Olympus 생명과학 인스타그램 계정에서는 Olympus 고객들의 놀랄 만한 작품을 소개해 드립니다. 

지난달은 사상 최초 인스타그램 테이크오버 특집으로 Håkan Kvarnström이 일주일의 이미지를 공유하고 그의 작품에 대한 질문에 답변합니다.

Olympus의 2018년 올해의 이미지 유럽 어워드 수상자인 Håkan은 과학의 미적 측면을 캡처하는 데 풍부한 경험을 가지고 있습니다. 그가 설명하는 바에 따르면 그의 작품은 “이미지에 관한 것과 이미지들이 들려주는 스토리에 관한 것입니다. 마이크로 세계는 신나고 아름다운 발견으로 가득 차 있습니다.”

이달의 Top 5 최고 인기 이미지가 모두 그의 작품에서 나온 것은 당연한 일입니다. Håkan의 캡션이 딸려 있는 아래의 2월 Top 5를 참조하십시오.

이 사진은 플로리다의 늪지대에서 수집한 샘플에서 발견된 선충을 보여줍니다. 지구에서 발견되는 모든 개별 동물의 약 80%가 선충으로 추정될 정도로 선충은 지상에서 가장 풍부한 동물입니다. 선충은 해수, 담수 및 극지에서 열대 지방까지를 포함한 거의 모든 생태계를 차지하고 있습니다.

일반 사진술과 똑같이 조명 기법은 눈에 띄는 이미지를 만드는 데 필수적입니다. 아름다운 이미지는 그 안에 담긴 스토리를 전달하는 데 중요한 영향을 미친다고 생각됩니다. 따라서 현미경 아래의 피사체를 가장 잘 조명하려면 다양한 조명 및 대비 기법을 숙달하는 것이 매우 중요합니다. 많은 미생물은 투명하며 무색이기 때문에 보통 광원으로 조명될 경우 거의 보이지 않습니다. 대비를 높이고 투명한 피사체를 보이게 하기 위해 다양한 대비 강화 기법이 사용됩니다. 이러한 기법은 의사 색채, 음영, 유채색이나 검은색 배경 또는 심지어 3D 같은 조직을 만드는 등 다양한 방법으로 빛을 수정합니다. 대비 강화 기법은 비용이 많이 들 수 있지만, 다행스럽게도 현미경 사진술의 가장 유용한 방법 중 하나는 비용이 거의 들지 않습니다. 콘덴서 아래에 간단한 편광 필터를 추가하고 빛이 대물렌즈를 통과한 직후 경로에 두 번째 필터를 추가하여 다채로운 이미지를 생성할 수 있습니다. 두께와 굴절률의 차이로 인해 다양한 색이 생성되고, 표본(또는 필터)를 돌리거나 움직여서 다양한 효과를 만들어 냅니다. 일부 현미경은 공장에서 편광 필터가 장착되어 나오기도 하지만 거의 모든 현미경에는 현미경에 맞도록 3D 영화 안경 하나에서 플라스틱 렌즈를 잘라서 만든 편광 필터가 장착될 수 있습니다.

편광을 사용한 UPLSAPO40X 대물렌즈가 장착된 Olympus BX51을 사용하여 캡처된 이미지

비록 내 작품이 현미경에 대한 관심으로 시작되었지만 그것은 점점 더 이미지에 관한 것과 이미지들이 들려주는 스토리에 관한 것이 되었습니다. 마이크로 세계는 신나고 아름다운 발견으로 가득 차 있습니다. 나는 이러한 생물 형태를 되도록 심미적으로 나타내기 위해 최대한 노력을 기울였습니다. 나는 내 자신을 보이지 않는 것을 육안으로 기록하는 자연 사진작가라고 생각합니다. 주위를 돌아보면 나무, 식물, 새, 기타 야생 동물 같이 육안으로 보이는 유기체가 보입니다. 오랜 시간 동안 과학자들은 자연이 이러한 가시적인 것들만으로 구성되어 있다고 생각하였습니다. 그 후 우리는 지구의 생물의 2/3가 현미경이 없으면 볼 수 없는 미생물이라는 것을 알게 되었습니다. 디지털 카메라가 장착된 최신 현미경은 과학적 사진술을 변혁하였으며 이러한 세계를 열어주었습니다. 

오늘의 사진에서는 보트리오코커스 브라우니라고 하는 녹색 조류를 보여줍니다. 세포의 생물량의 30–40%는 오일로 구성되어 있으며, 세포의 가장자리 주위에 오일이 새어 나오고 있는 것을 볼 수 있습니다. UPLSAPO60XW 워터 이멀젼 대물렌즈가 장착된 미분 간섭 대비(DIC) Olympus BX51 현미경을 사용하여 이 이미지를 캡처하였습니다. 워터 이멀젼 대물렌즈는 작동 거리가 해당 오일 이멀젼 대물렌즈보다 훨씬 더 높은 것이 큰 장점입니다. 이러한 장점은 피사체가 수분 샘플에서 움직일 수 있는 습식 마운트 내 두꺼운 샘플에 유리합니다. 이 피사체는 대물렌즈의 시야보다 더 컸습니다. 따라서 각기 상단과 하단의 이미지에서 함께 최종 이미지를 스티칭해야 하였습니다.

UPLSAPO60XW 워터 이멀젼 대물렌즈가 장착된 미분 간섭 대비(DIC) Olympus BX51 현미경을 사용하여 캡처된 이미지.

이 이미지는 유명 사진작가인 Stephen Wilkes(@stephenwilkes)와 낮과 밤이 단일 이미지로 캡처된 “낮에서 밤까지(Day to Night)”라고 하는 그의 이미지 시리즈에서 영감을 받았습니다.

과학 사진작가들은 전통적인 사진작가들로부터 이미지 구성, 빛의 적정한 사용 및 예술적 표현 등 많은 것을 배울 수 있습니다. 현미경 사진의 매력은 다양한 조명 및 대비 기법이 현미경 아래의 피사체의 다양한 특징을 강조하는 데 있습니다. 기법에 따라 표면을 강조하여 피사체의 외부 모양에 대한 이해를 높여주는 경우도 있지만 나이프처럼 피사체를 절단하여 내부 구조를 시각화하는 경우도 있습니다.

이 시리즈의 일부 이미지는 두 조명 기법을 결합하는 혼합 이미지를 구현하기 위해 포토샵으로 스택, 스티칭 및 결합 처리된 최대 100개의 이미지로 구성됩니다. 이 기법의 난점은 현미경 뒤에서 필요한 만큼 빠르게 작업할 수 있는지의 여부인데 피사체가 조금이라도 움직이면 최종 이미지가 손상되기 때문입니다.

두 개의 이미지 합성을 생성하도록 DIC 및 형광 조명을 사용하여 캡처된 녹색 조류 미크라스테리아스의 이미지

이 사진은 규조(타벨라리아 너도고랭이 변종 asterionelloides)와 접합 조류(스타우라스트럼 pseudosebaldi일 가능성이 가장 높음) 등 각기 다른 두 가지의 종을 보여줍니다. 스타우라스트럼은 엽록체에서 비롯된 고전적인 녹색을 띠고 있습니다. 규조에는 엽록체도 있지만 황갈색의 푸코산틴 같은 기타 색소도 포함되어 있습니다.

저는 이미지를 만드는 방법과 제가 사용하는 워크플로에 대한 질문을 종종 받습니다. 결국 디지털 카메라는 현미경 사진술을 변혁하였으며 이를 통해 아날로그 필름을 사용하여 사실상 불가능했던 이미지 향상을 가능하게 하는 많은 기법이 만들어졌습니다. 제가 사용하는 가장 중요한 기법인 포커스 스태킹에 대해 말씀드리겠습니다. 포커스 스태킹은 현미경 대물렌즈의 매우 낮은 피사계 심도의 문제점을 극복하는 기법입니다. 고배율에서 개구수가 낮은 대물렌즈 사용 시 피사계 심도는 밀리미터의 분수일 수 있습니다. 즉 피사체가 마이크로미터의 두께를 가진 경우 피사체의 작은 부분만이 동시에 초점이 맞습니다. 초점 내의 영역을 이동시키려면 표본이나 대물렌즈를 위 또는 아래로 움직여야 합니다. 일반적인 스택은 피사체의 각기 다른 부분들이 초점이 맞는 10-20개 이미지일 수 있습니다. 경우에 따라 스택은 각 이미지에서 픽셀의 일부만 사용하여 최종 이미지를 형성하는 최대 100+ 이미지로 구성될 수 있습니다. 포커스 스태킹 소프트웨어는 정초점 픽셀의 선택에 대한 것만이 아닙니다. 특히 깨끗한 배경을 원하는 경우 초점이 맞지 않는 픽셀의 선택도 똑같이 중요합니다. 깨끗한 배경을 캡처하기 위해 초점이 크게 벗어난 피사체의 몇몇 이미지를 촬영하는 것은 훌륭한 기법입니다. 그런 다음 스태킹 중에 소프트웨어를 사용하여 (정초점) 피사체와 (아웃포커스) 배경에 대해 원하는 픽셀을 선택합니다. 스태킹 소프트웨어가 지능형 알고리즘을 통해 올바른 픽셀을 선택하도록 도움을 줍니다.

이미지는 43개 이미지의 합성 스택입니다. UPLSAPO60XW 워터 이멀젼 대물렌즈가 장착된 DIC Olympus BX51을 사용하여 캡처된 이미지.

최종 이미지는 Stephen Wilkes(@stephenwilkes)에 의해 고무된 또 하나의 표본으로 작은 갑각류 동물인 긴눈시모물벼룩을 보여줍니다.

두 개의 이미지 합성을 생성하도록 명시야 및 형광 조명을 사용하여 캡처된 이미지.

여러 멋진 이미지들을 공유하고 현미경 기법에 대한 상세한 정보를 제공해 주신 Håkan Kvarnström께 감사 드립니다.

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