研究目的
研究焦点堆叠技术在生物记录中宏观和显微摄影里克服有限景深的应用。
研究成果
焦点堆叠技术有效解决了宏观和显微摄影中景深有限的问题，能够以任意大的景深对三维生物标本进行详细记录。该技术提升了图像质量，对科学出版物尤为珍贵。未来的改进可着眼于提高高倍率下的自动化程度与稳定性。
研究不足
该技术要求装置具有极高的稳定性以避免振动，尤其是在高倍率（如10:1或20:1）下。其受物镜适用性限制（例如更倾向使用旧式有限远物镜，现代无限远物镜需额外配置透镜）。当安装在显微镜微调焦系统上时，自动化系统可能存在步进尺寸不精确的问题。该方法不太适用于移动目标，且需要多幅图像，可能较为耗时。
1：实验设计与方法选择：
景深堆叠技术通过拍摄一系列具有微小景深平面位移的照片，并进行数字合成以获得扩展景深的图像。该技术应用于生物标本的宏观摄影和显微摄影。
2：样本选择与数据来源：
使用昆虫（如甲虫、苍蝇）、组织学标本（如人小肠黏膜）和鱼类胚胎阶段（如小丑鱼）等生物标本。根据其三维结构特征和详细记录需求筛选样本。
3：实验设备与材料清单：
包括相机（如Kleinbild-Spiegelreflexkamera）、镜头（如Mitutoyo M Planapo、Nikon CF系列、Minolta扫描镜头）、光学平台（如微调架）、直线载物台（如Novoflex Castel Micro）、闪光灯、LED光源、柔光罩（如Godox AD-S 17）及软件（如Zerene Stacker、Helicon Focus）。
4：实验流程与操作步骤：
过程包含：a) 在稳定平台（如光学平台或显微镜）上设置相机与标本；b) 通过手动渐变调焦或自动直线载物台拍摄系列图像；c) 使用软件分析并合成各图像最清晰部分为单张复合图像。
5：数据分析方法：
软件算法检测每张图像的高对比度轮廓，比较跨图像的对比强度，并将最清晰细节合并为最终图像。自动校准功能可补偿位移与比例变化。
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Kleinbild-Spiegelreflexkamera
Used for capturing high-resolution images in macro and microscope photography.
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Mitutoyo M Planapo
5×, 10×, 20×
Mitutoyo
Microscope objectives used for high-magnification photography on optical benches, providing apochromatic correction and large working distance.
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Nikon CF
LWD, SLWD
Nikon
Microscope objectives with long working distance, suitable for focus stacking in biological applications.
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Minolta Scannerobjektiv
Dimage Scan Elite 5400
Minolta
Scanner lens repurposed for photography, offering high resolution and freedom from optical distortions, used for magnifications from 1:1 to 2:1.
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Raynox DCR
150, 250
Raynox
Used as tube lenses for infinite objectives to focus light onto the camera sensor, adjusting the magnification scale.
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Novoflex Castel Micro
Novoflex
Motorized linear stage for automated focus stacking, controlling camera movement and triggering.
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Godox AD-S
17
Godox
Flash diffuser used to evenly distribute light and prevent reflections in photography.
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Zerene Stacker
Software for analyzing and combining multiple images in focus stacking to create a composite with extended depth of field.
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Helicon Focus
Software used in the montage process of focus stacking to merge sharpest details from multiple images.
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