Microscopio 3D altamente preciso e flessibile progettato per la collaborazione internazionale

Al giorno d'oggi lavorare in team globali che collaborano con regolarità è diventato la norma e gli strumenti che facilitano questo modo di lavorare sono più importanti che mai. Per questo motivo, Octonus ha sviluppato 3DDM, un microscopio digitale 3D altamente accurato e flessibile che consente a membri del team in sedi diverse di visualizzare contemporaneamente un oggetto 3D in una sala riunioni virtuale. Inoltre, il 3DDM offre una gamma di opzioni per il miglioramento dell'immagine, consentendo una visione più dettagliata e completa dell'oggetto rapidamente e utilizzando un unico sistema.

Che cos'è e come funziona il 3DDM di Octonus?

 Il microscopio 3DDM di Octonus si basa sullo stereomicroscopio M205a di Leica Microsystems (Wetzlar, Germania). Il 3DDM è costituito da una piattaforma Leica standard con l'aggiunta dei seguenti elementi: un portaoggetti installato su un modulo motorizzato, un sistema di illuminazione LED appositamente realizzato e una coppia di telecamere Grasshopper3 FLIR (in precedenza Point Grey).

Per creare l'immagine, l'operatore posiziona un campione sul portaoggetti del microscopio 3DDM. L'operatore può ruotare il campione al di sotto del campo visivo delle telecamere utilizzando un dispositivo standard come un mouse, una tastiera un joystick 3D. Nel frattempo, le regolazioni della messa a fuoco collegata alle telecamere e all'apertura ottica del sistema consentono la cattura di immagini video 3D nitide.

Mentre il campione illuminato ruota sul portaoggetti, le due telecamere a colori Grasshopper GS3-U3-23S6C-C catturano un flusso video di alta qualità in tempo reale. Il PC archivia i dati catturati dalle telecamere in un formato video compatto, o come video 3D o come immagine 3D/2D. Inoltre, archivia un set di dati completo per ogni frame (tutte le impostazioni digitali dell'apertura ottica, del sistema di illuminazione e del portaoggetti) al di sopra delle immagini o delle sequenze video. Ciò rende possibile l'elaborazione di dati archiviati o in tempo reale.

Il software di analisi dell'immagine in esecuzione sul PC misura le caratteristiche dell'oggetto con una precisione fino a dieci micrometri. Una modalità combinata 2D/3D consente di effettuare le misurazioni sia in spazi 3D che su un piano di proiezione.

Illuminazione dell'oggetto e opzioni di miglioramento digitale del microscopio 3DDM

Grazie alle luci LED multifunzionali del microscopio, i campioni possono essere illuminati in molti modi. Le luci possono fornire illuminazione coassiale NIR o UV visibile sul retro o su un lato del campione, in base alla programmazione. L'illuminazione su campo oscuro, una tecnica che ben si adatta alla cattura di sequenze di immagini di campioni biologici di materiale vivente o non vivente, può aumentare il contrasto delle immagini raccolte. Il micriscopio 3DDM offre anche una gamma di opzioni di miglioramento digitale che consentono agli operatori di rilevare i dettagli. Alcuni esempi includono:

Figura 1: Pesce, vista interna.  In alto a sinistra: illuminazione posteriore. In alto a destra: illuminazione dall'alto.  Campo visivo 16 mm.  In basso a sinistra: illuminazione in campo oscuro. In basso a destra: illuminazione NIR.  Campo visivo 18 mm.

• L'imaging con range dinamico elevato (HDRI) migliora la corretta cattura dei dettagli dell'immagine in zone scarsamente esposte.
• La mappatura tonale a 12 bit consente la visualizzazione accurata di immagini HDR su display standard.
• La tecnologia profondità di campo estesa (Extended Depth of Field - EDF) sostituisce l'analisi di una serie di foto con l'analisi di una singola foto che mostra l'intero oggetto a fuoco.
• Un algoritmo di stitching delle immagini che aumenta automaticamente la risoluzione dell'immagine e il campo visivo.

Altre funzionalità del microscopio 3DDM

Sala riunioni virtuale

Il microscopio 3DDM facilita la collaborazione di team globali con l'utilizzo di TV 3D e lenti stereoscopiche per la creazione di una sala riunioni virtuale. Chi effettua la presentazione può aggiungere immagini con annotazioni o attirare l'attenzione dei colleghi su dettagli importanti utilizzando il cursore del mouse, spostando l'immagine, zoomando, cambiando il numero di fotogrammi al secondo o aggiungendo e rimuovendo strati. Si possono integrare elementi reali tramite imput generati dal computer come modelli 3D, strumenti di misurazione e realtà aumentata.

Personalizzazione

Il microscopio 3DDM fornisce un pacchetto di sviluppo software (Software Development Kit) C++ per clienti e sviluppatori. Il pacchetto consente di controllare il sistema d'illuminazione, l'unità ottica e il portaoggetti. Inoltre, abilita estensioni o aggiunte agli algoritmi di elaborazione delle immagini esistenti.

Fasi successive

In futuro, Octonus aumenterà la risoluzione delle immagini video 3D catturate dal microscopio 3DDM passando dall'utilizzo di telecamere 2.3 MP a modelli 5-12 MP.

Informazioni su Octonus

Con oltre vent'anni di esperienza nella produzione di sistemi industriali di analisi ed elaborazione delle immagini, Octonus ha fornito hardware e software per numerosi progetti. L'azienda è pioniere nello sviluppo di metodi ottici per la ricostruzione della struttura interna di oggetti semitrasparenti e dello sviluppo di modelli 3D accurati di oggetti delle dimensioni di 2-50 mm.

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