费劲,也费眼睛,这种单筒就是三分钟热度,劝退效果拔群!网图侵删

2.2 三目和摄影

谁不想在另一个世界拍照留念呢?所以咱们来好好聊聊摄影。

三目就是双目显微镜头上的一个专门用于摄影的第三个通光孔。

大部分的显微镜,第三目是专门为了显微镜专用的图谱相机(1英寸的底或更小)设计的,而如果想连接家用相机(微单或单反),奥林巴斯cx或者bx的显微镜比较适合,其他品牌的显微镜在民间摄影中很少见到(可能是其他品牌太贵了吧)。

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上图的显微镜专用图谱相机,就是一个小底CCD/CMOS,它的实际效果非常差,性价比极低,只是软件用来做科研很方便。

首先,帧数非常低,只能看不动的东西。

其次,它的清晰度也很拉胯,远远比不上同价位手机或者M43相机。

只是在专业使用中,配套的软件比较适合科研或者病理,对普通人来说毫无乐趣可言。所以我完全不推荐任何网购平台的显微镜专用图谱相机/电子目镜,效果不好,软件也拉胯。

当然,最便宜的方案就是手机支架+手机,直接从目镜后拍摄,听起来很简单,做起来也很简单,但是效果还出奇的不错,显微镜其实不需要什么多大的底,手机的小底高像素反而效果不错。

手机摄影是如今最容易被低估的方法。

PS:手机支架,我推荐三个轴都能调整的,大部分随镜赠送的支架都是两轴版本,手机镜头到目镜之间的距离不可调整,这种支架在调整光路时不方便,所以我建议另买手机支架:

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这种三轴的好用一些

但手机拍摄最大的问题是操作繁琐

所以在本文作者研发了107三目+相机的接口,大大拉低了得到高清视频的门槛。

107三目+相机是相对便宜的摄影方案,是微型生物数字标本馆的官方推荐配置。完全可以支持核心库的拍摄。而手机拍摄因标尺添加很困难的问题,核心库不做考虑。

另外,现在比较通用的专业摄影方案,是奥林巴斯cx或者bx系列的三目显微镜+转接头+无镜头单相机(直焦)。

根据寰宇微渺实测,M4/3的底更适合现在的显微镜,尤其是适合现在的物镜规格,大底相机容易出现暗角,所以说底越小越好,但是太小了散热又成了问题。而且油管的Journey to the Microcosmos工作室也使用M4/3底的富士XT-3微单。他们都使用M4/3的相机不是巧合。

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给朋友宣传一下:

而另一种摄影方案是用物镜+管镜+相机,或者说把物镜当做相机的镜头使用,再配合叠叠乐电动导轨拍一些昆虫或者鳞片的超清晰照片。

这应该属于微距摄影的一种方法。

这种方案的效果也非常好,系统的教学见一一的公众号。但这种纯粹摄影的方法,因为没有目镜从而少了一些探索大自然的感觉,用起来也没有显微镜简便舒服,但确实很容易拍出好片子。

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在这里,我对比了上述三个方案的优缺点:

107双目+手机 107三目+M43微单 舜宇EX33三目+M43微单 三目奥林巴斯+相机
入门款,1600¥左右 进阶款,显微镜2500¥+相机1000¥ 高端款,显微镜8000¥+相机1000¥ 富贵款,5-30w¥
清晰度中等(普消非平场) 清晰度中等(普消平场) 清晰度较高(普消平场) 清晰度最佳(复消色差)
操作舒适度中等 操作舒适度高 操作舒适度高 操作舒适度高
升级空间中等,DIY空间中等 升级空间中等,DIY空间中等 升级空间中等,DIY空间高 升级空间大,DIY空间大
明暗场、倾斜照明、偏光 明暗场、倾斜照明、偏光 明暗场、倾斜照明、偏光、相差 全部观察方法
很有乐趣,学生党+入门党推荐 微生物感兴趣,强推 微生物&摄影感兴趣,强推 富哥们来

Author: 微观猎人(微信:15515866284)

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