6. Jahrgang, Nr. 1 (Mai 1996)
Beilage zur Zeitschrift für Mykologie

DGfM-Mitteilungen

für Pilzsachverständige (Pilzberater),
Mitarbeiter der PILZKARTIERUNG 2000,
pilzkundliche Arbeitsgemeinschaften und Vereine,
sowie für alle DGfM-Mitglieder

Videomikroskopie - eine Technik für Jedermann!

von Georg Müller

Als ich bei der letzten DGfM Tagung in Papstdorf meinen Vortrag über die Videomikroskopie hielt, wurde ich im Anschluß daran von vielen Zuhörern gebeten, die Entwicklung, den Aufbau und die Technik der Videomikroskopie in der Zeitschrift für Mykologie zu veröffentlichen.

Im August 1994 kaufte ich meine erste Videocamera (Sony H8 Typ 510 , Zoom 12 fach). Ich ahnte noch nicht, welch enorme Möglichkeiten in dieser Technik für die Mikroskopie stecken. Bisher ist man allgemein davon ausgegangen, daß teure Videolaborkameras und -monitore für die Videomikroskopie erforderlich seien. Dieses ist vielleicht noch für die Zeit von vor 3 Jahren richtig gewesen. Inzwischen hat sich die Computer- und Videokameratechnik so rasant weiterentwickelt, daß die teure Technik der Videolaborkameras und -monitore weitestgehend überholt, bzw. eingeholt ist.

Zurück zu meiner Kamera. Nachdem ich mir diese gekauft hatte, filmte ich auch Pilze. Das gute Ergebnis überraschte mich. Meinem Ziel, Pilze und Pflanzen zu filmen und davon Einzelbilder in einigen Jahren evtl. einmal halbwegs passabel farbig ausdrucken zu können, kam ich ein großes Stück näher. Im September 1994 beschloß ich, die Videokamera für die Mikroskopie einzusetzen.

Mangels eines passenden Kameratubusadapters hielt ich die Kamera zunächst über den Fototubus des Mikroskopes. Anfangs war ich sehr enttäuscht: im Sucher der Kamera sah ich einen runden, hellen Kreis mit sehr winzigen, kaum kenntlichen Sporen darin. So beschloß ich, die Videokamera an unseren Fernseher anzuschließen. Das Mikroskopbild war nun auf dem Bildschirm zu sehen, aber die Sporen immer noch unkenntlich und mit dem sogenannten Tunneleffekt: es war immer noch als ein kleiner heller Kreis, außen schwarz gerahmt, mit den nach wie vor kleinen Sporen zu sehen. Diese waren zwar jetzt als solche kenntlich, aber es änderte das unbefriedigende Ergebnis nicht.

Vor einiger Zeit hatte ich einen Fotoapparat mit einem Mikroobjektiv preiswert gekauft, aber nie eingesetzt. Dieses Mikroobjektiv steckte ich nun auf den Fototubus und das Ergebnis war überwältigend. 10? große Sporen waren auf meinem Fehrnsehbildschirm in ca. 15 cm Größe in einer sehr guten Qualität zu sehen. Diese Bilder filmte ich mit der Videokamera und stellte Sie auf einer Inselexkursion im Oktober 1994 einigen Norddeutschen Pilzfreunden vor. Sie waren begeistert.

Der Einsatz des Mikroobjektives hatte allerdings einen Nachteil: ich konnte die Zoomfähigkeiten meiner Videokamera so gut wie gar nicht nicht mehr nutzen, ich war auf eine Abbildungsgröße beschränkt. Dieses änderte ich ab, indem ich ein 10-fach-Okular anstatt des Mikroobjektives in den Fototubus des Mikroskopes einsetzte. Nun war ich in der Lage, einen kleinen Teilbereich des Zoomes der Videokamera zu nutzen. Aber das reichte mir noch nicht, und so experimentierte ich weiter. Von Bekannten borgte ich mir alle möglichen Objektive und Linsen, aber zu einem befriedigenden Ergebnis mit besserer Nutzung des Zoomens reichte es nicht.

Nun schraubte ich ein Okular auf und entnahm die untere Linse. Die Linse befestigte ich vor dem Objektiv der Videokamera und hielt diese über den Fototubus. Das Ergebnis war überraschend gut. Endlich konnte ich den Zoom meiner Kamera weitestgehend nutzen. Nun fehlte nur noch ein geeigneter Fototubus, an welchem ich a: ein Okular, und b: verschiedene Linsen einsetzen konnte, denn der zum Mikroskop gehörende Fototubus war erheblich zu kurz. Durch den zu kurzen Tubus war es nicht möglich, das Bild gleichzeitig im Mikroskop und auf dem Bildschirm scharf zu stellen.

Durch Bewegen des Höhentriebes des Mikroskopes war entweder das eine oder das andere Bild scharf zu stellen. Ich stellte nun die bestmöglichste Höhe für den Videomikroskoptubus fest und ließ mir diesen aus einem Aluminiumrohr anfertigen. Nun hatte ich den Abgleich zwischen Videotubus und Mikroskoptubus hergestellt. Weiter überlegte ich, wie ich denn meinen 5 Jahre alten Computer, Typ DX 386 / 40 mit 8 MB Arbeitsspeicher, für die Videomikroskopie nutzen könnte, denn es war wenig befriedigend, in meinem Arbeitszimmer einen Computer mit Bildschirm stehen zu haben und ein TV-Gerät. Aber wie bewerkstelligen, da der Computermonitor eine ganz andere Technik hat als ein Fernseher.

Von Computerladen zu Computerladen bin ich gegangen um Abhilfe zu erlangen. Aber Fehlanzeige, man konnte nicht helfen. Fast schon resignierend hörte ich dann von einer technischen Möglichkeit, mittels eines zusätzlichen speziellen Computerbauteiles, der TV/Videokarte bzw. Grabberkarte. Diese Grabberkarten sind in der Lage, einzelne Bilder von einem Videofilm oder direkt von der Kamera in den Computer einzubringen und zu digitalisieren (zusätzlich ist es auch möglich Fernsehprogramme zu empfangen). Im Mai 1995 kaufte ich mir eine solche, konnte das erste Mal Bilder von meiner Videokamera auf dem Monitor bestaunen und druckte nun meine ersten Fotos, mittels eines Bildbearbeitungsprogrammes (Corel Photo Paint 4) mit einem Tintenstrahldrucker aus. Das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Bilder standen nun sofort zur Verfügung. Filme kaufen, entwickeln und Bilder abziehen lassen, sowie die dazu erforderliche Wartezeit enfällt. Nachdem ich im September 1995 einen neuen Farbdrucker (HP850 C) kaufte und damit meine ersten Fotos auf "Normalpapier" fast in Fotoqualität druckte, wußte ich, dieser Technik wird die Zukunft gehören. Ein DIN-A-4 Blatt, farbig bedruckt, kostet bei dem von mir benutzten Druckertyp nur ca. 0,25 DM, in Schwarzweiß ca. 0,05 DM.

Das Fotografieren mit dem herkömmlichen Fotoapparat geht seinem Ende zu. Nach meiner Meinung wird es in ca. 10 Jahren herkömmliche Filme nicht mehr geben. Die ersten digitalen Kameras sind schon auf dem Markt, allerdings noch relativ teuer. Aber zurück zu der Videomikroskopie. Nun fehlte noch die Möglichkeit, die Mikroobjekte zu messen. Dazu benutzte ich ein Meßokular, das in den Videotubus eingebracht wird. Hier ist allerdings eine Einschränkung des Zoomens gegeben. Daher arbeite ich mit einer einfachen Linse. In ca. 60 mm Entfernung habe ich darunter eine Meßscheibe eines Okularmikrometers angebracht (siehe Zeichnung). Dieses ist zwar schon eine erhebliche Erleichterung, doch die Maßskala kann beim Mikroskopieren am Bildschirm störend wirken. Ich hoffe, daß bald ein Meßprogramm entwickelt wird, das in der Lage ist, per Computer die Mikroobjekte zu messen. Dieses Programm sollte in der Lage sein, per Tastendruck bzw. per Maus, eine an den Vergrößerungsmaßstab angepaßte Messeinrichtung (Meßkreuz, verstellbare Rahmen) und eine ausfüllbare Maßtabelle einzublenden. Die gemessenen Mikroobjekte sollten bei der Messung gleich markiert werden, auch ein Vergleichsmaßstab ist mit einzublenden. Alle Punkte sollten dann abgespeichert werden können. Hier sind all diejenigen gefordert, die entsprechende Programmierkenntnisse haben, solch ein Programm zu erstellen. Daß solch eine Messung natürlich erheblich genauer ist als die herkömmliche Methode sei noch erwähnt.

Eine gute neue Videokamera kostet zwischen 800 und 1600 DM. Gebraucht werden solche Kameras mit ca. 300- 500 DM gehandelt. Eine entsprechende Videokarte kostet ca. 300- 1000 DM. In Kürze werden Videokarten überflüssig sein, weil auf den neuen Grafikkarten sogenannte Videomodule mit Grabbereinrichtung (Einzelbildabspeicherung) integriert werden. Die ersten Monitore mit Fernsehmodul sind ebenfalls seit ca. 2 Monaten auf dem Markt. Die Entwicklung in diesem Bereich (Multimedia) ist so rasant, daß bei Erscheinen dieses Aufsatzes vielleicht vieles hier Beschriebene teilweise überholt sein wird. Eine versierte Beratung bei dem Kauf bzw. Umrüstung eines Computers ist ratsam.

Welche Möglichkeiten sich auch für uns auftun, sei hier nur kurz angerissen: Sporen können wir z.B. in ca. einhundertfünfzigtausendfacher (und höher) Vergrößerung am Bildschirm ohne wesentlichen Qualitätsverlust ansehen und natürlich auch ausdrucken. Daß wir nicht mehr sehen können, als die Auflösung der Mikroskopoptik hergibt, sei erwähnt. Aber wir sehen durch die enorme Vergrößerung ohne wesentliche Verluste eben doch mehr als im Mikroskop. Dieses ist kein Widerspruch, da wir aufgrund der beschränkten Mikroskopvergrößerung nur bis zu einem gewissen Grad noch Kleinststrukturen sehen können, obwohl die Optik des Mikroskopes mehr hergibt. Der Ausdruck einer Spore sollte z.B. nicht größer als ca. 1-4 cm sein, weil hier die normalen Tintenstrahldrucker aufgrund ihres Auflösungsvermögens in der Druckqualität zu grobrasterig sind. Dieses ändert sich aber rasant. Während mein jetziger Drucker nur in der Lage ist, in Farbe 300 dpi zu drucken, sind heute die ersten Tintenstrahldrucker auf dem Markt, die 720 dpi mit einer Darstellung von 16,7 Millionen Farben (auch auf Normalpapier) drucken können. Hier kann schon von Fotoqualität gesprochen werden. Nächstes Jahr wird es Tintenstrahldrucker geben, die dann mindestens 1000 dpi und eine Milliarde Farben drucken können. Der Preis dieser Drucker bewegt sich bei ca. 700 - 1000 DM. Es gilt aber gerade vor dem Neukauf von Computern und Druckern sehr genau einige Tests in Computerzeitschriften zu verfolgen, da die Qualitätsunterschiede sehr groß sein können. Nicht jeder Farbdrucker kann z. B. auf Normalpapier ansprechende Ausdrucke liefern. Die Grafikkarte sollte in der Lage sein, eine Auflösung von mindestes 800 x 600 Punkten auf dem Monitor darzustellen. Optimal ist eine Auflösung von 1024 x 768 Punkten und höher. Der Computer sollte mindestens ein 386 DX 40 (der aber schon veraltet ist) mit mind. 15 Zoll Farbmonitor sein. Besser ist ein Pentium 90 Computer , und höher, mit 16 MB Arbeitsspeicher (ca.2500 DM).

Die abgespeicherten Fotos können auch im Computer bearbeitet und beliebig vergrößert bzw. verkleinert werden. Hier können Sie die Helligkeit, Schärfe, Farbe usw. bearbeiten. Auch Fotomontagen sind in Sekundenschnelle getätigt. Wir kennen doch alle das Problem: auf einem Objekträger sind z.B. nur wenige Sporen vorhanden und diese liegen noch weit auseinander. Ein Foto mit mehreren Sporen ist daher nicht möglich. Mit dieser Technik ist es nun leicht, mehrere Bilder von einzelnen Sporen zu einem Bild mit mehreren Sporen zusammenzufassen und auszudrucken. Natürlich können in diesem Bild der Pilz und andere Mikromerkmale mit entprechender Beschreibung abgebildet werden.

Bei entsprechender Geräteausstattung ist es auch heute schon möglich, kreuz und quer durch die ganze Welt mit anderen Mykologen in Verbindung zu treten, gemeinsam zu mikroskopieren und die Ergebnisse zeitgleich zu besprechen.

Die Videocamera sollte mindestens ein 12-fach-Zoom besitzen und evtl. eine manuelle Helligkeits- und Entfernungseinstellung zusätzlich aufweisen. Hier hat sich die Videocamera von Sony HI 8 Type 780 TR als sehr gut bewährt.

Bei der Linse für den Videotubus kommt es nicht unbedingt darauf an, daß man von einem teuren Okular die Linse entnimmt. Es ist auch möglich, eine einfache Kunststofflinse einer preiswerten Lupe einzusetzen. Ein gravierender Qualitätsverlust in der Abbildung ist nicht vorhanden, wie meine Tests mit Diatomeen ergaben. Die Vergrößerung der Linse sollte ca. mindestens 4-5-fach betragen.

In der untenstehenden Zeichnung habe ich einen Videoadapter dargestellt, wie er von mir zur Zeit verwendet wird. Die Länge des Adapters ist variabel einstellbar und somit für fast alle Mikroskope und auch Stereolupen geeignet. Dazu wird das Rohr 2 nach oben geschoben, bis der Abgleich hergestellt ist. Dann wird das Rohr mittels einer Feststellschraube fixiert.

Da es meistens zu Problemen mit dem Anfertigen eines ensprechenden Kamerafiltergewindes gibt, nehme ich einen handelsüblichen Filter mit dem zum Kameraobjektiv passenden Gewinde, entferne die Filterscheibe und klebe das übriggebliebene Filtergewindestück in den Adapter für die Aufnahme der Camera ein.

Die in der Zeichnung aufgeführten Kunstoffringe 4 - 6 dienen der Aufnahme der Linse, Maßscheibe, bzw. des Okulares. Die Linse ist durch Verschieben der Kunststoffbuchse 4 weitmöglichst an die Linse der Kamera zu positionieren. Die Kunststoffbuchsen müssen so gefertigt sein, daß diese schwergängig in dem Rohr bewegbar sind. Einmal eingestellt verbleiben diese an ihrer Position. Nun kann das Arbeiten mit dem Computer oder auch Fernseher beginnen. Falls Interesse an einem Nachbau dieses Adapters besteht kann eine Fertigungszeichnung mit Materialangabe von mir gegen eine Gebühr von 20 DM erworben werden.

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