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不用一條腿一隻手代價的顯微攝影

對於認真玩化石(或礦物)的玩石家來說,如果提起礦物或化石的顯微攝影,大多數人腦子裡面會浮起什麼念頭?可能馬上會想起,若要做顯微攝影的話,起碼要有一台顯微鏡,而且這必須是稱之為「礦物顯微鏡」或「解剖顯微鏡」的,從物鏡到樣本,必須有足夠的空間(至少好幾公分),不是一般醫學顯微鏡的物鏡幾乎貼到樣本那種,除此之外,還要加上一個套管,才能把相機接上去;如此一來,這整套設備,大概好幾萬新台幣跑不掉,對於一般玩家來說,哼,這可要有點考慮了,老美有句俗語說:「costing an arm and leg」,僅僅為了如此簡單的功能,花上辛苦賺來的大把鈔票,經濟算盤很難算吔!老美的說法,就是需要砍下一隻手或一條腿去賣,錢才夠!或許吧,這就是我很多年以來試圖推廣收藏顯微礦物,一直都很失敗的原因;即便諸多顯微礦物在顯微鏡下,結晶漂亮得比林志玲還要來得美,可是入門的門票就要好幾萬,不玩也罷。

去(2010)年10月,我寫了ㄧ篇文章〈石光歲道〉,提到一個基本上沒有什麼花費,就可做到的「愛瘋」(手機)近拍裝置,從壞掉的光碟機拿下小鏡頭,黏在迴紋針上,要用的時候,把迴紋針彎一彎,放大鏡頭蓋在手機鏡頭前,就可以拍出一些近拍的照片,對於需要常跑野外的我來說,非常好用;但是,實際使用起來,還是有一點訣竅,因為如此加裝以後,放大倍率固然大幅提昇,可是景深也變得很淺短,愛瘋又沒有可裝三腳架的螺絲孔,用手拿著做近拍,對焦可要好好練習,才能抓得準。

目前我身為國際兩岸聯合世界最古老恐龍胚胎計畫的主持人之一,正在如火如荼進行中,我自己又沒有學校公家、花錢不心痛的設備,怎麼辦?如何把手中的樣本做出一些顯微照片,以供進一步研究?最近自己動手做的手又癢了,加上「窮則變、變則通」的人生大道理,終於找出了一個便宜又好用的方法--此法,可能有好多人已經想出來過,但是,我還是無法安撫自己的興奮,故此來個野人獻曝,與大家分享。

沒錯,這是一個非常簡單,花費新台幣二、三百塊左右(或以下),短時間內就可自己做好的「近拍數位顯微鏡照相機」,用你的電腦螢幕當觀景器,最棒的是:半行電腦程式都不必寫;說來難以相信吧?不過卻是千真萬確。

好了,不要賣關子了,說穿了,你不要笑,去買一個、或找一個不用的「網路攝影機(Webcam)」,網路拍賣有好多選擇,現在的感光畫素,有好多家產品號稱二、三千萬畫素,有的前面還配有二極燈(LED)燈打光,通常都有USB接線與驅動軟體。

基本上所需要的主要材料,就是這一個;如果你想要做一些放大倍率的變動、固定近拍相機與可調整物件位置等等的話,用用你的腦筋,可從家用材料中改用;如果想要攝影品質好一點的話,可能需要把舊的數位相機鏡頭拆下來用。

先把網路攝影機鏡頭扭轉下來(通常這類的鏡頭都可拆下),手不要摸到鏡頭;接著打開外殼,可以看到類似下張照片的一塊電路板,其中最重要的是那塊感光晶片,其它必要的電子零件也都完整好好的,啥都不要動,接到電腦的接線,更不要動它;如果你和我一樣從小有手癢的毛病,而且不喜歡原本廠商所提供的外殼,可以把外殼拆下丟掉,自己做一個漂亮的盒子,塗上不反光的黑色。

原本的網路攝影機,為何無法做近拍?其實不是不能,而是網路攝影機原本的目的,並不是近拍用的,所以鏡頭的位置放在特定的位置,以便有足夠的拍攝角度讓一般使用者使用;如果你近拍的倍率不會常常改變,只要把剛才所拆下來的鏡頭,反過來黏到原本鏡頭孔就可以了,哇啦!你的網路攝影機,現在已經變成近拍數位顯微照相機!以前要花好幾萬去買顯微鏡、套筒、專用數位相機等等,甭用啦!台語說:「講破不值三文錢」,請把那些省下來的錢拿來請我吃飯!(一笑)。

為什麼把鏡頭反轉就變成近拍呢?這就扯到一點點光學物理,關鍵在於放大鏡片到感光晶片的距離,這距離越大,成像的放大倍率也越大;有沒有注意到,原本鏡頭內鏡片到感光晶片的距離?當把鏡頭反過來裝的時候,這個距離被拉大了,因而讓放大倍率也增加了。

按:其實放大倍率有兩種方法:一、在我〈石光歲道〉文章所介紹的,是在相機鏡頭前再加一片凸鏡,相當於把相機鏡頭的焦距縮短、也就是鏡頭放大倍率增加了;二、相機鏡頭放大倍率(焦距)不變,但是把鏡頭與感光片的距離拉大,也就是本文所用的方法;這也就是以前底片相機做近拍時,加裝蛇腹或延伸環同樣的道理。

說到放大倍率,到底要怎麼知道呢?如何測量出來呢?為了找出一個簡單的方法,我折磨了好幾天,腦筋陷在死胡同裡走出不來,哈!原來我不是那麼聰明,我脖子上的豬頭和很多別人的差不多「笨/聰明」,為了節省篇幅和大家的痛苦,我個人的痛苦摸索過程就不要說了,直接把解決方法說出來:找一隻有毫米(mm,或更細小精密)刻度的尺,用剛改裝好的近拍照一張,將這張數位相片以100%、也就是不要任何縮放列印出來,用剛才的尺量一下兩個相鄰毫米刻度的距離,這就是該近拍相機的放大倍率,比方說,量出來是99.5毫米,那麼它的放大倍率就可算相當於顯微鏡的100X,就這麼簡單。

前面說過,光是把鏡頭反轉黏裝上,只能得到一個固定的放大倍率,因為鏡頭和感光晶片的距離被黏死了是固定的;那麼,如果需要更高倍率的話,要怎麼辦?其實也不難,在過去的攝影界有一招,就是在相機機身和鏡頭之間,加裝延伸環,老式的相機還可看到折疊式的蛇腹,用以調整兩者的距離;因此,就必須找找材料,自己動手做一個可以伸縮的鏡頭筒,不要忘記要把筒內部漆上不反光的黑色,要不然後果不堪入目。

至於,哪來可以延伸的管子呢?家裡面拖地掃把柄、窗簾桿、浴室掛塑膠布遮簾那根、…等等等,遠在天邊,也近在眼前,不是嗎?切一段下來,不就是現成的材料?

鏡頭的考慮:

如果想要好一點的相片品質,可能需要改用一個好一點的鏡頭,畢竟,鏡頭的好壞,和相片的品質有絕對無法分割的關係,原本兩三百塊網路攝影機所用的鏡頭,品質能到什麼地步,大概可以猜出來,為何以前老式相機的鏡頭會那麼貴?當然不是沒有道理的;不過,也不必太灰心,現在好多過時的數位相機,不用也白不用丟到垃圾桶,還不如來個廢物利用,把它的鏡頭拆下來,裝到上面的延伸管上面,那不就可以有個可以伸縮的鏡頭了?

使用注意事項:

1. 把相機(含感光晶片與鏡頭)與被拍物件固定下來:每個人只有兩隻手,無法一手拿機身,一手拿鏡頭,又有另外一隻手拿被照的樣本;從經驗來說,找一個攝影用的翻拍架,把相機連同鏡頭固定在上面,被照物放在翻拍架底板上,那就可以只用一隻手調整兩者的距離,一直到影像很清晰;上次〈石光歲道〉文章內介紹愛瘋近拍的最大困擾,就是難以把相機放在正確的焦距距離,手會動來動去。

2. 保持感光晶片與被照物兩個平面的平行,利用翻拍架,很容易達成;請記得,放大倍率越大,攝影的景深(影像清晰的距離)就越淺,當放大到一百倍的時候,景深往往只有一毫米左右,因此,如果這兩者不平行,就會有一部份清晰,另外部份模糊;如何確定兩者盡量平行?裝相機的時候,拿個水平儀幫幫忙,水平儀在五金行都可以買得到。

3. 要有足夠的照明,照出來的效果才會好,雖然網路攝影機所附的電腦程式可能有調整光圈快門的功能,可是還是比不上有好的光源;最好的光源是免費的自然光,不會有陰影;若是用桌上的檯燈,可能得到有色差的結果:鎢絲燈的色溫只有3200ºK,偏紅;若用省電燈泡(日光燈),則會出現陰冷調,因為這種光源沒有足夠的暖色光;6500ºK的二極燈,或可考慮,但是,最好的還是免費的自然光。

4. 如何在所得的數位照片附上比例尺?首先必須算出放大倍率,然後在影像處理或繪圖軟體內畫出一條照比例長度的線,標註該線的實際長度;比方說,如果放大倍率是80X,則畫一條160mm長的直線,代表實物的2mm。

5. 如何做化石的切面顯微照片?在學術界做化石的切面照片,通常要找人先磨成可透光的薄片,黏在載玻璃上,然後用透光式的顯微鏡去看去照相,這種方法當然有其必要,可是,從業餘的玩石家角度來說,不要說通常沒有整套的顯微鏡和攝影設備,連想磨成可以透光的薄片,也不是那麼容易的事情;不過,我們業餘玩石家,其實還是可以拍到化石切片的照片,我們不用透光式,改用反光式攝影,結果應該沒有差多少;最簡單的方法,就是把要看的化石,先用粗(100目)再用細(1,000目)砂紙磨平,然後拿家裡小朋友玩的塑膠泥土把它固定在翻拍架底座適當位置上,就可以拍攝到該化石的(反光式)近拍切面;記得,盡量保持此切面平行於相機的感光晶片。

這是一根恐龍的小骨頭顯微照片

上面那張照片,就是最好的實證,一根直徑大約只有5毫米的恐龍小骨頭,在80X放大之下,骨頭骨質、血管、骨髓部份等等等,都可以看得清清楚楚;比對於下面這張照片,直徑略同的“骨頭狀”化石,外型很類似,可是內部結構完全不同,哈!這會是什麼碗糕呢?原來是恐龍的腱化石,兩者的結構完全不同!

哼!怎麼會在同一個地點,找到一般恐龍的化石,也找到恐龍腱呢?恐龍腱只有鳥腳類的恐龍才有的,竟然出現在大部份是原蜥腳類恐龍的地方,真是個有趣的發現啊!

鳥腳類恐龍才會有的恐龍腱化石切面

再來一張更有挑戰的成果照片,這是一根我發現的世界最古老恐龍胚胎,大約二億年前的恐龍胚胎之肋骨,其直徑你自己看照片的比例尺好了。

以區區幾百塊錢的設備,自己在家就能得到如此的成果,優力卡(Eureka)!給自己拍拍手。
更多成果,請見:http://www.facebook.com/#!/DinoDragon?sk=photos

本文原發表於催眠恐龍[2011-02-09]

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