| Umwelt und Gesundheit im Test |
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| Umsetzung von Spektrenphotos in Spektrogramme |
Allgemeines
Die Bestimmung der zu Spektrallinien auf Photos [1] gehörenden Licht - Wellenlängen wird um so genauer, je präziser der Ort maximaler Helligkeit einer Linie lokalisiert werden kann. Dies ist durch Vermessung mit einem Lineal unter Betrachtung mit den Augen weniger gut möglich als durch Bestimmung der Helligkeitsmaxima mittels elektronischer Licht - Messfühler (Optoelektronische Sensoren). Die mit diesen gewonnenen Messwerte werden zweckmäßigerweise in Form eines Diagramms dokumentiert, das den Zusammenhang zwischen der Position des Sensors, der später ein Wert für die Licht - Wellenlänge zugeordnet werden kann, und der gemessenen Bild - Helligkeit graphisch darstellt und als Spektrum - Diagramm oder Spektrogramm bezeichnet wird. Was den Augen auf einem Spektrum - Photo als eine Spektrallinie mit einem in der Regel zentralen Helligkeitsmaximum erscheint, stellt sich im zugehörigen Spektrogramm als Kurvenberg, englisch Peak genannt, mit einem schmalen Gipfel - Bereich, dem Peak - Maximum, dar.
Die Kalibrierung von Spektren - Photos nach Licht - Wellenlängen ist an anderer Stelle beschrieben [25].
Bei einem photographierten Spektrum nimmt wegen der zum kurzwelligen und zum langwelligen Ende eines UV - VIS - Spektrums hin abnehmenden Licht - Empfindlichkeit "normaler" Silberfilme oder digitaler Bild - Wandler die Helligkeit spektraler Muster zu beiden Spektrum - Enden hin ab. Auch kann die Abmessung des abgebildeten Spektrums kleiner sein als die Bild - Aufnahme - Fläche. Beide Umstände zusammen können die Ermittlung der Grenze zwischen einem Spektrum und dessen Umgebungshintergrund erschweren. Zur Ermittlung des in ein Spektrogramm umzusetzenden Bereichs innerhalb eines Spektrum - Photos können Kalibrierlichtquellen dienen, die Spektrallinien bis weit in den kurz- und den langwelligen UV - VIS - Bereich hinein erzeugen [20]. Werden Spektren solcher Quellen zusammen mit einem oder unter genau gleichen Bedingungen zeitlich versetzt zu einem Probenspektrum aufgenommen, sollte dessen für ein Spektrogramm genutzter Bereich dort enden, wo im Kalibrierspektrum die äußersten Linien erkennbar sind.
In der Erläuterung zu einem Spektrogramm sollte vermerkt sein, ob es direkt von einem Spektrometer stammt oder durch Auswertung eines Spektrum - Photos zustande gekommen ist.
Optoelektronische Abtastung von Silberfilm - Bildern
Vor Aufkommen der EDV - gestützten optoelektronischen Digital - Technik wurde ein auf Silberfilm aufgenommenes Spektrum - Photo mittels eines über die Längsrichtung des Spektrums bewegten (scannenden) lichtelektrischen Sensors in ein Ort - Helligkeit - Diagramm umgesetzt. Bei dieser Methode sorgt eine schmale Spalt - Blende vor dem Sensor, ausgerichtet wie Spektrallinien im auszuwertenden Spektrum, dafür, dass benachbarte Spektrum - Muster getrennt voneinander erfasst werden. Nähres hierzu ist in älteren, etwa bis zu den 1970er Jahren erschienenen Veröffentlichungen zur UV - VIS - Spektralanalyse nachzulesen [2].
Wer mit derartiger Scan - Technik experimentieren möchte, findet im Elektronik - Handel sowohl Licht - Sensoren ohne Drum und Dran als auch komplett mit Verstärker - Elektronik ausgestattete integrierte Sensor - Schaltungen, an deren Ausgängen starke Messsignale zur Auswertung abgegriffen werden können. Ein feinschrittiger Vortrieb für den Sensor kann zum Beispiel aus einer Kombination Schraube - Mutter hergestellt werden oder einem Schneckengetriebe. Bei derartigen Mechaniken ist es wichtig, während des Scannens den Antrieb nur in einer Richtung zu bewegen, also entweder nur vorwärts oder nur rückwärts. Ein Wechsel zwischen beiden Richtungen während eines Scans, zum Beispiel um eine Stelle im Spektrum noch einmal abzufahren, würde wegen des Spiels der Mechanik die Eindeutigkeit der Beziehung zwischen der Position des Licht - Sensors und der von ihm gemessenen Licht - Intensität zerstören und damit auch die Eindeutigkeit der Bestimmung von Wellenlängen für im Spektrum auftretende Muster. Alternativ dazu kann ein Sensor auch an der beweglichen Zunge eines Messschiebers (einer Schieblehre) oder einer Messschraube (Bügel - Mikrometer) befestigt werden. Digitale Messschieber erleichtern mit ihrer Ziffernanzeige das Notieren der Sensor - Position. Ein an den Sensor angeschlossenes Digital - Multimeter (Messgerät für mehrere elektrische Größen, daher Multimeter) zeigt die relative Helligkeit einer Stelle im Spektrum ebenfalls in leicht zu notierenden Ziffern an.
Manuell erfasste Position - Helligkeit - Werte - Paare können zwar zu einem auf Millimeter - Papier handgezeichneten Spektrogramm umgesetzt werden, heutzutage auch als Freeware erhältliche Tabellenkalkulationssoftware erledigt dies aber schneller und genauer [3].
Da bei der chemischen Entwicklung von Silberfilmen der Helligkeitsverlauf im Bild gegenüber dem von der Aufnahme - Optik gelieferten Licht - Bild leicht verändert werden kann (Zusammenrücken der Helligkeitsmaxima zweier eng benachbarter Spektrallinien (Kotinsky- Effekt) oder Entstehung von Helligkeitsminima und -maxima an Rechteck - förmigen Helligkeitssprüngen (Eberhardt - Effekt)) [10], was bei der Kalibrierung oder der Auswertung von Spektrum - Photos zu beachten ist, sollte es immer angegeben werden, wenn ein Spektrogramm aus einem Silberfilm - Photo gewonnen wurde.
Manuelle Spektrogramm - Erstellung aus Digital - Photos mittels Farbsensoren
Einige Programme zur Bildbearbeitung oder -auswertung ermöglichen das Auslesen der Farbe oder Tönung eines Pixels in einem digitalen Spektrum - Photo mittels in ein Pixel platzierbarem Sensor - Cursor. Die so gewonnenen Zahlenwerte können direkt in ein manuell gezeichnetes Spektrogramm umgesetzt oder in eine Werte - Liste übertragen werden, aus der ein Diagramm - Erstellung - Programm ein Spektrogramm erzeugt.
Spektrogramm - Erstellung mit "Paint"
Wer es einfach liebt und sehr viel Zeit hat, kann aus digitalen Spektrum - Bildern Spektrogramme erstellen mit dem relativ einfach zu bedienenden, in "Microsoft Windows" - Betriebssystemen enthaltenen Programm "Paint", das zum Beispiel im Betriebssystem "XP" über die Befehle "Start" → "Programme" → "Zubehör" → "Paint" gestartet werden kann. Im Menue "Bild" → Option "Attribute" sollte als Maßeinheit "Pixel" eingestellt sein. Dann wird von der voreingestellten Funktion "Stift" (Zeichenstift - Symbol), mit der leicht bei versehentlichem Maus - Klick ein Bild verunziert werden kann, auf die ungefährlichere und bald benötigte Funktion "Auswahl" (Auswahl - Rahmen - Symbol) gewechselt. Jetzt kann ein in einem Verlust - freies Speichern ermöglichendem Format (RAW, BITMAP) vorliegendes [4] und bezüglich schiefstehender Spektrallinien korrigiertes [1] Spektrum - Photo geladen und das Spektrum selbst oder ein interessierender Ausschnitt davon durch Horizontal - und Vertikal - Scrollen in die Mitte des Bild - Fensters gebracht werden. Das weitere Vorgehen sei anhand eines Test - Spektrums, aufgenommen mit dem an anderer Stelle [1] beschriebenen Selbstbau - Spektrograph 2 von einer Niederdruck - Quecksilber (Hg) - Gasentladungsröhre und gespeichert im BITMAP - Format, erläutert, unter Hinzufügung allgemein gültiger Empfehlungen zum Vorgehen.
Aus dem in "Paint" geöffneten Spektrum wurde ein Teilbild ausgeschnitten mittels Menue "Auswahl", Stellen des Cursors nahe dem linken oder rechten Rand des Bild - Fensters in einer solchen Höhe, dass eine davon ausgehende gedachte Horizontallinie durch die hellsten Abschnitte der Spektrallinien und abseits eventueller dunkler Querstreifen ging, und Ziehen des Cursors bei gedrückt gehaltener linker Maus - Taste bis nahe an den gegenüber liegenden Fenster - Rand und 50 Pixel oberhalb des unteren Rahmen - Randes. Die horizontale Weite des Rahmens kann maximal etwas mehr betragen als die des Bild - Fensters innerhalb des Programm - Fensters. Beim Ziehen des Rahmens sollte bedacht werden, dass bei Aussparen von Teilen eines Spektrums, falls dort mit bloßen Augen keine Spektrallinien erkennbar sind, Linien oder Banden außen vor bleiben könnten, die erst im Spektrogramm erkennbar sein würden. Die Kontrolle der Rahmen - Dimensionierung erfolgte mittels der Anzeige der Koordinaten der Cursor - Stellung (Abstand vom linken Bild - Fenster - Rand / Abstand vom oberen Bild - Fenster - Rand) im Programm - Fenster - Rahmen rechts unten. Vor dem Linksklick zwecks Ziehen eines Rahmens wird die aktuelle Stellung des Cursors in Koordinatenform angezeigt. Nach Gedrückthalten der linken Maus - Taste wird diese Anzeige mit den zuletzt gemessenen Werten eingefroren und ein neues Werte - Paar daneben zeigt fortlaufend an, welche Breite und Höhe der Rahmen beim Loslassen der Maus - Taste hätte. Bei chemischen Analysen muss der Ausschnitt - Rahmen Gebiete beiderseits der Grenze zwischen Probenspektrum und Kalibrierspektrum umfassen.
Der so gewählte Bild - Ausschnitt, unten abgebildet (Auf kleineren Monitoren verkleinert wiedergegeben), wurde mitsamt dem Auswahl - Rahmen mittels "Bearbeiten" → "Kopieren" in die Zwischenablage gespeichert. Der Rahmen muss vorhanden sein, um Kopieren in die Zwischenablage zu ermöglichen. Danach wurde das "Paint" - Fenster geschlossen.
Ist ein Spektrum auf einem Digital - Photo breiter als das Bild - Fenster eines Bearbeitungsprogramms und daher ein vollständiger Horizontalausschnitt mit dem "Rahmen" - Werkzeug nicht herstellbar, kann alternativ auch die auszuwertende Pixel - Zeile oder ein Zeilenbündel durch Löschen aller diese umgebenden Bild - Partien isoliert werden. Achtung: Ein so verändertes Bild immer unter anderem Namen als dem der Ausgangsdatei speichern, da diese nach Bearbeitungsfehlern vielleicht wieder gebraucht wird. Das Isolat kann nun wie unten beschrieben im gleichen Bild in ein Spektrogramm umgesetzt werden oder mit den Arbeitsschritten "Bearbeiten" → "Alles markieren" → "Bearbeiten" → "Kopieren" in die Zwischenablage gelegt, aus dieser in ein anderes Spektrum einkopiert und dann nach unten erläuterter Methode umgesetzt werden. Letzteres ist eine Möglichkeit, getrennt voneinander aufgenommene Proben- und Kalibrierspektren vor einer Auswertung wieder in einem Bild zu vereinigen [20].
Zur Erstellung des Diagramms wurde nach Neuaufruf von "Paint" und Wechsel auf "Auswahl" im Menue "Bild" → Option "Attribute" eine Bild - Fläche geschaffen, die den Spektrum - Ausschnitt in der Horizontalen um 150 Pixel überragte. Da die horizontale Ausschnitt - Weite hier 950 Pixel betrug, wurde die Weite des neuen Bild - Felds auf 1100 Pixel eingestellt. Die Bild - Fenster - Höhe wurde so gewählt, dass zwecks Minimierung von Rechenarbeit bei der Diagramm - Erstellung die Pixel - Horizontalreihe Nummer 1000, vorgesehen als horizontale x - Achse des Diagramms, enthalten war. Ausgehend von dieser Zeile wurden noch 800 weitere Pixel - Zeilen benötigt, um auch eine maximale RGB - Wert - Summe, siehe unten, von 3 x 255 = 765 einzeichnen zu können. Die Höhe des Bild - Fensters wurde daher auf 1800 Pixel festgelegt.
Dann wurde per Menue "Ansicht" → Option "Zoom" → "Benutzerdefiniert..." der Vergrößerungsfaktor 800 Prozent eingestellt und mit nochmals "Ansicht" → "Zoom" die Funktion "Raster anzeigen" aktiviert. Anschließend wurde der Spektrum - Ausschnitt aus der Zwischenablage heraus mittels "Bearbeiten" → "Einfügen" in die neu geschaffene Bild - Fläche eingefügt. Wichtig ist das Einstellen der Zoom - Vergrößerung vor Laden des Spektrums, da ein bereits geladenes Spektrum beim nachträglichen Vergrößern seinen Auswahl - Rahmen verlieren und damit örtlich fixiert werden würde. Auch Mausklicks ins Bild - Feld außerhalb des eingefügten Ausschnitts hätten Verlust des Auswahl - Rahmens zur Folge und sollten daher unterbleiben. Zwar könnte ein fixiertes Spektrum mit einem neuen Rahmen versehen und so wieder verschiebbar gemacht werden, doch das ginge nur, wenn der Spektrum - Ausschnitt eine so geringe Weite hätte, dass er auch bei 800-prozentiger Vergrößerung noch vollständig ins Bild - Fenster passen würde, was selten der Fall sein dürfte.
Ein Bild aus der Zwischenablage wird von "Paint" automatisch oben links im auf dem Monitor sichtbaren Teil der Zeichnungsfläche eingefügt. Im vorliegenden Fall wurde der aus der Zwischenablage eingefügte, noch umrahmte Spektrum - Ausschnitt nach Hineinstellen des Cursors und anschließendem Drücken und Gedrückthalten der linken Maus - Taste vertikal abwärts verschoben. Kurz vor Erreichen des unteren am Bildschirm sichtbaren Teils der Zeichnungsfläche wurde durch Vertikal - Scrollen neue freie Fläche auf den Monitor geholt, über die der Ausschnitt weiter nach unten gezogen wurde. Diese Prozedur wurde so lange wiederholt, bis die unterste Pixel - Zeile des Ausschnitts die Höhenposition 996 hatte. Dieser Wert war nicht kritisch. Es kam nur darauf an, zwischen der untersten Pixel - Zeile des Spektrum - Ausschnitts und der Zeile Nummer 1000, die zur Basis - Linie des Spektrogramms werden sollte, einige Zeilen Abstand zu halten. Die Höhenlage einer Pixel - Zeile kann durch Hineinstellen des Cursors (Achtung: Nicht Klicken, da sonst der Ausschnitt in einer eventuell falschen Position fixiert wird!) gemessen werden. Der Messwert ist im Rahmen des "Paint" - Fensters rechts unten ablesbar (Zweiter Wert des Werte - Paares).
Nun wurde durch horizontales Verschieben des immer noch mit Auswahl - Rahmen versehenen Spektrum - Ausschnitts dieser mittig ins Bild - Fenster platziert. Da der Monitor wegen der starken Bild - Vergrößerung nur einen Teil des Bild - Fensters anzeigte, musste durch Horizontal - Scrollen zum rechten und zum linken Bild - Fenster - Rand geprüft werden, ob auf beiden Seiten gleich viel freier Platz, hier je 75 Pixel - Spalten, vorhanden war. Diese Flächen wurden später zum Anbringen von Skalen für die Licht - Intensitäten benötigt, siehe unten. Versehentlich erfolgte Höhenverschiebungen wurden korrigiert. Nachdem das Spektrum - Bild seine endgültige Position erreicht hatte, wurde diese durch Linksklick auf eine Stelle außerhalb des Spektrum - Rahmens fixiert.
Zur Umwandlung der Farbwerte der Pixel des Spektrum - Ausschnitts in Zahlenwerte für das Spektrogramm wurde die unterste Pixel - Zeile des Ausschnitts ausgewertet. Mit dem Menue "Farbe auswählen" wird der Cursor zur Messsonde in Form einer Pipette. Da das Programm nach der Messung eines Pixel - Inhalts sofort automatisch auf das vor Aufruf der Pipette zuletzt benutzte Menue umspringt, wurde vor Beginn des Pipettierens einmalig das Menue "Linien" als späteres Sprungziel angeklickt, da dieses zum Eintragen der Messwerte ins Diagramm ohnehin benötigt wurde. Für die Pixel - genaue Umsetzung der Farbwerte in die Graphik wurde die geringste Linienbreite von 1 Pixel gewählt.
Die Pipette registriert die Farbe eines Pixels unter Aufschlüsselung in 3 Farbkanäle mit den Bezeichnungen "Rot" (R), "Grün" (G) und "Blau" (B), weswegen eine Kombination aus 3 Zahlenwerten für diese 3 Farben als RGB - Wert bezeichnet wird. Sind alle 3 Werte Null, liegt "Schwarz" vor. Erreichen die 3 Farben jeweils den Maximalwert von 255, ist dies als "Weiß" sichtbar. Für das Spektrogramm zum obigen Spektrum - Bild wurde die aus den 3 Farbwerten summierte Gesamthelligkeit eines Pixels als relatives Maß für die Licht - Intensität im Spektrum verwendet.
Im Folgenden sind die auf jedes Pixel in der untersten Zeile des Spektrum - Ausschnitts angewandten Arbeitsschritte aufgelistet. Wiederholte Anfertigung von Sicherheitskopien auf externe Datenträger in kürzeren Zeitabständen während der Diagramm - Erstellung im verlustfrei speicherbaren BITMAP - Format, siehe oben, sollte die bereits geleistete Arbeit für den Fall einer Computer - Störung retten.
Menue "Farbe auswählen" → Spitze (!!!) der Pipette in das zu vermessende Pixel - Kästchen stellen → Links klicken → Cursor springt auf "Linien" um
Menue "Farben" → Option "Palette bearbeiten..." → Im Fenster "Farben bearbeiten" die Option "Farben definieren" wählen → Angezeigte Werte für "Rot", "Grün" und "Blau" addieren → "Farben bearbeiten" - Fenster schließen
Cursor in der Pixel - Spalte, in der die Spektrum - Farbe registriert wurde, in die Pixel - Zeile stellen, deren Nummer gleich der Summe der Werte der genannten Einzelfarben plus 1000 ist, und mit dem bereits automatisch aktivierten Menue "Linien", siehe oben, mit gedrückt gehaltener linker Maus - Taste eine Linie nach oben ziehen bis zur Diagramm - Basis - Linie, der Pixel - Zeile Nummer 1000. Ist die Summe der Farbwerte 0, wird der einzutragende Diagramm - Balken nur 1 in der Zeile Nummer 1000 liegendes Pixel groß. Ist ein ins Diagramm zu zeichnender Pixel - Balken länger als das Bearbeitungsfenster tief ist, kann der Balken auch unter Scrollen in aneinandergefügten Teilstücken gezeichnet werden.
Sollte bei Schwarz - Weiß - Spektrum - Bildern einmal die Pixel - Tönung Weiß auftreten, hätte bei deren Übernahme in ein Balken - Diagramm das die Intensität anzeigende Ende des betreffenden Balkens die gleiche Tönung wie ein weißer Diagramm - Untergrund. Dann muss den Diagramm - Balken mittels Farbpalette, siehe oben, eine kontrastierende Tönung oder Farbe gegeben werden.
Das Bild links skizziert den Bereich zwischen dem hier noch nach unten zeigenden Balken - Diagramm, dessen Basis seine hier oberste Pixel - Zeile mit Nummer 1000 ist, und der untersten Pixel - Zeile mit Nummer 996 des sich nach oben erstreckenden Spektrum - Bildes, der die Helligkeits- und Farbinformationen für das Diagramm entnommen wurden. Da in der Wissenschaft üblicherweise Diagramme zu Emissionsspektren Skalen mit nach oben zunehmenden Werten für die Licht - Intensität aufweisen, wurde das Bild mit dem fertigen Spektrogramm samt dem Bild des Ausgangsspektrums mittels der "Paint" - Funktion Menue "Bild" → Option "Drehen/Spiegeln..." → Unteroption "Vertikal Spiegeln" unterstzuoberst gekippt.
Nun wurden am linken und rechten Ende des Spektrogramms noch vertikale Skalen zur Licht - Intensität gezeichnet mittels der Funktion "Linien". Die Skalen - Linien sitzen auf den beiden äußersten Pixeln der Diagramm - Basis - Linie auf. Sie sind in gleichmäßigen Abständen mit horizontalen Teilstrichen versehen. Der Wert für einen Teilstrich [6] entspricht seinem Abstand zur Diagramm - Basis in Pixeln. Er gibt zugleich die Summe der RGB - Werte an, siehe oben. Soll ein Spektrogramm im Internet veröffentlicht werden, müssen in der im BITMAP - Format erstellten Vorlage die Skalenlinien und der Text ausreichend dick gezeichnet werden, da zu geringe Linien - Stärken beim Umwandeln in ein JPG -, GIF - oder PNG - Bild oder auf kleinen Monitoren stark an Sichtbarkeit verlieren können [6].
Das Anbringen einer Horizontalskala auf der Diagramm - Basis - Linie ist entbehrlich, wenn ein Spektrum nicht zur Veröffentlichung gedacht ist sondern nur für eine spätere Wellenlängen - Kalibrierung weiterverwendet werden soll [22]. Für diesen Zweck werden nur die relativen Werte der Pixel - Positionen der Spektrum - Peak - Maxima benötigt.
Die unterschiedlichen Peak - Färbungen können durch Wahl einer Einheitsfarbe vor dem Einzeichnen eines Diagramm - Balkens vermieden werden, doch ist dies mit einer weiteren Steigerung des Verbrauchs an Zeit und Arbeitskraft verbunden. Möglich ist auch das Zeichnen des Diagramms in einem zweiten "Paint" - Fenster, in dem eine Einheitsfarbe ständig eingestellt bleibt, doch müsste dann für jeden Eintrag eines Pixel - Balkens ins Diagramm zwischen den beiden Fenstern umgeschaltet werden.
Nach Einfügen einer Überschrift für das Spektrogramm, von Wellenlängen - Angaben bei den Peaks [6] und sonstiger Kommentare [6], sowie nach Wegschneiden überflüssiger leerer Bild - Partien [Anleitung siehe unten] war das Diagramm fertig, siehe Bild unten. Zur Veröffentlichung im Internet kann es in ein Browser - verträgliches Format (JPG, GIF oder PNG) umgewandelt werden. Zur Bearbeitung oder zur Ausmessung sollte aber auf die hoffentlich gespeicherte RAW - oder BITMAP - Version zurückgegriffen werden.
Das Spektrogramm zeigt einen Peak, dessen zugehörige Spektrallinie wegen ihrer Lichtschwäche dem Auge bei Betrachtung des Spektrum - Photos verborgen bleibt. Auch sind die Positionen der Peak - Maxima viel schärfer lokalisierbar als die der Spektrallinien im Photo. Daher ist auch eine spätere Wellenlängen - Kalibrierung mit dem Diagramm genauer möglich als mit dem Photo [25].
Die Zuordnung von Licht - Wellenlängen zu den Peaks erfolgte durch Vergleich mit in der Literatur veröffentlichten Daten zum Emissionsspektrum einer Niederdruck - Hg - Entladungsröhre. Die 3 stärksten im obigen Spektrogramm auftretenden Spektrallinien - Peaks liegen von links nach rechts bei den Wellenlängen 404,7, 435,8 und 546,1 nm [7][8]. Schwächere Linien bei 578 nm fehlen im Diagramm, vielleicht infolge Unterdrückung durch die Antirauschen - Funktion der Kamera, eventuell kombiniert mit den Lichtdurchlass - Eigenschaften der Farbfilter [19]. Mit dem Auge anstelle der Kamera im hier verwendeten Spektrograph sind die betreffenden Linien gut sichtbar, ebenso auf Photos, die mit dem "Selbstbau - Spektrograph 3" aufgenommen wurden [20]. Der Peak bei 546,1 nm zeigt auch in anderenorts veröffentlichten Spektrogrammen einen Zweifachgipfel, dort allerdings mit geringerem Gipfel - Abstand [8]. An der Doppellinien - Natur der im Bild als Einheit erscheinenden grünen Linie kann es nicht liegen, da das Paar nur 0,001 nm auseinander liegt. Der Bereich zwischen den beiden stärksten Linien wurde bei der Umsetzung ins Diagramm aus Zeit - Mangel übergangen. Mit abnehmender Wellenlänge des Spektrum - Lichts abnehmende Licht - Empfindlichkeit des Bild - Wandlers und abnehmende Licht - Durchlässigkeit (Transmission) der Glas - Optik der Kamera könnten Grund für das Fehlen weiterer kurzwelligerer Spektrallinien im Diagramm sein [15].
Das vollständige Spektrum - Diagramm einer Kalibrierlichtquelle braucht nur einmal erstellt zu werden, falls es gespeichert wird. Dann brauchen auf einem Photo mit dem Spektrum einer chemisch zu analysierenden Probe und dem Kalibrierlicht - Spektrum bei Letzterem nur schmale Bereiche um die sichtbaren und vom gespeicherten Diagramm her bekannten unsichtbaren Spektrallinien mit der Pipette abgetastet zu werden, um die Lage der Helligkeitsmaxima zu ermitteln. Das Probenspektrum muss natürlich vollständig abgetastet und in ein Diagramm umgewandelt werden, da dessen Spektrallinien ja zunächst noch nicht bekannt sind.
Eine etwas professionellere Variante der manuellen Spektrogramm - Erstellung besteht darin, die für die Spektrum - Photo - Pixel ermittelten RGB - Werte zusammmen mit den zugehörigen horizontalen Positionen der Pixel als Zahlenwerte in eine Kalkulationstabelle einzutragen und die Diagramm - Erstellung der betreffenden Software zu überlassen. Werden alternativ die Werte mit einem Text - Editor in Tabellenform notiert, ist spätere freie Auswahl des Diagrammerstellungsprogramms möglich [17]. Auch einige Textverarbeitungsprogramme enthalten einfache Diagramm - Editoren.
Alternativen zu "Paint"
Etliche weitere Bildbearbeitungsprogramme können ebenfalls zur Spektrogramm - Erstellung auf die oben gezeigte Art benutzt werden.
"Paint.net"
Eine Weiterentwicklung von "Paint" ist das Freeware - Programm "Paint.net" [16]. Nach Laden eines Spektrum - Photos sollten im Menue "Ansicht" die Optionen "Pixel" und "Raster" aktiviert sein oder werden. Mit dem Symbolleiste (Nicht Menue - Leiste!) - Menue "Fenster" kann ein Bild bis auf 3200 Prozent, also das 32-fache vergrößert dargestellt werden, was Sehbehinderten das Abtasten der Bild - Pixel mit der Farbpipette erleichtert. Diese ist im Menue "Tool:" unter dem Begriff "Farbauswahl" erreichbar. Zum Anzeigen der pipettierten Pixel - Farbwerte als Zahlen muss das Unterfenster "Farben", aktivierbar im Menue "Fenster" (Nicht das in der Symbolleiste!), geöffnet und, falls die verkleinerte Fenster - Version ohne Farbwerte - Anzeigen vorliegt, darin der Link "Mehr >>" angeklickt werden. Nach Stellen der Pipettenspitze in ein Pixel und Drücken der rechten oder der linken Maus - Taste werden die RGB - Werte dezimal und hexadezimal angezeigt. Bei Gedrückthalten einer der Maus - Tasten können ganze Pixel - Folgen gescant werden. Wird die Maus örtlich fixiert, kann die Pipette mit den "Pfeil" - Tasten von Pixel zu Pixel bewegt werden. Ist mittels Menue "Ansicht" die Bild - Größe auf unter 100 Prozent eingestellt, überspringt die Farbpipette beim Abfahren des Bildes einige Pixel. Erst ab 100 Prozent Wiedergabe - Größe wird jedes Pixel für die Pipette zugänglich. Falls das "Farben" - Fenster interessierende Bild - Partien überdeckt, kann es unter Stellen des Cursors in den blauen Kopfbalken des Fensters und Gedrückthalten der linken Maus - Taste verschoben werden.
Diese einfache und schnelle Anzeige der Farbwerte eines Pixels kann dazu benutzt werden, in einem Spektrum - Bild dem bloßen Auge wegen Licht - Schwäche entgehende Spektrallinien aufzuspüren. Die Position einer so gefundenen Linie kann am unteren Programm - Fenster - Rand anhand der Anzeige der Koordinaten der Position der Farbpipettenspitze rechts neben der Anzeige der Bild - Abmessungen abgelesen werden.
"GIMP"
"GIMP", ebenfalls ein Freeware - Programm [5], macht das Ablesen der Farbwerte eines Bild - Pixels bereits bei dessen Berührung mit der Pipette möglich. Beim Starten des Programms erscheint das "Werkzeugkasten" - Fenster, aus dem heraus das umzusetzende Spektrum - Bild mittels "Datei" → "Öffnen" aufgerufen werden kann. Im Bild - Fenster - Rahmen wird für den hier verfolgten Zweck als Bild - Maßeinheit "Pixel" gewählt. Dann können im "Werkzeugkasten" die Pipette markiert, im sich dann öffnenden Fenster der Pipette - Eigenschaften als Abtast - Radius der kleinstmögliche Wert "1 (Pixel)" und als Auswahlmodus "Nur auswählen" eingestellt sowie die Funktion "Info-Fenster verwenden" aktiviert werden. Das Info - Fenster trägt den Titel "Farbpipette". In ihm werden die RGB - Farbwerte eines Pixels unter der Rubrik "Pixel" angezeigt. Hat keine der beiden Rubriken im Fenster diese Überschrift, muss sie in der Auswahl - Liste markiert werden. Falls die Fenster überlappen, können sie getrennt werden durch Wegziehen mittels Stellen des Cursors in das blaue Band am Kopf eines Fensters und gedrückt gehaltener linker Maus - Taste.
Für mehr Ordnung auf dem Bildschirm kann das nun nicht mehr gebrauchte Werkzeuge - Fenster minimiert werden. Das Schließen dieses Fensters würde auch das Bild - und das Info - Fenster verschwinden lassen. Werden per Bild - Fenster - Menue "Ansicht" → "Vergrößerung" die maximale Vergrößerung (In der Programm - Version 2.4.7 16-fach) eingestellt und die Funktion "Raster anzeigen" aktiviert, wird das Abfahren einer Pixel - Zeile mit der Pipette leichter. Raster - Grenzlinien, falls sie als Positionierhilfe für die Pipette benötigt werden, können mittels Bild - Fenster - Menue "Bild" → "Raster konfigurieren ..." konfiguriert werden. Dabei sollten für "Abstand" und "Versatz" jeweils 1 Pixel eingestellt und "Vordergrundfarbe" und "Hintergrundfarbe" zur gerade gescanten Bild - Partie kontrastierend gewählt werden.
Ins Bild gestellt wird der Cursor jetzt zur Pipette, mittels der beim Abfahren des Bildes bei gedrückt gehaltener linker Maus - Taste die Farbe jedes gerade berührten Bild - Pixels in Form der RGB - Werte und deren Hexadezimal - Codierung fortlaufend angezeigt wird. Zugleich werden im Bild - Fenster die Koordinaten des Pixels angezeigt, in dem die Pipette - Spitze gerade steht. Diese beiden Anzeigen ermöglichen schnelle Übersicht - Scans eines Spektrum - Bildes und die Ermittlung längerer Passagen mit der Tönung "Schwarz", erkennbar am Dezimalwert 0 oder Hexadezimalwert 00 für jeden Farbkanal. Solche einheitlich getönten oder gefärbten Bild - Abschnitte können bei der manuellen Umsetzung der Messwerte in ein Diagramm in einem Rutsch als horizontale Linie in der Diagramm - Basis - Pixel - Zeile gezeichnet werden.
Die Erstellung des Diagramms kann analog dem für "Paint" beschriebenen Vorgehen erfolgen, siehe oben. Wegen der Sofort - Anzeige der Farbwerte kann deren Notieren zur Eingabe in ein Tabellenkalkulations- und Diagrammzeichnungsprogramm viel schneller erfolgen als mit "Paint".
"Farblupe"
"Farblupe" ist ein Freeware - Programm, das für einen Punkt auf dem Computer - Monitor, auch innerhalb geöffneter Programm - Fenster, die Position und die zugehörigen Farbwerte anzeigt [18]. Die einzige Programm - Datei, zum Download gepackt und nach Entpacken als ausführbare .exe - Datei vorliegend, kann aus einem beliebigen Ordner heraus durch Anklicken des Datei - Namens "protool1.exe" (Evtl. versionsabhängig) gestartet werden. Bei der Erstellung eines Spektrogramms aus einem Spektrum - Photo wie oben beschrieben mit dem Programm "Paint" erspart die gleichzeitig geöffnete "Farblupe" das Zeit - raubende Aufrufen des Farbpalette - Fensters von "Paint".
Ist die geöffnete "Farblupe" im Ruhe - Zustand, kann sie durch Klick auf das Diagramm - Symbol aktiviert werden. Die mit dem Cursor angefahrene Stelle auf dem Computer - Monitor wird im Bild - Fenster des Programms 4-fach vergrößert angezeigt und dazu die Position des Zentrums des im Bild - Fenster sichtbaren Fadenkreuzes in Form der auf den Monitor bezogenen x - / y - Koordinaten. Drücken und Loslassen der Leertaste bewirkt Dauer - Anzeige der Farbwerte in verschiedenen Codierungen für den ausgewählten Bild - Punkt. Bei Gedrückthalten der Taste wird die Anzeige bei Bewegung des Cursors ständig aktualisiert.
Achtung: Die "Farblupe" registriert bei einem vergrößert und mit Pixel - Raster angezeigten Spektrum - Photo auch die Raster - Trennlinien. Diese sollten natürlich für die Spektrogramm - Erstellung ignoriert werden. Das Raster kann dazu genutzt werden, je eine Markierlinie ober- und unterhalb der für ein Spektrogramm auszulesenden Pixel - Zeile zu zeichnen. Danach kann das Raster abgeschaltet werden, da die Markierlinien den Weg der Farbpipette durch das Spektrum vorgeben.
Ein Klick außerhalb des Fensters des Programms stoppt dessen Funktion. Dann kann in anderen gleichzeitig geöffneten Programm - Fenstern gearbeitet werden. Durch Anklicken des Bild - Fensters in der "Farblupe" wird diese wieder aktiv. Erscheint im Bild - Fenster des Programms "Permanentlupe nicht aktiv", kann diese durch Anklicken des Symbols "Strichcode / Schwarzes Dreieck" und Markieren in der sich öffnenden Liste aktiviert werden. Das Programm - Fenster kann durch Linksklick in die blaue Titel - Leiste und Gedrückthalten der Maus - Taste an gewünschte Stellen auf dem Monitor verschoben werden.
Werden die angezeigten Farbwerte für die einzelnen Pixel der für die Spektrogramm - Erstellung ausgewählten Bild - Zeile eines Spektrum - Photos in einem gleichzeitig geöffneten Text - Editor in Form einer Tabelle notiert, können diese Daten in unterschiedliche Diagramm - Erstellung - Programme übertragen werden. Natürlich können die Daten auch direkt in die Werte - Tabelle eines solchen Programms eingetippt werden. Die ebenfalls zu notierenden Positionskoordinaten der Pixel müssen dem Fenster des das Photo anzeigenden Programms entnommen werden. Werden versehentlich die Monitor - Koordinaten der "Farblupe" eingetragen, schlägt die Spektrogramm - Erstellung fehl!
"takView"
"takView" ist ein Freeware - Bildbearbeitungsprogramm, dessen "Pipette" - Funktion Position und zugehörige Farbwerte eines Bild - Pixels direkt, also ohne Umschalten auf separate Anzeige - Fenster, fortlaufend anzeigt [18]. Zum Auslesen eines Spektrum - Photos sollte dieses stark vergrößert werden, um das Anfahren der Pixel mit der Maus zu erleichtern. Die einzige Programm - Datei, zum Download gepackt und nach Entpacken als ausführbare .exe - Datei vorliegend, kann aus einem beliebigen Ordner heraus durch Anklicken des Datei - Namens "takView2.exe" (Für die Version 2) gestartet werden. Für die Umsetzung der Farbwerte in Spektrogramme gilt das bei den anderen Programmen Erwähnte.
Beispiel einer Spektrogramm - Erstellung mit "Paint" und "Farblupe" und "Works"
Am Beispiel des VIS - Absorptionsspektrums einer Leitungswasser - Probe [10] wurde das Auslesen der RGB - Werte einer Pixel - Zeile des Spektrum - Bildes mit dem Programm "Farblupe", siehe oben, das Eintippen der Werte in die Tabellenkalkulation des Programm - Pakets "Works" der Fa. Microsoft und die Spektrogramm - Erstellung ebenfalls mit diesem Programm getestet. Andere "Farbpipette" - haltige Programme und solche zur Tabellenkalkulation sind analog einsetzbar.
Zur Daten - Erfassung wurden die "Farblupe", das Spektrum - Bild in der Originalfassung im Bitmap - Format mit dem Programm "Paint", siehe oben, sowie eine leere Kalkulationstabelle von "Works" nebeneinander geöffnet. Als Bild - Vergrößerung wurde in "Paint" 800 Prozent gewählt, auf die Pixel - Raster - Markierung wurde verzichtet, um nicht versehentlich eine Raster - Linie mit auszulesen. Nach Aktivierung der "Farblupe" wurden der Cursor in die auszulesende Pixel - Zeile des Spektrum - Bildes gestellt und von links nach rechts fortschreitend, Pixel für Pixel die RGB - Werte durch Drücken der Leertaste im "Farblupe" - Fenster festgehalten. Für jeweils ein Pixel wurde nach Umschalten auf die Kalkulationstabelle die dezimalen Farbwerte aus dem permanent geöffneten "Farblupe" - Fenster abgelesen und die Position der zum ausgelesenen Pixel gehörenden Spalte, der y - Wert im "Paint" - Fenster (Nicht der im "Farblupe" - Fenster!), sowie die Farbwerte - Daten in jeweils die gleiche Zeile nebeneinander liegender Tabellenspalten eingetippt. Nach jedem Auslesen eines Pixels muss bei dieser Methode die "Farblupe" für den nächsten Auslesevorgang wieder vom Ruhe - in den aktiven Zustand versetzt werden. Wird dies vergessen, werden die Werte des vorherigen Pixels fälschlicherweise für das aktuelle Pixel in die Tabelle eingetragen.
Wird die zum Auslesen vorgesehene Pixel - Reihe eines Spektrums durch Übermalen der benachbarten Pixel - Reihen mit einer Grau - Tönung (Gleiche Intensitätswerte bei allen 3 Farbkanälen), die in einem Probenspektrum von Natur aus fehlt, optisch isoliert, ist die Gefahr eines unbemerkten Abschweifens des Cursors in benachbarte Pixel - Reihen verringert. Zum Übermalen ist die "Linien" - Funktion von "Paint" geeignet, da hierbei ein Verrutschen beim Linien - Ziehen leicht korrigiert oder rückgängig gemacht werden kann. Das so veränderte Spektrum sollte sofort unter neuem Namen gespeichert werden, um das Ausgangsspektrum vor Überschreiben zu schützen. Im hier verwendeten "Paint" wird bei Reduzierung der Höhe eines Bildes mittels "Bild" → "Attribute" → "Höhe" das Bild von seinem unteren Rand her auf die gewünschte Höhe gekürzt. Derart beschnittene Bilder sollten natürlich nicht unter dem Namen der ursprünglichen Ausgangsdatei gespeichert werden, die unmanipuliert erhalten bleiben sollte.
Sind alle Pixel der Auslesezeile erfasst und die Messwerte tabelliert, können die RGB - Werte mittels Tabellenkalkulation addiert und aus den Summen - Werten mit der Diagramm - Erstellung - Funktion von "Works" ein Spektrogramm erstellt werden. Anleitungen hierzu bieten die Hilfe - Funktion des Programms oder einschlägige Handbücher. Ist ein vollständiges Spektrogramm für die Veröffentlichung in einem Dokument zu breit, kann durch Markieren von Teilabschnitten der Werte - Tabellen eine Folge von Teilspektrogrammen erzeugt werden.
Die Erstellung einer Wellenlängen - Kalibrierfunktion beziehungsweise einer Wellenlängen - Skala für das Spektrogramm ist an anderer Stelle beschrieben [25].
Das fertige, als "Works" - Diagramm vorliegende Spektrogramm kann durch Verschieben der Rahmen - Linien des Diagramm - Fensters auf die gewünschte Größe gebracht und dann in die Zwischenablage kopiert werden. Von dort kann es in das Bearbeitungsfenster eines Bild - Bearbeitungsprogramms, zum Beispiel das oben erwähnte "Paint", eingefügt und als Bild - Datei weiter gehandhabt werden.
Zum Resultat des Experiments wird ebenfalls auf ein anderes Kapitel verwiesen [10].
Erstellung von Farbwerte - Listen mit Bild - Datei - Viewern
Ein weiterer Weg zur Gewinnung eines Spektrum - Diagramms aus einem Digital - Bild führt über die halbmanuelle Auswertung des Codes der Bild - Datei. Programme, die solchen Code nur anzeigen ohne Kopier- oder Manipuliermöglichkeit werden Viewer genannt. Der von diesen angezeigte Code enthält die Informationen über die Farben oder Tönungen der Bild - Pixel. Wegen Mangels an Kenntnissen hierüber hat der Verfasser versucht, eine solche Code - Tabelle mit einem einfachen, mit "Paint" abstrahiert gezeichneten Test - Bild zu entschlüsseln.
Leider erst nach Fertigstellung nachfolgender Darstellungen hat der Verfasser eine wesentlich ausführlichere professionelle Erläuterung zur Code - Struktur von Bitmap - Bild - Dateien gefunden [21].
Die untenstehende, das Original - Test - Bild im BITMAP - Format stark vergrößert wiedergebende Zeichnung zeigt 4 Pixel - Spalten (S1 bis S4) und 2 Pixel - Zeilen (Z1 und Z2). Die Hilfslinien (Raster - Linien) zur Verdeutlichung der Pixel - Grenzen werden nur für die Bild - Ansicht von "Paint" erzeugt, sind also nicht Bestandteil des Bildes und daher auch nicht codiert. Die Abfolge der unterschiedlich getönten Pixel sollte sich in der Abfolge von Code - Zeichen für die einzelnen Bild - Pixel in der Datei wiederspiegeln.
Die im Text - Verarbeitungsprogramm "Word 97" geöffnete Datei des Original - Test - Bildchens hat folgendes Aussehen :
Die Zeichen geben zwar keine Auskunft über die genauen Farb- oder Tönungswerte der einzelnen Pixel, lassen aber die Reihenfolge erkennen, nach der die Bild - Pixel codiert sind. Da Farbe oder Tönung eines Pixels mit drei Werten beschrieben wird, siehe oben die Erklärung der RGB - Werte, stehen in der Bild - Datei 3 Zeichen für ein Pixel. Für das Test - Bild wurden den Pixeln nur die farbneutralen Tönungen "Weiß", "Hellgrau" und "Dunkelgrau" gegeben, da diese jeweils mit 3 gleichen RGB - Farbwerten codiert sind, was die Erkennung der Code - Zeichen für ein Pixel erleichtert. Im Test - Bild haben 6 Pixel die Tönung "Weiß". Diese 6 Pixel sollten sich also im Datei - Code durch 6-faches Vorkommen einer Gruppe aus 3 gleichen aufeinanderfolgenden Code - Zeichen zu erkennen geben, in die 1 Gruppe aus 3 gleichen Code - Zeichen für das hellgraue Pixel zwischengeschaltet ist. Dies trifft für das Code - Zeichen ÿ zu, dessen Aneinanderreihung einmal durch die Folge ÀÀÀ unterbrochen wird, die damit als Code für das hellgraue Pixel enttarnt ist. Für das dunkelgraue Pixel bleiben als Code dann 3 weiße Quadrat - Zeichen am Ende der Zeichenkette. Die Pixel - Codierung beginnt also mit der untersten Pixel - Zeile des Bildchens von links nach rechts, gefolgt von der nächsthöheren Zeile, wiederum links beginnend.
Während "Word" Bild - Dateien nur mit Stellvertreter - Zeichen wiedergibt, liefer Hex - Viewer die Farbwerte der Bild - Pixel in Form von Hexadezimal - Zahlen. Für das oben beschriebene Test - Bild zeigt zum Beispiel das Bild - Bearbeitungsprogramm "IrfanView" [12] den Datei - Code in der unten wiedergegebenen Form an. Eine solche Anzeige ist aufrufbar mittels Menue "File" → "Open as" → "HEX file..." → Linksklick auf das zu ladende Test - Bild im dieses enthaltenden Verzeichnis. Das von diesem Programm angezeigte Zeichen "Schwarzes Quadrat" ist im Folgenden durch ein Q ersetzt.
Die Code - Zeichen sind in 3 Blöcken angeordnet. Im linken Block stehen die Nummern der Code - Zeilen, im mittleren die Farbwerte für die einzelnen Bild - Pixel und im rechte Block steht eine Übersicht der Code - Zeichen - Anordnung ähnlich der mit "Word 97" erhaltenen, siehe oben.
Im mittleren Block der Code - Tabelle folgen nach einem Vorspann (Header) von 108 Zeichen die Codes für die einzelnen Bild - Pixel. Unter diesen ist "Weiß" mit den 3 Hexadezimal - Zahlen FF FF FF codiert, "Hellgrau" mit C0 C0 C0 und "Dunkelgrau" mit 80 80 80. Die jeweils erste Zahl einer Dreier - Folge steht für den Rot - Wert, die zweite für den Grün - Wert, die dritte für den Blau - Wert eines Bild - Pixels. Aus dem Vergleich mit obigem Test - Bildchen kann abgeleitet werden, dass die Codierung der Bild - Pixel - Tönungen in Zeile Nr. 00000030 mit der Hexadezimal - Zahl FF FF FF beginnt, die für das Pixel S1 / Z2 im Test - Bildchen steht, in dieser Pixel - Zeile von links nach rechts fortgesetzt wird und dann in die oberste Zeile des Bildchens springt, die ebenfalls von links nach rechts codiert ist. Dies stimmt mit den Angaben anderer Quellen überein, nach denen bei der Codierung mit den Pixeln der untersten Bild - Zeile von links nach rechts fortschreitend begonnen wird und die übrigen Bild - Zeilen von unten nach oben und ebenfalls von links nach rechts codiert sind [21].
Auch das Freeware - Programm "XnView" zeigt nach Öffnen einer Bild - Datei oder Markieren einer solchen im Datei - Liste - Fenster des Programms mittels "Werkzeuge" → "Als Hex-Code öffnen" die im hexadezimalen Zahlensystem verschlüsselten Farbwerte der Bild - Pixel an [14]. Über "Werkzeuge" → "Optionen" → "Allgemein" → "Lesen/Schreiben" kann auch eine "Hex-Ansicht bei nicht anzeigbaren Dateien" durch Markieren und Bestätigen mit "OK" eingeschaltet werden. Die kopierbaren Pixel - Daten sind auch hier wie in der oben gezeigten Tabelle angeordnet.
Erstellung von Farbwerte - Listen mit Hex - Editoren
Editoren, die hexadezimal codierte Dateien der Bilder von Digital - Kameras anzeigen und Kopieren und damit auch Manipulieren des Codes zulassen, Hex - Editoren genannt, sind gratis erhältlich [22]. Falls mit einem solchen Programm der Code einer Spektrum - Bild - Datei in eine für Diagramm - Erstellung - Software lesbare Werte - Tabelle umgewandelt werden kann, sollte auf diese Weise eine Beschleunigung der Erstellung eines Spektrogramms gegenüber den oben beschriebenen Methoden erreichbar sein.
Der zum Beispiel mit dem Programm "Hex-Editor" der Fa. NEXT-Soft angezeigte Hexadezimal - Code einer Bild - Datei kann kopiert und nach geeigneter Umstellung der Zeichen über ein Tabellenkalkulation - Programm mit Diagramm - Erstellung - Funktion in ein Spektrogramm umgesetzt werden.
Die im Folgenden angegebenen graphischen Bearbeitungen beziehen sich auf das Programm "Paint" [6][11][23]. Wichtig ist, dass der Spektrum - Ausschnitt für die Umwandlungsprozedur immer im 24 Bit - Bitmap - Format gehalten wird, da die unten erläuterte Anordnung des von einem Hex - Editor angezeigten Bild - Pixel - Codes sich auf dieses Format bezieht. Zudem verursacht bei Bildern im JP(E)G - Format jedes Abspeichern aus einem Bildbearbeitung - Programm heraus Verluste an Bild - Informationen und geht bei der Umwandlung vom Bitmap - ins GIF - Format ein Großteil der Helligkeitsinformationen der Bild - Pixel verloren.
Hier sei zu "Paint" nochmals darauf hingewiesen, dass als dessen Maßeinheit "Pixel" eingestellt sein muss und das Umschalten vom voreingestellten "Stift" - Werkzeug auf "Auswahl" sofort nach neuem Öffnen eines "Paint" - Fensters vor versehentlichem Überschreiben von Spektrum - Informationen bewahrt. Auch sollte immer das von einer Digital - Kamera gelieferte Original - Spektrum - Bild in ein Spektrogramm umgewandelt werden, um alle Bild - Informationen auszunutzen. In einem mittels der "Paint" - Funktion "Strecken/Zerren..." zur besseren Ansicht zusammengestauchten Spektrum könnten wichtige Spektrum - Informationen verloren gegangen sein.
In der von einem Hex - Editor gelieferte Code - Datei eines Bildes im Bitmap - Format beginnt die Codierung der Bild - Pixel immer am linken und unteren Bild - Rand und setzt sich entlang waagerechter Zeilen zum rechten und oberen Bild - Rand hin fort.
Isolierung eines 1 Pixel breiten Spektrum - Ausschnitts
Am einfachsten ist die Umwandlung eines Spektrum - Photos in ein Spektrum - Diagramm (Spektrogramm) anhand einer 1 Pixel breiten Bild - Pixel - Reihe, die entlang der Wellenlängen - Änderung im Photo, also quer zur Ausrichtung von Spektrallinien im Photo verläuft. Bei einem mehrere Pixel - Reihen breiten Photo - Ausschnitt müssten die Pixel - Daten - Codes der einzelnen Pixel - Reihen etwas mühsam auseinandersortiert werden. Soll ein mehr als ein Pixel breiter Spektrum - Ausschnitt in ein Spektrogramm eingehen, ist es einfacher, die Pixel - Codes für parallel verlaufende 1 Pixel breite Spektrum - Ausschnitte separat zu gewinnen, die dezimalen Farbwerte jeder Pixel - Reihe für sich auszurechnen, siehe unten, und die Farbwerte der Pixel der Reihen spaltenweise bei waagerecht ausgerichteten Spektren (Spektrallinien senkrecht) oder zeilenweise bei senkrecht ausgerichteten Spektren (Spektrallinien waagerecht) zu addieren. Aus der dadurch erhaltenen Liste der summierten Farbwerte der ausgewerteten Bild - Pixel - Reihen kann dann ein Spektrogramm erstellt werden, das auf allen ausgewählten Bild - Pixel - Reihen basiert, die auch durch nicht ausgewertete Pixel - Reihen voneinander getrennt sein können. Die Einbeziehung mehrerer Pixel - Reihen verringert die Gefahr, dass durch unterschiedliche Empfindlichkeiten elektronischer Licht - Sensoren bewirkte Muster in einem Spektrogramm fälschlich als von einer Analysenprobe verursacht interpretiert werden, da sich eventuelle Empfindlichkeitsunterschiede mehrerer Sensoren, die bei derselben Wellenlänge Licht registrieren, bei der Summierung der Sensor - Signale ausmitteln.
Da es dem Verfasser nicht gelang, mit dem "Auswahl" - Rahmen von "Paint" eine einzelne Pixel - Reihe aus einem Spektrum - Photo auszuschneiden, verfährt er zur Isolierung einer solchen Reihe wie im Folgenden anhand des unten abgebildeten Beispiel - Spektrums mit den gelborangen Spektrallinien des Quecksilbers gezeigt. Bei diesem Beispiel ist das Spektrum waagerecht ausgerichtet. Das Vorgehen bei senkrecht ausgerichteten Spektren muss analog zum unten erläuterten Prinzip angepasst werden.
Zunächst wird aus dem Ausgangsphoto mit dem "Auswahl" - Rahmen ein Ausschnitt erzeugt, dessen Obergrenze innerhalb des Spektrum - Photos dort liegt, wo sie interessierende Muster schneidet. Dabei können Kompromisse erforderlich sein. Zum Beispiel werden Licht - schwache Spektrallinien sinnvoller an ihrer hellsten Partie erfasst, während sehr helle Linien, die ihre Umgebung überstrahlen, manchmal zum Spektrum - Rand hin schmaler und damit besser von eng benachbarten Linien unterscheidbar werden. Die Höhe des Ausschnitts ist beliebig, einige Pixel genügen. Die seitliche Erstreckung des Rahmens richtet sich nach dem Abschnitt des Spektrums, der umgesetzt werden soll. Der so mit Rahmen markierte Ausschnitt wird in die Zwischenablage kopiert und in einem neuen "Paint" - Fenster eingefügt [24]. Dann wird im Menue "Bild" → "Attribute" die Höhe des ausgeschnittenen Bildes auf 1 Pixel gesetzt. Bestätigung mit "OK" bewirkt Zurückschneiden des Bildes auf die oberste Pixel - Zeile. Dieser Bearbeitungsschritt wird am Besten bei bis zur Pixel - Erkennbarkeit vergrößerter Ansicht und eingeschaltetem Pixel - Raster - Netz durchgeführt um sicherzustellen, dass wirklich nur 1 Pixel - Zeile übrig geblieben ist. Ein 1 Pixel breiter Ausschnitt aus obigem Spektrum - Photo sieht in 5-facher Vergrößerung wie folgt aus:
Hier sei wiederum empfohlen, durch Veränderung des originalen Ausgangsspektrum - Photos erhaltene Bilder unter neuen Namen zu speichern, um ein Überschreiben des ursprünglichen Photos zu verhindern. Sicherheitshalber sollte ein digitales Spektrum - Photo auch in der Aufnahmekamera gespeichert bleiben, bis es nicht mehr benötigt wird.
Alternativ ist auch folgendes Vorgehen zur Isolierung eines 1 Pixel breiten Ausschnitts aus einem Photo möglich: Soll zum Beispiel die Zeile Nummer 1640 isoliert werden, wird am in "Paint", das auf die Maßeinheit Pixel eingestellt ist, geöffneten Photo zunächst mittels "Bild" → "Attribute" → "Höhe" auf 1641 Pixel setzen Alles unterhalb der Zeile Nummer 1640 gelöscht. Die Eingabe 1641 ist erforderlich, da die Zeilenzählung mit 0 beginnt. Dann wird mittels "Bild" → "Drehen/Spiegeln..." →"Vertikal spiegeln" das Rest - Photo um seine waagerechte Mittelachse, falls das Spektrum waagerecht ausgerichtet ist, geklappt,so dass anschließend die bisherige Pixel - Zeile Nummer 1640 nunmehr zuoberst liegt und zur Pixel - Zeile Nummer 0 geworden ist. Jetzt kann mittels "Bild" → "Attribute" → "Höhe" auf 1 Pixel setzen Alles unterhalb der Zeile Nummer 0 gelöscht werden. Übrig geblieben ist jetzt nur noch die ehemalige Zeile Nummer 1640.
Auslesen der Farbwerte des 1 Pixel breiten Spektrum - Ausschnitts
Nach Aufrufen des oben genannten "Hex-Editor" kann mittels Menue "Datei" und Option "Öffnen..." auf die Bitmap - Datei des 1 Pixel breiten Spektrum - Ausschnitts zugegriffen werden. Die vom Editor angezeigte Anordnung der Datei - Codes in einem linken, einem mittleren und einem rechten Daten - Block entspricht der bereits oben im Zusammenhang mit den Hex - Viewern besprochenen. Für die unten angegebenen Möglichkeiten der Umsetzung des Codes in ein Spektrogramm wird nur der mittlere Zeichen - Block verwendet. Zur weiteren Bearbeitung der Daten wird der vom Hex - Editor angezeigte Code mit der Befehlsfolge "Bearbeiten" → "Markieren" → "Hexadezimal Gesamte Datei" markiert und mittels "Bearbeiten" → "Kopieren" in die Zwischenablage kopiert. Der daraus in einen Text - Editor eingefügte Code erscheint etwa in folgender Form:
Es zeigt sich, dass der Text - Editor den rechten Block mit der Datei - Struktur - Übersicht und den linken Block mit den Adressen der Code - Zeilen im Editor - Fenster unterschlägt, die ohnehin für das weitere Vorgehen entbehrlich sind. Die verbleibende Code - Tabelle eines Bitmap - Bildes beginnt allgemein mit einem Abschnitt, dem Header, der Informationen über die Bild - Ausmaße enthält, aber noch keine Bild - Pixel - Codes. Der Header umfasst bei der im Jahr 2009 aktuellen Version des Bitmap - Formats 108 Zeichen (= 54 2-stellige Hexadezimal - Zahlen), oben kursiv gesetzt [21]. Der Spektrum - Pixel - Code, oben fett gesetzt, beginnt also mit dem 109. Zeichen und endet vor dem Beginn des Codes für den Abspann, hier bestehend aus den oben kursiv gesetzten Zeichen 0000. Die Zeichen - Formatierungen in obiger Darstellung sind vom Verfasser, der Hex - Editor gibt alle Zeichen gleich wieder. Neben dem oben genannten Bitmap - Header kann auch noch ein 14 Zeichen langer File - Header und ein Color Palette - Code den eigentlichen Bild - Pixel - Informationen vorgeschaltet sein [21]. Da die Codes von Header, Farbpalette und Abspann bei Mitverarbeitung für ein Spektrogramm in Diesem Muster erzeugen könnten, die fälschlich als von einer Analysenprobe erzeugt interpretiert werden könnten, müssen diese Code - Zeichen gelöscht werden. Zur sicheren Feststellung des Beginns der Farbwert - Codes sollten mit einer der oben genannten Möglichkeiten zum Auslesen von Farbwert - Informationen eines Bild - Pixels (Programm "Farblupe" oder Funktion "Pipette" in einem Bild - Bearbeitung - Programm) die Farbwerte der ersten 2 oder mehr Bild - Pixel am linken Anfang einer waagerechten Spektrum - Pixel - Reihe oder am unteren Anfang einer senkrechten Spektrum - Pixel - Reihe ausgelesen werden. Anhand der so ermittelten Farbwerte der ersten Pixel kann der Beginn des Farbwert - Codes in der vom Hex - Editor gelieferten Ziffernfolge erkannt werden. Hierbei muss das von einem Hex - Editor verwendete Zahlenformat mit dem bei der Einzelpixel - Auslesung angezeigten übereinstimmen (Entweder dezimales oder hexadezimales Zahlensystem). Zeigt ein zum Auslesen der genannten ersten Pixel verwendetes Programm nur dezimale Farbwerte an, übersetzt der hier verwendete "Hex-Editor" einen von ihm angezeigten, mit seinem Cursor markierten, 2-zifferigen, hexadezimal codierten Farbwert mit seiner "Quickinfo" - Anzeige in das Dezimalsystem. Diese Anzeige ist, falls nicht schon aktiviert, über das Menue "Optionen" → "Einstellungen" einschaltbar. Zu beachten ist auch, dass der "Hex-Editor" die Farbwerte der Bild - Pixel in der Reihenfolge Blau - Grün - Rot (BGR - Wert) anzeigt, ein zum Auslesen der Codes einzelner Pixel verwendetes Programm aber in der Regel die Werte in der Reihenfolge Rot - Grün - Blau (RGB - Wert) darstellt. Die RGB - Farbwerte der Pixel sollten daher in Umkehrung der Farbreihenfolge notiert und erst dann zum Aufsuchen des Beginns der Bild - Pixel - Codes in der vom Editor gelieferten Zeichen - Folge verwendet werden. Mit dem Auftauchen der gesuchten Farbwerte im Zahlenfeld des Editors ist, wie oben erwähnt, erst ab dem 108. Einzelzeichen beziehungsweise ab der 54. Hexadezimalzahl zu rechnen. In einem Text - Editor - Fenster kann der Beginn des zur Spektrogramm - Erstellung verwendbaren Pixel - Codes mit der "Suchen" - Funktion schnell gefunden werden. Hierbei müssen, wie oben schon erwähnt, die gesuchten hexadezimalen Farbwerte in der Reihenfolge Blau - Grün - Rot in das "Suchen" - Eingabefeld eingetippt werden.
Da auch der Abspann hinter dem Farbwert - Code in der Zeichen - Folge eines Hex - Editors vor der Spektrogramm - Erstellung gelöscht werden muss, können zum Auffinden des Endes des Farbwert - Codes die Farbwerte der letzten Bild - Pixel am rechten Ende eines waagerechten oder am oberen Ende eines senkrechten Spektrums analog dem oben beschrieben Vorgehen ausgelesen und mit den Zeichen am Ende des Editor - Zahlenfeldes verglichen werden.
Ist der Abschnitt mit den Spektrum - Codes sicher eingegrenzt und sind Header und von Abspann gelöscht, bleibt der isolierte Code der Farbwerte des 1 Pixel breiten Spektrum - Ausschnitts übrig wie nachfolgend für das hier vorgestellte Beispiel - Spektrum wiedergegeben:
Um für jedes Bild - Pixel dessen 3 Farbwerte mittels Tabellenkalkulation zu einem Summenwert als Maß für die Licht - Intensität addieren zu können, müssen die Werte in 3 nach den Farbkanälen Rot, Grün und Blau getrennte Werte - Listen auseinandersortiert und in Dezimalzahlen umgewandelt werden, was auf den im Folgenden beschriebenen Wegen möglich ist:
Übertragung der Farbwerte - Daten in eine Kalkulationstabelle
Soll ein Spektrum - Diagramm mit der Diagramm - Erstellung - Funktion einer Tabellenkalkulation - Software erzeugt werden, müssen die von einem Hex - Editor ausgelesenen Farbwerte - Daten in Kalkulationstabellen übertragen werden. Je nach verfügbarer Software ist Dies zum Beispiel mit den nachfolgend beschriebenen Arbeitsschritten möglich.
Aufbereitung der Farbwerte - Daten: Variante 1
Sind weder ein Text - Bearbeitung - Programm mit der Funktion "Spaltenmarkierung" noch ein Tabellenkalkulationsprogramm mit der Fähigkeit zur Umwandlung hexadezimaler Zahlen in dezimale verfügbar, kann nach der nachfolgend beschriebenen, allerdings sehr arbeitsintensiven und Zeit - aufwändigen Prozedur verfahren werden.
Zunächst wird die im Text - Editor wie oben dargestellt angezeigte, von Headern und Abspann befreite waagerechte Folge hexadezimaler Farbwerte des Spektrum - Bildes zu einer senkrecht ausgerichteten Liste umgestellt, in der jede Zeile eine 2-zifferige hexadezimale Farbwert - Zahl enthält. Dazu wird der Cursor des Text - Editors vor das erste Zeichen oben links am Anfang des Zahlenfeldes gestellt. Dann wird 2 mal die "Rechtspfeil" - Taste gedrückt, das Zeichen + eingetippt, zum Grund siehe unten, mit "Enter" eine neue Zeile begonnen und dieses Spiel wiederholt bis zur letzten Zahl.
Schon vor Beginn der Umstellung sollte die Ausgangsdatei mit den noch zeilenweise aufgereihten Zahlen unter neuem Namen gespeichert werden. Bei Tippfehlern kann dann anhand der Ziffern - Folge vor oder nach der Störungsstelle in der Ausgangsdatei mit der "Suchen" - Funktion nach der richtigen Ziffern - Folge gesucht werden. Zur Kontrolle der Ergebnis - Liste kann sie vom Anfang bis zum Ende durchgescrollt werden. Sind die Zeichen der Werte - Liste in einer Schrift formatiert, bei der alle Zeichen gleich breit sind, zum Beispiel "Courier New" sind beim Scrollen durch die Liste Zeilen mit mehr als den 2 Zahlenziffern und dem Sonderzeichen leicht erkennbar. Nach erfolgreicher Umstellung müssen alle Zeilen der Liste mit Absatz - Ende abgeschlossen sein, was bei Programmen wie "Word" durch eine Absatz - Ende - Marke angezeigt werden kann. Anderenfalls werden die nicht durch Absatz - Ende getrennten Zeilen in Kalkulationstabellen nebeneinander statt wie erforderlich in getrennten Zellen untereinander dargestellt. Auch dürfen keine Daten - freien Zeilen zwischen den Zahlen - Zeilen entstanden sein.
Für das oben abgebildete 1 Pixel breite Beispiel - Spektrum sieht das Ergebnis für die ersten Bild - Pixel wie folgt aus:
51+
59+
38+
54+
...
...
...Zur Umwandlung der Hexadezimal - in Dezimal - Zahlen kann die "Bearbeiten" → "Ersetzen..." - Funktion eines Text - Editors genutzt werden. Die zu einer Hexadezimal - Zahl zugehörige Dezimal - Zahl kann einer Tabelle entnommen werden. Solche Tabellen mit nebeneinander aufgelisteten Zahlen beider Systeme sind in Computer - Büchern oder Internet - Veröffentlichungen zu finden. Auch manche Taschenrechner oder der "Microsoft Windows" - Betriebssystemen eigene "Rechner" ermöglichen die Umrechnung [13]. Die Ersetzung aller Hexadezimal - durch Dezimal - Zahlen erfordert 256-maliges Eintippen eines Umrechnungsbefehls in die Eingabe - Felder eines Text - Editors entsprechend den 256 Helligkeitsstufen eines Digital - Kamera - Bildes. Der Zeit - Aufwand für diese Arbeit ist für Spektren - Dateien aller Größen gleich lang. Sollen mehrere Hexadezimal - Zahlen - Listen aus verschiedenen Spektren - Photos umgewandelt werden, können zur Reduzierung des Zeit - Aufwandes die Listen untereinander, getrennt durch Überschriften, in ein gemeinsames Text - Editor - Fenster kopiert und nach der Umwandlung durch selektives Markieren und Kopieren in die Zwischenablage wieder in separate Text - Dokumente getrennt werden.
Für diese Art der Umwandlung wird jede Hexadezimal - Zahl der senkrecht ausgerichteten Liste mit einem vor- oder nachgestellten Sonderzeichen versehen, hier einem nachgestellten +. Ohne diese Manipulation kann es passieren, dass bei der Umwandlung einer aus 2 Ziffern bestehenden Hexadezimal - Zahl auch eine bereits umgewandelte Dezimal - Zahl, die ebenfalls diese 2 Ziffern enthält, nochmals zu einem falschen Wert hin verändert wird.
Besagtes Sonderzeichen muss immer in das "Suchen" - Eingabefeld mit eingetippt werden. Das Zeichen hilft auch bei der Prüfung der Zahlen - Liste auf bei der Umwandlung übersehene Hexadezimal - Zahlen.
Unter den Optionen für das Ersetzen bewirkt "Alle ersetzen" die Umwandlung aller der eingetippten Zahl entsprechenden Hexadezimal - Zahlen in einem Vorgang. Auch hier ist Speichern der Ausgangsdatei unter anderem Namen zu empfehlen, um deren versehentliches Überschreiben zu verhindern und sie als Referenz - Datei bei der Korrektur von Tippfehlern zu erhalten. Von der resultierenden Liste der Dezimal - Zahlen für das hier ausgewertete Test - Spektrum sind die ersten im Text - Editor angezeigten Werte wie folgt:
81
89
56
84
..
..
..Das Ersetzen der hexadezimalen Zahlen durch dezimale kann durch systematisches Abarbeiten einer vorliegenden Umwandlungstabelle erfolgen oder aber auch durch systematisches Durchkämmen der Pixel - Code - Liste und Umwandlung nur der Zeichen, die in der Spektrum - Datei auch wirklich vorkommen.
Nach Umwandlung von Zahlen - Listen ins Dezimalsystem kann der Text - Editor sie mittels des Suchzeichens + nach eventuell übersehenen Hexadezimal - Zahlen durchsuchen. Ist auch nur ein einziges Sonderzeichen oder ein Buchstabe einer Hexadezimalzahl stehen geblieben, interpretiert zum Beispiel das Tabellenkalkulationsprogramm des Programmpakets "Works" die gesamte einkopierte Zahlenliste als Text, erkennbar an der nach Einfügen aus der Zwischenablage linksbündigen Ausrichtung der Zahlen - Liste in der Tabellenspalte, und weigert sich, mit den Zahlen zu rechnen.
In der nun vorliegenden Liste dezimaler Farbwert - Zahlen sollte in der obersten Zeile der Blau - Wert des ersten Bild - Pixels am linken (Bei waagerechter Ausrichtung) oder unteren (Bei senkrechter Ausrichtung) Ende der aus dem Spektrum - Photo ausgeschnittenen Pixel - Reihe stehen. In der 2. Listenzeile muss dann der zugehörige Grün - Wert folgen und in der 3. Zeile der Rot - Wert dieses ersten Bild - Pixels, was wie oben beschrieben überprüft werden kann. Stimmen die aus den Anfangspixeln ausgelesenen Farbwerte mit den obersten Zahlen der Werte - Liste überein, wobei wieder die Reihenfolge der Farbkanäle, Blau - Grün - Rot oder Rot - Grün - Blau, in der Farbwert - Anzeige berücksichtigt werden muss, kann die gesamte Farbwerte - Liste markiert, in die Zwischenablage kopiert und 3 mal in die Spalte einer Kalkulationstabelle eingefügt werden wie weiter unten beschrieben.
Erscheinen die in eine Kalkulationstabelle einkopierten Zahlen linksbündig ausgerichtet, also als Text formatiert, ist bei der Hexadezimal zu Dezimal - Umwandlung Etwas schiefgelaufen, siehe oben. Nach Erfahrung des Verfassers bleibt zum Beispiel in der Tabellenkalkulation von "Works" diese Fehlinterpretation der Zahlen als Text - Zeichen auch nach manueller Berichtigungen in der Tabelle bestehen der Versuch einer anschließenden Formatierung der betreffenden Tabellenspalte als "Zahlen" erfolglos. Auch sollten im genannten Programm keine recycelten Spalten, also solche mit nur gelöschtem Inhalt, aber möglicherweise noch erhaltenen Formatierungen, als Aufnahme - Ort für die einzukopierenden Zahlen - Listen dienen sondern nur vom Programm vollständig neu erzeugte Spalten.
Das Auseinandersortieren der Farbwerte nach den 3 Farbkanälen in 3 nebeneinander stehende Spalten einer Kalkulationstabelle, deren Jede einen Farbkanal repräsentiert, ist möglich wie unter "Variante 2" unten beschrieben, wenn ein Tabellenkalkulationsprogramm mit "Sortieren" - Funktion verfügbar ist [27] oder auf folgendem, allerdings sehr umständlichem Weg:
Aus der Zwischenablage wird die Farbwerte - Liste 3 mal in benachbarte Spalten einer Kalkulationstabelle eingefügt, allerdings so, dass die Listen gegeneinander um eine Spaltenzelle höhenversetzt vorliegen.
Soll die linke der 3 Spalten für die B(lau) - Werte reserviert werden, die mittlere für die G(rün) - Werte und die rechte für die R(ot) - Werte, muss die mittlere G - Liste um eine Zelle gegenüber der B - Liste nach oben versetzt stehen und die rechte R - Liste wiederum um eine Zelle nach oben versetzt gegenüber der G - Liste. Bei den genannten Vorgaben sollte die Einfüge - Zelle für die B - Liste aus unten erläuterten Gründen in Tabellenzeile 13 markiert werden, zum Beispiel E13. In diesem Fall muss die Einfüge - Zelle für die G - Liste in Tabellenzeile 12 liegen, zum Beispiel auf F12, und die für die R - Liste in Tabellenzeile 11, zum Beispiel auf G11. Jetzt sollten alle 3 Listen eine Spaltenüberschrift bezüglich der zugehörigen Farbkanäle erhalten, die linke Liste zum Beispiel "Blau" die mittlere "Grün", und die rechte "Rot". Die Tabellenzeile mit diesen Überschriften muss oberhalb der oberste Zelle der am weitesten oben stehenden Werte - Liste, hier der R - Liste, stehen. Auch hierbei können wieder die Farbwerte - Listen der Ausschnitte mehrerer Spektren - Photos in einer gemeinsamen Kalkulationstabelle bearbeitet werden, was erheblich Zeit sparen kann. Die Farbwerte - Listen der verschiedenen Datensätze sollten dabei durch Leerspalten voneinander getrennt und mit Über- oder Unterschriften zur Kennzeichnung der einzelnen Spektren versehen sein. Alle Werte - Listen eines bestimmten Farbkanals der verschiedenen Datensätze müssen in derselben Tabellenzeile beginnen und die 3 Farbkanal - Wertelisten eines jeden Datensatzes gegeneinander höhenversetzt liegen wie oben beschrieben. Auch Sicherheitskopien sollten hierbei öfter einmal angefertigt werden.
Nun wird im obigen Beispiel die Tabellen - Zelle A13 angeklickt und darin eine 1 eingetippt als Kennnummer der Tabellenzeile mit den 3 Farbwerten für das 1. Bild - Pixel, 3 mal die Cursor - "Pfeil nach unten" - Taste gedrückt und die Kennnummer 2 eingetippt, erneut 3 mal besagte Taste gedrückt und die Kennnummer 3 eingetippt und so jede 3. Tabellenzeile mit einer fortlaufend um 1 zunehmenden Kennnummer versehen bis zur untersten Werte - Zelle der R(ot) - Werte - Liste, bei mehreren Datensätzen bis zur untersten Zelle der längsten R - Liste. Danach werden zum Beispiel in "Works" alle Tabellenzeilen ohne Kennnummer gelöscht, beginnend mit den ersten beiden Zeilen oberhalb der Kennnummer 1 durch Markieren der von der Kalkulationstabelle vergebenen Tabellenzeilen - Nummern links neben Tabellenspalte A (Nicht der manuell vergebenen Kennnummern der Farbwerte - Liste - Zeilen!) zweier aufeinanderfolgender Kennnummer - freier Tabellenzeilen und mittels Menue "Einfügen" → "Zeile löschen". Mit der "Entf" - Taste würden nur die Tabellenzeilen - Inhalte gelöscht werden, nicht jedoch die Zeilen selbst. Auch die beiden letzten Tabellenzeilen mit den beiden letzten B(lau) - Werten und dem letzten G(rün) - Wert, die ohne Kennnummer geblieben sind, werden gelöscht. Jetzt erklärt sich auch die oben empfohlene Wahl der Tabellenzeile 13 als Ort der horizontal angeordneten Farbwerte des 1. Bild - Pixels: Nach Löschung aller Zeilen ohne Kennnummern muss Kennnummer 1 in Tabellenzeile 11 stehen, Kennnummer 2 in Tabellenzeile 12, Kennnummer 3 in Tabellenzeile 13 und so weiter. Bei der empfohlenen Platzierung der Ausgangswertelisten müssen also nach korrekter Löschung Kennnummer - freier Zeilen die Endziffern der Tabellenzeilen - Nummern mit den Kennnummern übereinstimmen, eine Kontrollfunktion für richtiges Vorgehen. Das Speichern des Bearbeitungsstandes nach Löschung von jeweils 10 bis 20 Tabellenzeilen und Prüfen auf deren richtige Entfernung wird dringend empfohlen. Wurde einmal versehentlich eine Zeile mit Kennnummer gelöscht, kann die zuletzt gespeicherte Version der Tabelle geladen werden und es müssen dann höchstens die letzten 10 bis 20 Löschvorgänge wiederholt werden.
Nach dieser Aktion sind die Farbwerte nach Farbkanälen getrennt und können in dieser Form zur Erstellung eines Spektrogramms genutzt werden.
Aufbereitung der Farbwerte - Daten: Variante 2
Fehlt zwar ein Text - Editor mit der Funktion "Spaltenmarkierung", ist aber ein Tabellenkalkulationsprogramm mit Hexadezimal zu Dezimal - Umwandlungsfunktion und mit "Sortieren" - Funktion vorhanden [27], kann so verfahren werden:
Aus dem von einem Hex - Editor gelieferten, wiederum von Headern und Abspann befreiten und in einem Text - Editor geöffneten hexadezimalen Farbwerte - Satz, siehe obiges Beispiel, wird wie bei der "Variante 1" oben beschrieben eine senkrechte Liste mit einer 2-zifferigen Hexadezimalzahl pro Zeile erzeugt, diesmal aber ohne Zusatz eines Sonderzeichens. Im Unterschied zur "Variante 1" wird zudem die Umwandlung der hexadezimalen Zahlen in dezimale einem Tabellenkalkulationsprogramm überlassen, wie weiter unten ausgeführt. Die fertige Hexadezimalzahlen - Liste wird markiert und über die Zwischenablage in eine Kalkulationstabelle eingefügt.
Es liegt nahe, analog der unter "Variante 3" beschriebenen Prozedur die 2 Ziffern breite Liste durch über Einstellung der Seitenränder des Text - Dokuments erzwungenen Zeilenumbruch nach jedem zweiten Einzelzeichen, also nach jeder 2-zifferigen Zahl, viel schneller zu erzeugen. Nach Erfahrung des Verfassers fehlt aber in einer so erstellten Liste oft die Absatz - Marke hinter einer Zahl, was beim Einfügen der Daten in eine Kalkulationstabelle eine waagerechte statt einer notwendigen senkrechten Ausrichtung der Zahlen - Folge bewirkt.
Nun können die Hexadezimalzahlen der Liste mittels Tabellenkalkulation in Dezimalzahlen umgerechnet werden. Zum Vorgehen hierbei wird auf die "Hilfe" - Bibliothek des verwendeten Programms verwiesen. Im Abschnitt zur "Variante 3", siehe unten, werden die Anweisungen für die Umrechnung am Beispiel des Programms "PlanMaker" näher erläutert.
Liegen nach der Umrechnung in Dezimalzahlen die Farbwerte in einer neuen Spalte in der Kalkulationstabelle, der Ergebnisspalte, aufgelistet vor, müssen sie noch nach den 3 Farbkanälen auseinandersortiert werden, mit "PlanMaker" [27] zum Beispiel wie folgt:
In jede der 3 Zellen links oder rechts neben den 3 obersten Zellen mit den Farbwerten für das erste Bild - Pixel wird je ein Kennbuchstabe für den Farbkanal eingetragen, hier B für Blau, G für Grün und R für Rot. Das Ergebnis sieht schematisch wie links dargestellt aus.
Dann werden nur diese 3 mit Kennbuchstaben versehenen Zellen, also ohne die benachbarten Farbwerte - Zellen, markiert und in die Zwischenablage kopiert. Nun wird in der Tabellenspalte links oder rechts neben der Spalte mit den Farbwert - Zahlen ein Zellenbereich markiert, der von der Zelle neben der mit dem ersten Farbwert oben bis zur Zelle neben der mit dem letzten Farbwert unten reicht. Wird sodann im Menue "Bearbeiten" die Option "Einfügen" gewählt, werden die genannten Farbkanal - Kennbuchstaben im markierten Bereich unter ständiger Wiederholung der Farbreihenfolge eingefügt. Danach steht in der gesamten Farbwerte - Liste neben einer Farbwert - Zelle der zugehörige Farbkanal - Kennbuchstabe wie im Schema rechts.
Jetzt kann mit der "Sortieren" - Funktion von "PlanMaker" die gesamte Farbwerte - Liste zeilenweise nach den 3 Farbkanal - Kennbuchstaben auseinandersortiert werden. Hierzu werden alle Zellen der Farbwerte - Spalte und der Kennbuchstaben - Spalte zusammen markiert und im Menue "Tabelle" wird die Option "Sortieren..." gewählt. Im sich öffnenden Anweisungsfenster darf nur die Spalte mit den Kennbuchstaben unter "Sortieren nach:" eingetragen sein. In den beiden anderen Eingabefeldern für Spalten muss "(keine)" stehen, da anderenfalls die Zuordnung zwischen einem Farbwert und dem zu ihm gehörenden Farbkanal zerstört wird. In diesem Fall würde die Tabelle völlig falsche Spektrogramme liefern. Unbedingt notwendig ist auch die Wahl der Option "Zeilenweise sortieren". Nach Abschluss der Sortieroperation liegen die Farbwerte der Spektrum - Bild - Pixel nach Farbkanälen getrennt vor, allerdings noch zusammen in derselben Tabellenspalte wie im Schema links.
Nun können die Werte eines jeden Farbkanals separat kopiert und über die Zwischenablage in die Kalkulationstabelle in neue Spalten in genau gleicher Höhe nebeneinander eingefügt werden.
Aufbereitung der Farbwerte - Daten: Variante 3
Ein relativ schnelles Verfahren zur Spektrogramm - Erstellung erfordert ein Text - Bearbeitung - Programm mit der Funktion "Spaltenmarkierung", hier "Microsoft Word", und ein Tabellenkalkuationsprogramm mit der Fähigkeit zur Umwandlung hexadezimaler Zahlen in dezimale, hier "PlanMaker 2006" [27]. Zunächst wird die von "Word" aus dem Hex - Editor übernommene Farbwerte - Folge, siehe Beispiel oben, in eine Liste umgewandelt, in der in jeder Zeile die 3 Farbwerte je eines Bild - Pixels nebeneinander stehen, und zwar wie folgt:
Das gesamte von einem Hex - Editor übernommene und in "Word" angezeigte Zahlen - Feld wird markiert und in einer proportionalen Schrift, bei der alle Zeichen gleich breit sind, zum Beispiel "Courier New", formatiert. Dann wird durch Vergrößerung des linken und des rechten Seiten - Randes mit der Funktion "Seite einrichten..." und durch Variation der Schrift - Größe ein solcher Umbruch der Code - Zeichen - Zeilen erzwungenn, dass in jeder Zeile genau 6 Einzelzeichen stehen. Bei Einrichtung der Seite als DIN A 4 - Blatt im Hochformat und Formatierung der Code - Zeichen auf die Schrift - Art "Courier New" zum Beispiel ist dies erreichbar durch Einstellung des linken und des rechten Seitenrandes auf jeweils 9 cm und Einstellung des Schriftgrades auf Größe 22.
In der nun vorliegenden 6-spaltigen Zeichen - Tabelle stehen in jeder Zeile drei 2-zifferige Hexadezimalzahlen, also 6 Einzelzeichen. Wie oben bereits erwähnt enthalten die ersten 108 Zeichen Header - Informationen. Erst ab dem 109. Zeichen beginnt die Codierung der Bild - Helligkeit und - Farbe. Der Header muss daher vor der Erstellung eines Spektrogramms entfernt werden durch Löschung der obersten 18 Zeilen in der 6-spaltigen Tabelle.
Der Beginn der nach Entfernung des Headers entstandenen Tabelle sieht nun wie folgt aus:
38545D
......
......Die linke 2-zifferige Hexadezimalzahl einer Zeile codiert den Blau - Wert, die mittlere Zahl den Grün - Wert und die rechte Zahl den Rot - Wert eines Spektrum - Bild - Pixels. Die linke Zahlen - Spalte der Liste enthält also den Code für den blauen Farbkanal, die mittlere Spalte den Code für den grünen Farbkanal und die rechte Spalte den Code für den roten Farbkanal.
Nun werden für jeden Farbkanal die senkrecht aufgelisteten Farbwerte mit der Funktion "Spaltenmarkierung" selektiv markiert. Hierzu wird in "Word" zuerst die "Alt" - Taste gedrückt und gedrückt gehalten, danach der Cursor zum Beispiel links vor die oberste linke 2-stellige Hexadezimal - Zahl (Blau - Wert des ersten Bild - Pixels) der zu markierenden Zahlen - Spalte gestellt und unter Gedrückthalten der linken Maus - Taste hinter die rechte Seite der untersten linken 2-stelligen Zahl (Blau - Wert des letzten Bild - Pixels) der Liste gezogen. Natürlich sind auch andere Zug - Richtungen des Cursors von jeder der 4 Eckstellen einer Zahlen - Spalte zur jeweils diagonal gegenüber gelegenen Eckstelle möglich. Ziehen sich die Farbwerte - Listen über viele "Word" - Seiten hin, wird der markierende Cursor heruntergezogen bis Etwas über die untere Begrenzung der Seite hinaus. Dann laufen die folgenden Seiten von selbst nach oben durch bis zum Ende der Liste. Nach Loslassen der "Alt" - Taste und der linken Maus - Taste sollte vor dem Kopierbefehl dann noch einmal die markierte Zahlen - Spalte bis zum Anfang gescrollt werden zur Kontolle auf die Richtigkeit und Vollständigkeit der Markierung.
Ist die Zahlen - Spalte eines Farbkanals korrekt markiert, wird sie in die Zwischenablage kopiert und in genau gleicher Höhe wie bei den anderen Farbkanälen in eine eigene Spalte einer Kalkulationstabelle von "PlanMaker" [27] eingefügt. Nach Einfügen der Werte eines Farbkanals sollte die betreffende Spalte immer sofort mit einem Hinweis auf die Farbkanal - Art versehen werden. Danach können die hexadezimalen Farbwerte in dezimale umgewandelt werden nach folgendem Schema:
Eine leere Zelle in einer leeren Tabellenspalte, arbeitserleichternd in gleicher Höhe wie die oberste Zelle der umzuwandelnden Farbwerte - Kolonne und in deren Sichtweite, wird durch Hineinstellen des Cursors und Linksklick als Ergebnis - Zelle markiert. Dann wird in das Eingabe - Feld oberhalb der Kalkulationstabelle folgende Anweisung eingetippt:
=HEXINDEZ(Bezug der ersten Farbwert - Liste - Zelle)
Hat zum Beispiel die oberste Zelle der umzuwandelnden Farbwerte - Liste den Bezug (Spalte - Kennbuchstabe und Zeile - Nummer) G1, lautet die Anweisung konkret so:
=HEXINDEZ(G1)
Nach Drücken der "Enter" - Taste erscheint das Umrechnungsergebnis in der Ergebnis - Zelle. Um die Berechnungen für die übrigen Zellen der Farbwerte - Liste durchzuführen wird die Ergebnis - Zelle mit dem bereits eingetragenen Einzelergebnis wie oben angegeben markiert, die linke Maus - Taste gedrückt gehalten und der Cursor in der Ergebniszellenspalte nach unten gezogen, bis genauso viele Zellen markiert sind wie in der umzuwandelnden Farbwerte - Liste. Steht die oberste Ergebnis - Zelle wie oben empfohlen gleichauf mit der obersten Zelle der Farbwerte - Liste, braucht die erforderliche Zahl zu markierender Ergebnis - Zellen nicht abgezählt sondern der Cursor einfach nur bis zu der Tabellenzeile mit dem letzten Eintrag in der Farbwerte - Liste heruntergezogen zu werden. Liegt diese letzte zu markierende Zelle außerhalb des unteren Randes des im Programm - Fenster sichtbaren Tabellenausschnitts, wird der Cursor etwas über diesen Rand hinaus geschoben. Dadurch läuft die Tabelle nach oben durch, wobei die Ergebniszellenspalte schwarz markiert wird. Je weiter der Cursor über den unteren Rand des Tabellenfensters hinausgezogen wird, desto schneller läuft die Tabelle durch. Die ungefähre Lage der sich nach unten fortbewegenden Markierungsfront kann am linken Rand der Tabelle an den Zeilennummern abgelesen werden. Naht die Zeilennummer der untersten Zellen der Farbwerte - Listen, sollte der Cursor bei weiterhin gedrückt gehaltener linker Maus - Taste vorsichtig nach oben geschoben werden, bis sich die Durchlaufgeschwindigkeit der Tabelle so weit verlangsamt, dass der Cursor in diese unterste Zeile der Werte - Liste gestellt werden kann. Solange die linke Maus - Taste gedrückt gehalten wird, kann das Ende der Spaltenmarkierung noch nach oben oder unten verschoben werden. Sind gleich viele Ergebnis - Zellen wie Farbwerte - Zellen markiert, kann die Maus - Taste losgelassen und die Vollständigkeit der Markierung über die Ergebnisspalte hinweg durch Auf- und Abscrollen kontrolliert werden. Die nächsten Schritte sind Aufruf des Menues "Bearbeiten" und Wahl der Optionen "Ausfüllen nach" → "Unten". Es erscheint ein Fenster, in dem unter "Quelle" die Optionen "Inhalte" und "Formate", unter "Aktion" die Option "Fortschreiben" und unter "Reihentyp" die Option "Automatisch" markiert werden. Nach Bestätigung mit "OK" erscheinen die dezimalen Farbwerte. Die Liste der hexadezimal codierten Eingangswerte muss belassen werden, da ihre Löschung alle Dezimal - Werte - Zellen auf den Inhalt Null setzen würde.
Aufbereitung der Farbwerte - Daten: Variante 4
Vielleicht ist eine Trennung der Farbwerte eines digitalen Spektrum - Photos nach Farbkanälen auch möglich mit Bild - Bearbeitung - Software, die eine Extraktion von 3 Teilbildern, jedes Bild davon einen Farbkanal repräsentierend, ermöglicht. Dann könnten von einem 1 Pixel breiten Spektrum - Ausschnitt solche 3 Farbauszug - Teilbilder erstellt, Diese wie oben beschrieben mit einem Hex - Editor ausgelesen und die bereits nach Farben getrennten 3 Werte - Listen in eine Kalkulationstabelle übertragen werden. Das weitere Vorgehen entspräche dann dem oben beschriebenen.
Erzeugung von Spektrum - Diagrammen (Spektrogrammen)
Aus den in gleicher Höhenlage in einer Kalkulationstabelle vorliegenden 3 dezimalen Farbwerte - Listen der Bild - Pixel eines 1 Pixel breiten Ausschnitts aus einem Spektrum - Photo können Spektrogramme mit der Diagramm - Erstellung - Funktion von Tabellenkalkulation - Software erzeugt werden.
Da die Licht - Intensität eines Musters, zum Beispiel einer Spektrallinie, in einem UV - VIS - Spektrum von allgemein gebräuchlichen digitalen Farbkameras mit 3 Sensor - Typen erfasst wird, von denen Jeder für einen Farbkanal besonders empfindlich ist, werden in der Regel die wie oben beschrieben erstellten, den 3 Farbkanälen zugeordneten Farbwerte - Listen in einer Kalkulationstabelle additiv zu einer Liste mit der Gesamtintensität des Spektrum - Musters zusammengefasst. Es kann aber auch sinnvoll sein, für jeden Farbkanal eines Probenspektrums ein eigenes Spektrogramm zu erzeugen, wenn zum Beispiel das Licht einer Spektrallinie fast nur von den Kamera - Sensoren eines bestimmten Farbkanals erfasst wird. Dann dürfte in einem nur für diesen Farbkanal erstellten Spektrogramm besagte Linie deutlicher als Peak hervortreten als in einem aus der Summe aller 3 Farbwerte erstellten Spektrogramm, weil in diesem Fall bei Addition der 3 Farbwerte pro Bild - Pixel der Spektrogramm - Untergrund, also die registrierte Licht - Intensität außerhalb von für Probeninhaltsstoffe charakteristischen Mustern, relativ zur Peak - Höhe besagter Linie zunimmt und der Peak sich dadurch im Summenspektrogramm weniger deutlich vom Untergrund abhebt.
Sollen für Vergleichszwecke oder für eine Wellenlängenkalibrierung mehrere Spektrogramme, basierend auf unter exakt gleichen geometrischoptischen Bedingungen aufgenommenen Spektren - Photos, in einem neu zu erstellenden Diagramm vereint dargestellt werden, müssen die Daten aller dieser Spektren in den Spalten einer Kalkulationstabelle in gleicher Höhe stehen. Das heißt, dass zum Beispiel die Farbwerte des jeweils 1. Pixels in allen aus den verwendeten Spektren gewonnenen Farbwerte - Datensätzen in derselben Zeile einer Kalkulationstabelle eingetragen sein müssen. Um den Überblick zu behalten, sollten alle Spalten in der Kalkulationstabelle eine informative Über- oder Unterschrift tragen.
Werden Farbwerte - Listen so in eine Kalkulationstabelle einkopiert, dass die obersten Einträge der Listen, also die Farbwerte für das erste Bild - Pixel am linken Ende eines waagerechten oder am unteren Ende eines senkrechten Spektrum - Photo - Ausschnitts, in Zeile 1 der Kalkulationstabelle stehen, ist eine Tabellenzeilennummer zugleich die Nummer einer Pixel - Spalte bei einem waagerecht liegenden Spektrum oder die Nummer einer Pixel - Zeile bei einem senkrecht stehenden Spektrum. Dann ist das Auffinden der Farbwerte zu einem Spektrum - Muster, wenn zu Diesem ein Detail - Spektrogramm erstellt werden soll, in der Liste der Farbwerte - Summen besonders einfach. Anmerkungen zu den einzelnen Farbwerte - Listen können dann wegen fehlendem Platz oberhalb auch unterhalb von Diesen in den betreffenden Tabellenspalten eingetragen werden. Ist diese Gleichsetzung von Tabellenzeilen - Nummer und Bild - Pixel - Nummer nicht möglich, kann natürlich auch parallel zu den Farbwerte - Listen eine Spalte mit einer fortlaufenden Nummerierung der Farbwerte - Zeilen angelegt werden.
Beim Einfügen der Farbwerte - Listen zu einem Spektrum - Photo in eine Kalkulationstabelle muss darauf geachtet werden, dass alle 3 Listen in genau gleicher Höhenlage und mit genau gleicher Länge nebeneinander stehen, da anderenfalls die Berechnung der RGB - Summenwerte falsch wird. Der Übersichtlichkeit halber sollten einige leere Tabellenspalten zwischen benachbarten Listen stehen. Nach dem Transfer der Listen in die Kalkulationstabelle kann anhand der Farbwerte des ersten und des letzten Pixels geprüft werden, ob die Listen vollständig übertragen wurden.
Der Verfasser der vorliegenden Site hat die Erfahrung gemacht, dass beim Nebeneinanderkopieren von Daten - Reihen, die aus Berechnungen in einer Kalkulationstabelle gewonnen wurden, in eben dieser Tabelle zwecks gemeinsamer Markierung zur Spektrogramm - Erstellung Daten verschwinden oder in unbrauchbare Daten - Reihen umgewandelt werden können. Um solche Ärgernisse zu vermeiden stellt er die Ergebnis - Werte - Listen aus Berechnungen in einer Kalkulationstabelle nicht durch Kopieren nebeneinander sondern durch Wahl nebeneinander liegender Tabellenspalten als Aufnahme - Orte für berechnete Werte.
Bei überlappenden Diagramm - Typen werden Graphen mehrerer Spektren mit einer gemeinsamen, für alle Diese geltenden Licht - Intensität - Skala in ein Diagramm gezeichnet. Das kann zu verwirrenden Überlagerungen der Graphen führen. Die Addition einer konstanten Zahl zu den Farbwerte - Summen eines Spektrums bewirkt eine Verschiebung des Graphen dieses Spektrums von dem oder den anderen Graphen im selben Spektrogramm weg. Für den so manipulierten Graphen muss dann allerdings eine zweite Skala der Licht - Intensität in das Spektrogramm gezeichnet wrden. Auch hierbei gilt die Empfehlung, zur Erstellung von Mehrgraphen - Spektrogrammen nicht die berechnete neue Daten - Reihe neben bereits vorhandene Daten - Reihen zu kopieren, sondern bereits bei Eingabe der Berechnungsformel eine Tabellenspalte zur Aufnahme der Rechenergebnisse zu wählen, die den anderen zur Spektrogramm - Erzeugung verwendeten Daten - Listen benachbart liegt.
Andere als die unten genannten Programme, auch Freeware, zur Erstellung von Diagrammen aus Werte - Listen sind in einem anderen Kapitel angegeben [3].
Gibt eine Digitalkamera ein aufgenommenes Spektrum im Format JP(E)G wieder, erreichen die Farbwerte in jedem der 3 Farbkanäle maximal den Wert 255. Dieser Wert kann in einer Farbwerte - Liste also auch für solche Bild - Pixel stehen, in denen das auf den Bild - Sensor der Kamera auftreffende Licht eines Spektrums höhere Intensitäten als 255 erreicht. In diesem Fall gibt die Kamera den falschen Wert 255 auch für einen Bild - Punkt aus, dessen wahrer Helligkeitswert darüber liegt.
Wird die Marke 255 im Bild - Punkt eines Spektrums in allen 3 Farbkanälen überschritten, erscheint dieser Punkt im Spektrum - Photo mit weißer Tönung. Tritt diese Maximalwert - Überschreitung in einem einzelnen Farbkanal im gesamten Bereich eines Peaks im Spektrum zu diesem Farbkanal auf, erscheint der Peak als bei der Skala - Marke 255 abgeschnitten, also seines Gipfels beraubt. Wird der Wert 255 in allen 3 Farbkanälen überschritten, ist auch im aus den Summen der Werte der 3 Farbkanäle gebildeten Spektrogramm der Peak - Gipfel abgeschnitten und zwar beim maximalen aus den 3 Farbkanälen gebildeten Summenwert 765. Für quantitative chemische Analysen muss jedoch eine Peak - Form in ihrer Gesamtheit bekannt sein. Ein abgeschnittener Peak ist also erkennbar ohne Aussagekraft für quantitative Analysen.
Nun kann es vorkommen, dass der Gipfel - Bereich eines Spektrum - Peaks zwar in einem Farbkanal oder in zwei Farbkanälen den Helligkeitswert 255 überschreitet, in den/dem übrigen Kanälen/Kanal aber darunter bleibt. Dann erscheint dieser Peak im Farbwerte - Summe - Spektrogramm zwar mit vollständigem Gipfel, da die Werte - Summe unterhalb der Obergrenze von 765 bleibt. Der vom Gipfel - Punkt des Peaks markierte Helligkeitswert ist aber dennoch falsch, da die Information fehlt, wie weit der Helligkeitswert bezogen auf einen einzelnen Farbkanal die Marke 255 überschreitet. Diese Zahlen gelten für das Bild - Format JP(E)G.
Bei der Auswertung eines mit einer digitalen Farbkamera aufgenommenen Spektrum - Photos muss also zunächst einmal für jeden der 3 Farbkanäle Rot, Grün und Blau oder Cyan, Magenta und Yellow, ein separates Spektrogramm erstellt werden. Nur wenn der Gipfel - Punkt eines Peaks in jedem der 3 Spektrogramme unter der maximal angebbaren Helligkeitsmarke des Bild - Formats des Photos bleibt, kann die Farbwerte - Summe des Gipfel - Punkts dieses Peaks in Berechnungen zur quantitativen chemischen Analyse einer Probe einbezogen werden. Daher sollte das Spektrum einer Analysenprobe auch mit unterschiedlichen Belichtungszeiten photographiert werden, um auch von sehr hellen Spektrum - Mustern Helligkeitswerte in der Bild - Datei unterhalb der Maximalmarke in mindestens einem Farbkanal zu erhalten. Natürlich kann eine quantitative chemische Analyse auch mit den Daten nur eines Farbkanals durchgeführt werden, wenn in einem anderen Kanal Peaks abgeschnitten erscheinen.
Wegen der Begrenzung der Helligkeitsstufen im JP(E)G - Format auf 255 pro Farbkanal sollte, wenn es eine Digitalkamera erlaubt, ein Spektrum im RAW - Format aufgenommen werden, in dem Bild - Helligkeiten in der Regel mit weit mehr als 255 Stufen registriert werden.
Die Auswertung von Spektrum - Aufnahmen mit Kameras ohne Farbfilter vor den Bild - Sensor - Pixeln, also mit echten Schwarzweiß - Kameras, richtet sich danach, ob auch hier eine scharfe Obergrenze der registrierbaren Bild - Helligkeit vorliegt oder ob ab einem Schwellenwert die Bild - Helligkeit anders registriert wird als unterhalb dieses Wertes.
Erzeugung von Spektrogrammen mit "Works"
Mit der Tabellenkalkulation des auf vielen Computern installierten Programmpakets "Microsoft Works" geht eine Spektrogramm - Erzeugung folgendermaßen vonstatten:
Zur Addition der Farbwerte der 3 Farbkanäle eines 1 Pixel breiten Spektrum - Photos wird zwecks Arbeitserleichterung in der Tabellenzeile mit den jeweils obersten Farbwerten der 3 Farbkanal - Listen, also den 3 Farbwerten für das 1. Bild - Pixel am linken Rand eines waagerechten Spektrums oder das 1. Pixel am unteren Rand eines senkrechten Spektrums, in einer freien Spalte eine Zelle als Einfüge - Zelle markiert, von der an abwärts die Summenwerte einmal stehen sollen. Dann wird zunächst die Farbwerte - Summe für das eben genannte 1. Bild - Pixel berechnet mit folgender, ins Eingabe - Fenster oberhalb des Tabellenfeldes eingetippter Anweisung, wenn zum Beispiel die Farbwerte des 1. Bild - Pixels in der Zeile 11 und in den Spalten E, I und M stehen:
=Summe(E11;I11;M11)
Das bedeutet: Addiere die in den Zellen E11, I11 und M11 stehenden Werte. Das Ergebnis wird nach Anklicken des Häkchens links neben dem Eingabe - Fenster in die Ergebnis - Zelle ebenfalls in Zeile 11 geschrieben. Um auch die Summenwerte für die übrigen Zeilen der Farbwerte - Listen zu berechnen wird der Cursor in die Ergebnis - Zelle gestellt und mit gedrückt gehaltener linker Maus - Taste nach unten gezogen bis zu der Zeile, in der die letzten Werte in den 3 Farbwerte - Listen stehn. Im Menue "Bearbeiten" kann nun mit der Anweisung "Unten ausfüllen" die Berechnung der weiteren Summenwerte erfolgen. Auch diese Ergebnis - Werte - Liste sollte mit einer auf das Ausgangsspektrumphoto hinweisenden Über- oder Unterschrift versehen werden.
Zur Anfertigung eines Spektrogramms aus den oben ermittelten Daten mittels der Tabellenkalkulation von "Works" gibt es verschiedene Optionen sowohl zum Erstellungsmodus als auch zur Gestaltung, zum Beispiel folgende:
In der Kalkulationstabelle werden die Farbwerte - Summen durchgehend markiert durch Markieren der obersten Summenwert - Zelle und Ziehen des Cursors nach unten bis in die unterste Summenwert - Zelle oder es wird nur ein gewünschter Teilbereich der Liste markiert. Ohne die Markierung zu zerstören wird über "Extras" → "Neues Diagramm erstellen..." das Diagrammerstellung - Fenster aufgerufen, "Liniendiagramm" gewählt und mit "OK" bestätigt. Ein Diagramm erscheint. Um dessen x - Achse - Skala mit den Pixel - Spalten - Nummern zu beschriften wird in der Kalkulationstabelle die eigens erstellte Liste der Bild - Pixel - Spalten - oder Zeilen - Nummern, siehe oben, markiert, wiederum von der obersten Werte - Zelle durchgehend bis zur untersten oder in einem Teilbereich, und mittels "Bearbeiten" → "Kopieren" in die Zwischenablage kopiert. Nach Wechsel zum Diagramm - Fenster ergehen folgende Anweisungen: "Bearbeiten" → "Datenreihen einfügen..." → im Fenster "Datenreihen einfügen" die Optionen "Rubrik" und "Daten" markieren und mit "OK" bestätigen. Da von den so eingefügten Pixel - Spalten - oder Zeilen - Nummern bei Mehrstelligkeit wegen Platz - Mangel im Spektrogramm nur die höchstwertigen Stellen angezeigt werden, wird mittels "Format" → "X-Achse..." das Fenster "X-Achse formatieren" geöffnet, darin das auf 1 voreingestellte Beschriftungsintervall auf 10 geändert und mit "OK" bestätigt. Danach wird nur zu jedem 10. Teilstrich der x - Achse ein Wert angezeigt, Dieser dafür aber vollständig.
Beschriftungen werden eingefügt mittels Menue "Bearbeiten" → "Titel..." → Eintippen der Texte in die Felder "Diagrammtitel:", "X-Achse" und "Y-Achse". In der vom Verfasser benutzten "Works" - Version fügt das Programm den eingetippten Texten automatisch ein vorangestelltes Anführungszeichen hinzu. Bleibt der Text für die y - Achse ohne abschließendes Anführungszeichen, wird das letzte eingetippte Text - Zeichen im Diagramm unterdrückt. Bei Titel, Untertitel und x - Achse dagegen wird ein abschließendes Anführungszeichen im Diagramm wiedergegeben, nicht jedoch das vorangestellte. Im Menue "Format" und im Menue "Bearbeiten" → "Legende/Datenreihenbeschriftungen..." können Diagramm - Titel und Skalenwerte sowie weitere Darstellungsparameter formatiert werden. Nach Durchführung dieser Arbeiten sieht das Beispiel - Spektrogramm wie folgt aus:
Die Unterteilung der waagerechten (x -) Achse nach Bild - Pixel - Spalten - Nummern kann von Nutzen sein, wenn zum Beispiel relative Positionen spektraler Muster mit solchen in einem ebenfalls so skalierten anderen Spektrogramm verglichen werden sollen, ohne dass zunächst eine Wellenlängen - Zuordnung notwendig ist.
Für eine über die "Works" - Funktionen hinausgehende Bearbeitung des Spektrogramms kann es in eine Bild - Datei umgewandelt werden. Dazu wird bei geöffnetem Diagramm - Fenster im Menue "Bearbeiten" → "Kopieren" das Spektrogramm in die Zwischenablage kopiert, von der aus es ins Fenster eines Bild - Bearbeitung - Programms eingefügt werden kann.
Erzeugung von Spektrogrammen mit "PlanMaker"
Zur Addition der 3 dezimal vorliegenden Farbwerte eines jeden Bild - Pixels mit der Tabellenkalkulation - Software "PlanMaker" [27] muss deren Cursor in eine leere Zelle, der Einfachheit halber neben den obersten Zellen der Farbwerte - Listen, gestellt und in das Eingabe - Feld im Kopf des Programm - Fensters folgende Anweisung eingetippt werden:
=SUMME(Bezug der obersten Dezimal - Zelle des Blau - Kanals;Bezug der obersten Dezimal - Zelle des Grün - Kanals;Bezug der obersten Dezimal - Zelle des Rot - Kanals)
"Enter" löst die Berechnung für die zuoberst nebeneinander stehenden 3 Farbwerte, entsprechend dem 1. Pixel von links oder unten im Spektrum - Bild, aus. Die Gefahr, dass statt des Bezugswertes einer Dezimalzahl - Zelle versehentlich ein solcher einer Hexadezimalzahl - Zelle eingetippt wird, kann durch weitläufige räumliche Trennung der dezimalen und hexadezimalen Listen schon bei der Zahlensystem - Umwandlung verringert werden. Zur Berechnung der RGB - Summenwerte der übrigen Bild - Pixel kann nach derselben Prozedur vorgegangen werden wie oben bei der Hexadezimal - Dezimal - Umrechnung beschrieben.
Wird eine Zahlen - Liste in eine "PlanMaker" - Kalkulationstabelle einkopiert, in der zuvor schon mit Einfügungen, Löschungen oder Formatierungsänderungen gearbeitet wurde, kann es passieren, dass Berechnungsanweisungen ignoriert werden. Dann sollten die Zahlen - Liste in eine neu erstellte Kalkulationstabelle kopiert und gewünschte Rechenoperationen dort ausgeführt werden.
Mit "PlanMaker" kann ein Diagramm folgendermaßen erzeugt werden, wenn die Tabellenzeilen - Nummern zur Beschriftung der x - Achse verwendet werden sollen: Die Zahlen von einer Werte - Liste oder von mehreren nebeneinander stehenden Listen, die zu dem oder zu den Diagramm - Graphen umgesetzt werden sollen, werden durch Stellen des Cursors in die oberste Zelle einer Liste, bei mehreren Listen in die linksaußen stehende, und Ziehen des Cursors unter Gedrückthalten der linken Maus - Taste zur untersten oder untersten rechtsaußen stehenden Zelle markiert. Dann wird im Menue "Objekt" die Option "Neuer Diagrammrahmen..." gewählt und in einer leeren Fläche in der Kalkulationstabelle ein Rahmen gezogen. Dessen Abmessungen sind zunächst beliebig, da diese erst später nach Wunsch festgelegt werden können. Es erscheint das Fenster "Diagrammeigenschaften", in dem der Diagramm - Typ gewählt und mit "OK" bestätigt wird. Das Fenster verschwindet und das Roh - Diagramm erscheint. Durch Stellen des Cursors in den Rand - nahen Bereich im Inneren des Diagramm - Fensters und Rechtsklick wird eine Optionen - Liste aufgerufen, die zum Beispiel mittels "Diagramm: Eigenschaften..." die Wahl der Diagramm - Abmessungen ermöglicht, mittels "Diagrammfläche: Eigenschaften..." weitere Gestaltungsmöglichkeiten bietet oder mittels "Kopieren" die Übertragung in die Zwischenablage tätigt, von der aus das Diagramm in einem Bild - Bearbeitung - Programm geöffnet werden kann. Rechtsklick ins Diagramm - Innere öffnet ein Fenster, dessen angezeigte Optionen ebenfalls der Gestaltung dienen. Die in der Fußleiste des "PlanMaker" - Fensters angezeigten Symbole stehen für weitere Layout - Funktionen.
Für eventuelle Manipulationen am Diagramm mit Bild - Bearbeitung - Software wichtig ist, dass "PlanMaker 2006" auch in Linien - Diagrammen einen Wert - Punkt im Diagramm nicht in Höhe eines Skalenstriches setzt sondern in die Mitte zwischen 2 Skalenstrichen.
In der voreingestellten Diagramm - Formatierung sind die Skalen mit relativ großen Zahlen beschriftet und die Basis - nahen Abschnitte eines Diagramms zum Teil von ins Diagramm ragenden Skalenstrichen verdeckt, die bei auf umfangreichen Zahlen - Listen basierenden Diagrammen zu einem schwarzen Band zusammenwachsen können. Die Verringerung der Schrift - Größe mittels Rechts - Klick ins Diagramm → "Diagrammfläche: Eigenschaften..." → "Schrift" lässt auch die Skalenstriche kleiner werden, was achsennahe Partien von Diagramm - Graphen zum Vorschein kommen lässt. Falls solche Graphen - Abschnitte unbedingt sichtbar werden sollen, kann die geringstmögliche Beschriftungsgröße eingestellt und das Diagramm mit einem Bild - Bearbeitung - Programm mit einer geeigneteren Beschriftung versehen werden.
Wird ein Diagramm mit "PlanMaker" - eigenen Funktionen ausgiebig manipuliert, kann die "Kopieren" - Funktion im durch Rechtsklick ins Diagramm aufrufbaren Optionen - Fenster verloren gehen. Dann hilft das Menue "Bearbeiten" im Tabellenkalkulation - Fenster im Hintergrund des Diagramms mit der Option "Alles markieren" und nochmals "Bearbeiten" mit der Option "Kopieren", das Diagramm in die Zwischenablage zu befördern.
Beispiele für mit "PlanMaker" erzeugte Spektrogramme sind an anderer Stelle der vorliegenden Site zu finden [28].
Spektrogramm - Bearbeitung mit "Paint" und "Paint.net"
Ein aus der Zwischenablage in die Bild - Bearbeitung - Software "Paint", Zubehör von "Microsoft Windows" - Betriebssystemen, eingefügtes Diagramm ist voreingestellt mit einem Auswahlrahmen versehen. Soll das Diagramm gedreht werden, zum Beispiel um es wegen großer horizontaler Ausdehnung senkrecht in ein Dokument einzufügen zwecks Vemeidung eines Zwanges zum Horizontalscrollen, muss der Rahmen zuvor durch einen Klick auf die Fläche außerhalb des Rahmens entfernt werden. Anderenfalls kann das Diagramm beim Drehen zerstört werden. Eine weitere Voreinstellung ist ein aktivierter Zeichenstift, was bei versehentlichem Maus - Klick ungewollte Kritzeleien in ein Diagramm hineinbringen kann. Daher sollte sofort nach Aufrufen von "Paint" auf die harmlosere Einstellung "Auswahlrahmen" gewechselt werden. Beim Schließen einer Diagramm - Graphik sollte als Speicherformat "24-Bit-Bitmap" gewählt werden, um Informationsverluste durch Datenkomprimierung zu vermeiden.
Das oben genannte Programm "PlanMaker" zum Beispiel zeigt in der Version 2006 bei mehreren Graphen in einem Diagramm manche Graphenkurven in etwas schwachen Farben an. Mit einem Bildbearbeitung - Programm wie dem Gratis - Werkzeug "Paint.net" kann die Farbgebung von Graphen zu besserer Erkennbarkeit hin modifiziert werden.
Erstellung von Wellenlängenlängen - Skalen
In Veröffentlichungen zeigen UV - VIS - Spektrogramme meistens mit Wellenlängen - Skalen versehene x - Achsen. Im Folgenden wird eine Möglichkeit zur Erstellung einer solchen Skala anhand des oben bereits verwendeten Beispiel - Spektrums erläutert. Vorausgesetzt wird, dass das photographierte Spektrum bereits aus dem primären Kamera - Bild ausgeschnitten und in ein Wellenlängen - Kalibriergraph - Diagramm eingefügt vorliegt oder dass zur Beziehung zwischen Pixel - Position und Licht - Wellenlänge eine mathematische Berechnungsformel (Kalibrierfunktion) ermittelt wurde [25].
Wellenlängen - Ermittlung aus Kalibriergraph - Diagrammen
Die Abbildung links zeigt das mit zugehörigem Kalibriergraph - Diagramm versehene Beispiel - Spektrum. Der Graph ist hier die gekrümmte Kurve links neben der Skala, auf der die Licht - Wellenlänge in Nanometer (nm) abgelesen werden kann. Die Krümmung des Graphen ist typisch für mit Prismen gewonnene Spektren, während von Gittern erzeugte Spektren fast lineare Graphen - Verläufe ergeben. In der originalgroßen, in "Paint" in vergrößernder Ansicht und mit Raster - Netz angezeigten Bitmap - Version der oben verkleinert wiedergegebenen Graphik wird der Cursor auf jede Position der Skala gestellt, deren Wellenlängenwert im Spektrogramm erscheinen soll, dort die Nummer der zugehörigen Pixel - Zeile (y - Wert der Cursor - Positionen) abgelesen und der Cursor dorthin gestellt, wo die Mitte des Kalibriergraphs in diesen Zeilen liegt beziehungsweise sie die betreffenden y - Werte zeigt. An diesen Stellen werden die Nummern der zugehörigen Pixel - Spalten - Werte (x - Werte der Cursor - Positionen) abgelesen und in eine Tabelle nach Art der im Folgenden gezeigten eingetragen, die sich auf das Beispiel - Spektrum bezieht.
Wellenlänge in nm Pixel - Spalte - Position 565 8 570 22 575 34 580 48 585 62 590 75 595 86
Wellenlängen - Ermittlung aus Kalibrierfunktionen
Nach Eingabe der auf der x - Achse anzubringenden Wellenlängen - Werte in eine zu einem Spektrum ermittelte Kalibrierfunktion werden die zugehörigen Spektrum - Bild - Pixel - Spalten - Nummern berechnet. Dies kann, falls die Software mit der komplexen Formel umgehen kann, in derselben Kalkulationstabelle erfolgen, aus der heraus auch ein Spektrogramm erstellt wird.
Einfügen von Wellenlängen - Marken in ein Spektrogramm
Manuelles Einfügen
Wellenlängen - Marken können per Hand und Bild - Bearbeitung - Software anhand einer Werte - Liste von Bild - Pixel - Nummern und zugehörigen Wellenlängen in ein Spektrogramm eingetragen werden.
Ein solches Vorgehen ist auch notwendig, wenn eine Tabellenkalkulation nur gleiche Distanzen zwischen den Skalenstrichen der x - Achse eines Spektrogramms akzeptiert, die Teilung dieser Achse nach gleichen Wellenlängen - Abständen aber einer Teilung mit unterschiedlichen Ortsdistanzen der Skalenstriche entspräche, was bei mit Prismen gewonnenen Spektren besonders der Fall ist. So weigert sich zum Beispiel "Works", aus den oben angegebenen, in die Kalkulationstabelle mit den Diagramm - Daten eingetippten Wellenlängen - Werten eine Wellenlängen - Skala an der x - Achse des obigen Spektrogramms zu erstellen.
Als Notbehelf kann das dem obigen Spektrogramm zugrunde liegende Diagramm in der Tabellenkalkulation von "Works" geöffnet und die Benennung der x - Achse auf die oben beschriebene Weise zu einer solchen geändert werden, die auf die Licht - Wellenlänge in nm hinweist. Danach wird das Diagramm unter neuem Namen gespeichert und, wie oben beschrieben, über die Zwischenablage als Bild in "Paint" geöffnet. Nun werden die Wellenlängen - Werte der obigen Liste in der Nähe der Teilstriche der nach dieser Liste zugehörigen Pixel - Spalte - Werte entlang der x - Achse des Diagramms an freien Stellen als Text eingefügt, zunächst noch ohne die Skalenstriche und die Beschriftung dieser Achse zu beschädigen. Danach wird in der vergrößernden Ansicht mit aktiviertem Pixel - Raster - Netz ein Skala - Teilstrich, an den ein Wellenlänge - Wert platziert werden soll, zur Unterscheidung von den anderen Strichen verlängert. Der noch deplatzierte Wellenlänge - Wert wird mittels "Auswahl" umrahmt und bei im Rahmen stehendem Cursor bei gedrückt gehaltener linker Maus - Taste an den markierten Teilstrich herangeschoben. Wichtig ist die Wahl der Option "Vorhandenen Hintergrund überschreiben", da bei der Alternative "Vorhandenen Hintergrund erhalten" ein Wellenlänge - Wert in einen vorhandenen Pixel - Spalte - Nummer - Wert hineingeschrieben werden könnte, was das spätere Löschen der Reste der alten Skala erschweren würde. Dies geschieht nach und nach mit jedem einzufügenden Wellenlänge - Wert. Vor dieser Aktion sollte eine Bild - Pixel - Zeile als für alle einzufügenden Werte geltende Beschriftungsuntergrenze gewählt werden, damit die Wellenlängen - Werte nach Abschluss des Skala - Austausches einheitlich ausgerichtet erscheinen. Am einfachsten ist es, die neuen Wellenlängen - Werte so zu stellen, dass ihre Untergrenzen gleichauf mit denen der alten Pixel - Spalte - Nummern - Werte stehen. Sind alle neuen Wellenlängen - Werte eingefügt, werden alle Teilstriche, die ohne Neubeschriftung mit Wellenlängen - Werten geblieben sind, und alle Ziffern der alten Pixel - Spalte - Skala gelöscht, da die neue Wellenlängen - Skalierung einer anderen Regel folgt. Das Löschen kann relativ sicher durch Übermalen mit der Tönung "Weiß" mittels des "Linien" - Werkzeugs erfolgen oder durch Einrahmen von Zahlen - Werten gefolgt von "Entfernen". Nach Abschluss aller Arbeiten sieht das Beispiel - Spektrogramm wie folgt aus:
In diesem Spektrogramm sind die von "Works" erstellten Diagramm - Titel - und Achsen - Beschriftungen durch in "Paint" eingefügten Text ersetzt [26], der so deutlicher lesbar formatiert werden kann als die von "Works" vorgegebene Beschriftung, vergleiche mit oben.
Spezielle Software zur Umsetzung digitaler Bilder in Spektrogramme
Ein Freeware - Programm zur Umsetzung von digitalen Spektrum - Photos in Spektrogramme ist im Internet erhältlich [9]. Demos hierzu muss der Verfasser der vorliegenden Site schuldig bleiben, da diese Software auf seinem Rechner nicht installierbar war.
Quellen und Anmerkungen
| 1. | Siehe Kapitel "Spektrographen". |
| 2. | Siehe Kapitel "Bibliographie "Arbeitshilfen": Schlagworte C..." → Chemie → "UV - VIS - Spektralanalyse". |
| 3. | Siehe Kapitel "Bibliographie "Arbeitshilfen": Schlagworte M..." → Mathematische und statistische Arbeitsmethoden |
| 4. | Falls die verwendete Kamera aufgenommene Bilder nur im JPG (JPEG) - Format speichert, das mit dem Verlust von Bild - Inhalten nach jedem Öffnen eines Bildes in einem Bearbeitungsprogramm behaftet ist, kann ein so formatiertes Spektrum - Bild mit dem hier verwendeten Programm "Paint" direkt aus dem Kamera - Speicher geöffnet und als "24-Bit-Bitmap" - Bild auf dem Computer gespeichert werden. |
| 5. | Download außer von Sekundär - Quellen beim Produzenten, The GIMP Team, möglich: http://www.gimp.org/. Außer auf die richtige Version für ein bestimmtes Betriebssystem eines Zielrechners sollte auch darauf geachtet werden, falls notwendig die "Runtime-Umgebung GTK+ 2" mit zu downloaden, was auf der genannten Site in Form eines Kombi - Pakets möglich ist. |
| 6. | Schrift ins Bild einfügen bei "Paint": Bild muss in der Ansicht - Vergrößerung (Zoom) "Normalgröße" vorliegen. Die Beschriftung kann an einer beliebigen Hintergrund - freien Stelle im Bild angefertigt und mittels Auswahl - Rahmen an die gewünschte Stelle geschoben oder in einem eigenen "Paint" - Fenster erzeugt, kopiert und in ein Dokument eingefügt werden. Durch Klick auf eines der beiden Symbole zur Hintergrund - Wahl wählen, ob Schrift - Einfügung unter Ausblendung oder Erhalt des Bild - Hintergrunds erfolgen soll. Text - Fenster ohne Erhalt des Hintergrunds löschen von ihnen überlappte Bild - Inhalte! Menue "Text" (Symbol "A") → Mit gedrückter linker Maus - Taste Rahmen ziehen → Im Fenster "Schriftarten" Schrift formatieren [Falls nicht angezeigt, über "Ansicht" → "Formatsymbolleiste" aufrufen] → Text eintippen → Durch Linksklick auf eine Stelle außerhalb des Rahmens Text in Bild - Bestandteil umwandeln. Durch Ziehen eines Auswahl - Rahmens um den Text kann dieser an beliebige Stellen im Bild verschoben werden. Dies ist auch bei vergrößerter Ansicht möglich. Text für verschiedene Stellen in einem Bild kann unter Einhaltung ausreichender Abstände zwischen den Text - Blöcken in einen gemeinsamen Texterstellung - Rahmen getippt und nach Fixierung mittels "Auswahl" - Rahmen ausgeschnitten und an gewünschte Stellen verschoben werden. Senkrechte Text - Ausrichtung: Eintippen der Zeichen in ein separates "Paint" - Fenster → Drehen mittels Menue "Bild" → "Drehen/Spiegeln..." → "Drehen im Winkel von: 270 oder 90 °" → "Auswahl" → Rahmen ziehen → in die Zwischenablage kopieren → in gewünschtes Dokument einfügen → dort an gewünschte Stelle schieben. |
| 7. | Dokument "Miniatur UV-Vis-Lichtquellen für Spektroskopie, Photometrie und Kalibrierung" der Fa. Heraeus, veröffentlicht im Internet unter den Adressen: http://www.msscientific.de/FiberLight_Linienspektren.pdf sowie http://www.msscientific.de/fiberlight.htm. |
| 8. | Schöpp, H.: Elektrische und strahlungsphysikalische Eigenschaften von Hochdruckentladungen - insbesondere Quecksilberdampfentladungen - für die Beleuchtungstechnik. Dissertation an der Technischen Universität Berlin 2002. Veröffentlicht im Internet: http://edocs.tu-berlin.de/diss/2002/schoepp_heinz.pdf |
| 9. | Das Freeware - Programm "Visual Spec" von Valérie Desnoux erzeugt aus Spektren - Photos Spektrogramme: http://astrosurf.com/vdesnoux/index.html |
| 10. | Busch, K. W. / Busch, M. A.: Multielement detection systems for spectrochemical analysis. John Wiley and Sons: New York ... 1990: Chapter 8 / Principles of photographic detection. |
| 11. | Zubehör von "Microsoft Windows" - Betriebssystemen. |
| 12. | "IrfanView" von Irfan Skiljan ist gelegentlich auf Photographie - oder Computer - Fachzeitschriften beigelegten CD / DVD zu finden, siehe auch unter [17]. |
| 13. | Beim Betriebssystem "XP" aufrufbar über "Start" → "Programme" → "Zubehör" → "Rechner". Zur Umwandlung muss das Zahlen - Format "Hexadezimal" eingestellt sein, dann die Hexadezimal - Zahl eingetippt und danach das Format auf "Dezimal" umgeschaltet werden. Im Eingabe - Feld kann jetzt die Dezimal - Zahl abgelesen werden. |
| 14. | "XnView" von Pierre - E. Gougelet ist gelegentlich auf Photographie - oder Computer - Fachzeitschriften beigelegten CD / DVD zu finden, zum Beispiel Version v1.91.6 vom 19.10.2007 in Heft 2 / 2008 der Zeitschrift "Chip Foto - Video". Siehe auch unter [17]. |
| 15. | Siehe Kapitel "Interpretation von Spektren". |
| 16. | "Paint.net" läuft unter den Betriebssystemen "Windows 2000", "Windows XP" oder "Windows Vista" der Fa. Microsoft, erfordert aber vorherige Installation der Software ".NET Framework". Diese ist downloadbar unter http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=0856eacb-4362-4b0d-8edd-aab15c5e04f5&displaylang=en oder unter http://www.microsoft.com/downloads/ → ".NET Framework". Wer noch per 56 k - Modem operiert, muss mit einer Download - Zeit von fast 1 Stunde rechnen und sollte daher versuchen, das Programm von Bekannten mit DSL - Anschluss auf einen USB - Stick speichern zu lassen, von dem aus es installiert werden kann. "Paint.net" selbst ist zum Beispiel von einer CD installierbar, die dem Heft 02/2008 der Zeitschrift "Chip Foto-Video Digital" beiliegt. Siehe auch unter [17]. |
| 17. | Downloadbare Gratis - Software ist erhältlich über das "Software Verzeichnis" des heise - Verlags: http://www.heise.de/software/ |
| 18. | Das Programm "Farblupe" und das Bildbearbeitungsprogramm "takView" sind Schöpfungen von Thomas A. Kreutzer für "Microsoft Windows" - Betriebssysteme, von ihm freundlicher- und dankenswerterweise gratis zum Download bereitgestellt: http://www.taktools.de/programme.html. |
| 19. | CARACTERISTIQUES SPECTRALES DU CANON EOS 40D MODIFIE & EVALUATION DU FILTRE ANTI-POLLUTION CLS ASTRONOMIK / PARTIE 1 : Caractérisation spectrale du Canon 40D. Veröffentlicht im Internet: http://www.astrosurf.com/buil/eos40d2/filter.htm [Eine hier besprochene Kombination von Rot -, Grün - und Blau - Filter verursacht ein Empfindlichkeitsminimum im Bereich um 570 nm.] |
| 20. | Siehe Kapitel "Kalibrierlichtquellen" |
| 21. | Koeck, M.: BMP Bitmap / BMP - Bitmap Picture. Internet - Adresse des Dokuments: http://www.dma.ufg.ac.at/app/link/Grundlagen:2D-Grafik/module/12858?step=all |
| 22. | In den Download - oder Software - Abteilungen der Internet - Sites von Computer - Fachzeitschriften zum Beispiel können mit dem Suchbegriff - Paar "hex editor" (Ohne Anführungszeichen eintippen!) aktuelle Listen solcher Freeware aufgerufen werden. Adressen, ohne Wertung ausgewählt: http://www.chip.de/Downloads_13649224.html oder http://www.heise.de/software/ |
| 23. | Bild - Flächen in "Paint" entfernen oder hinzufügen: "Bild" → "Attribute" durch Eintippen kleinerer oder größerer Bild - Abmessungen als für ein geöffnetes Bild angezeigt dieses in Richtung rechts oder unten verkleinern oder vergrößern. Entsprechende Operationen für obere oder linke Bild - Partien nach Drehen oder Spiegeln des Bildes möglich. |
| 24. | Wird in "Paint" ein Bild - Teil aus der Zwischenablage in eine neue leere Zeichenfläche eingefügt, die größer ist als der Bild - Teil, stehen rechts und unterhalb des Bild - Teils Reste der zeichenfläche über. Falls dies stört, muss vor dem Einfügen die Zeichenfläche mittels "Bild" → "Attribute" auf Abmessungen kleiner als der einzufügende Bild - Teil verkleinert werden |
| 25. | Siehe Kapitel "Wellenlänge - Kalibrierung". |
| 26. | Senkrechte Beschriftung erstellen: In neuem "Paint" - Fenster Text eintippen, fixieren und mit der Funktion "Drehen/Spiegeln..." um 270 ° oder 90 ° drehen, dann mit "Auswahl" - Rahmen ausschneiden, über Zwischenablage in Diagramm - Fenster einfügen und an gewünschte Stelle schieben. |
| 27. | "PlanMaker" ist Teil von "SoftMaker Office", als Version 2006 gratis erhältlich von: http://www.softmakeroffice.de/ |
| 28. | Siehe Abteilung "Anwendungsbeispiele" im "Inhaltsverzeichnis". |
| Zuletzt aktualisiert am 19.06.2017 | |
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