Anleitung für die

Bearbeitungssoftware �Gwyddion�

Abbildung 1: Bearbeitete Aufnahme einer CD

erstellt von

Daniela Feigl

Karlsruhe, den 30. November 2012

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Inhaltsverzeichnis

1 Herunterladen 1

2 Ö�nen 1

3 Bild laden 2

4 Funktionen zur Bildbearbeitung 44.1 Data Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44.2 Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5 Beispiel 11

1 Herunterladen

Das Programm �Gwyddion� ist eine Freeware, die speziell für die Bearbeitung von Ra-

stersondenmikroskopaufnahmen entwickelt wurde. Auf der Internetseite

http://gwyddion.net/

können Sie die Software unter der Rubrik �Downloads� kostenlos herunterladen.

2 Ö�nen

Nach der Installation kann �Gwyddion� mit dem Desktopsymbol gestartet werden.

Abbildung 2: Desktopsymbol

Abbildung 3: Software-Ober�äche

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3 Bild laden

(1) �File� −→ �Open�

(2) zu bearbeitende bmp-Datei auswählen −→ �Open�

Abbildung 4: Open File

(3) Gröÿe des aufgenommenen Bildausschnitts eingeben bei �Width� (�Height� nimmt

automatisch den gleichen Wert an)

(4) �Z-scale� (Skalierung der �z�-Achse) eingeben

(5) �OK� klicken

(6) Es ö�net sich ein neues Fenster mit dem ausgewählten Bild, das nun bearbeitet

werden kann.

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Abbildung 5: Import PNG

Abbildung 6: Fenster mit dem zu bearbeitenden Bild

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4 Funktionen zur Bildbearbeitung

Im Folgenden werden einige grundlegenden Funktionen angeführt, die Ihnen bei der

Bildbearbeitung nützlich sein können. �Gwyddion� verfügt über deutlich mehr Möglich-

keiten, die hier nicht alle aufgeführt werden können. Dies sollte Sie aber nicht daran

hindern, weitere Funktionen auszuprobieren.

4.1 Data Process

Um die Daten aus Ihrem geladenen Bild zu bearbeiten, können Sie die Symbole unter

�Data Process� im Fenster von �Gwyddion� nutzen.

Abbildung 7: Schnellauswahl �Data Process�

(1) Shift minimum data value to zero

Setzt den kleinsten Wert der Skala auf null.

(2) Correct horizontal scars (strokes)

Korrigiert horizontale Fehlerstellen automatisch. Die Funktion kann mehrmals

hintereinander angewendet werden.

(3) Rotate by arbitrary angle

Dreht das Bild um einen angegebenen Winkel. Diese Funktion bietet sich an,

bevor Sie einen bestimmten Bereich des Bildes ausschneiden möchten.

(4) Automatically correct rotation in horizontal plane

Dreht das Bild automatisch.

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(5) Display a 3D view of data

Ö�net ein neues Fenster mit einer 3D-Ansicht der Aufnahme. In diesem kann

die Aufnahme gedreht, vergröÿert bzw. verkleinert und gefärbt werden.

Abbildung 8: 3D-Ansicht

(6) Shade data

Schattendarstellung verleiht dem Bild eine räumliche Wirkung.

Abbildung 9: Shading

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Ebenso können Sie über den Menü-Punkt �Data Process� auf weitere Funktionen zu-

greifen, wie beispielsweise:

(1) Basic-Operations −→ Dimension and units...

Einstellung der Abmessungen des Bilds und Korrektur der Höhe.

Abbildung 10: Dimensions and Units

(2) Basic-Operations −→ Invert values

Invertiert die Daten.

(3) Basic-Operations −→ Tilt

Verkippt die Aufnahme um den angegebenen Winkel.

(4) Basic-Operations −→ Flip

Spiegelung

(5) Level −→ Plane Level

Es wird eine Ebene durch alle Bildpunkt berechnet und diese wird von den Daten

abgezogen. Dieser Vorgang geschieht automatisch und kann eine geringe Verkippung

der Aufnahme beheben.

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(6) Presentation

Dieser Menüpunkt enthält verschiedene Darstellungsmöglichkeiten.

Abbildung 11: Übersicht der Funktionen über die Menüwahl

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4.2 Tools

Auch an dieser Stelle können Sie die Aufnahme mit Hilfe der Auswahl-Symbole bear-

beiten und auswerten.

Abbildung 12: Schnellauswahl �Tools�

(1) Extract Pro�les

Ermöglicht die Vermessung des Pro�ls. Markieren Sie auf Ihrer Aufnahme die

Gerade, die Sie ausmessen möchten. Sie können auch mehrere Pro�le gleichzei-

tig erstellen.

Abbildung 13: Beispiel für ein Pro�l

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(2) Distance Tool

Messen von Abständen. Markieren Sie dazu den Anfangspunkt und ziehen sie

eine Linie zum Endpunkt. Es ö�net sich ein Fenster, indem die Werte abgelesen

werden können.

Abbildung 14: Distance

(3) Interpolate small defects

Manuelle Korrektur kleiner Fehlstellen, Verschmutzungen etc.

Abbildung 15: Remove Spots

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(4) Crop Data

Rechteckiges Zuschneiden der Aufnahme. Nach der Auswahl des Ausschnitts

ö�net sich ein neues Fenster mit dem ausgeschnittenen Bereich.

(5) Basic Filters

Filter wie Mittelwert, Median, usw. Sie können den Filter über die gesamte

Aufnahme legen oder nur über eine bestimme Stelle, die Sie im Bild markieren.

Abbildung 16: Basic Filter

(6) Level data by �tting a plane through three points

Korrigiert eine leichte Verkippung bezüglich einer Ebene, die durch drei Punkte

festgelegt wird. Die Anpassung erfolgt so, dass im korrigierten Bild die Punkte

in der gleichen Ebene liegen.

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5 Beispiel

Für die Möglichkeiten, die Ihnen �Gwyddion� zur Bildbearbeitung bietet, sollen Ihnen

die folgenden Bilder einen Einblick geben. Als Beispiel wurde eine Aufnahme der Kali-

brierprobe gewählt.

Abbildung 17: ursprüngliche Aufnahme

Als erstes wurden die Fehlzeilenkorrektur und die manuelle Korrektur von Fehlstellen

durchgeführt. Anschlieÿend wurde das Minimum als Nullpunkt gewählt, was zu einer

bei null beginnenden Skala führt. Danach wurde noch der �Median-Filter� verwendet,

welcher bewirkt, dass das Bild nicht mehr so körnig wirkt. Dieser E�ekt ist sehr gut in

der 3D-Ansicht erkennbar. Die Ober�äche sieht in der Original-Aufnahme sehr rau und

unregelmäÿig aus. Bei der bearbeiteten Aufnahme wirkt sie dagegen ebener.

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Abbildung 18: Aufnahme nach den ersten Bearbeitungsschritten

Abbildung 19: Aufnahme nach Bearbeitung mit dem �Median Filter�

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Die Veränderungen durch die Bearbeitungen können auch in 3D betrachtet werden.

Abbildung 20: 3D-Darstellung der Orginal-Aufnahme

Abbildung 21: 3D-Darstellung der bearbeiteten Aufnahme

Abbildung 22: Ausschnitt aus der 3D-Darstellung der bearbeiteten Aufnahme

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