基友是什么关系

学术干货TEM好基友—DigitalMicrograph功能及使用教程

（最后有彩...

你是否还在为看到.dm3格式文件而发愁？！

你是否还在为TEM图像而不知所措？！

那么请搬好小板凳，听老司机为你一一道来~~

请自带干粮，因为真的很长~，很长~

在电子显微学界GatanDigitalMicrograph(DM)是一个为人皆知

的软件。DM具有采集图像，图像处理和分析，数据管理和报告打印

等多种功能。希望以此能够将大家带进门，以便日后自学提高对DM

软件的理解和操作使用能力。从而更好地满足大家在数字电子显微学

方面的需求。

DigitalMicrograph工作环境界面

(DMMenu)菜单（黑框）：多种操作指令按照其功能分类。

(DMTool)工具（红框）：这些可移动窗口包括标准工具以及多

种与被显示图像有关的信息。

(Image)图像（蓝框）：图像在DM软件里被显示的位置。

(Results)结果（黄框）：这个文字窗口包含DM软件在运行中的

一些输出信息。比如图像分析和测量的结果。窗口里面的文字可以被

拷贝或以文件格式存储。

(Save)存储（紫框）：显示一些信息以及快速存储、打印、设置

等。

当然，大家可以根据自己的习惯任意拖动工具栏快捷方式的位置

来进行调整。

当不小心删除了快捷工具时，可以点击菜单栏中的Window，在

下拉菜单中选择BasicTools，然后点击ShowAll即可。

同理，适用于显示Results等功能的复位。

1.图像的亮度与衬度

图像亮度与衬度的调节是保证图像质量的重要一环。简言之，图

像亮度与衬度的调节实际上就是改变上述图像与显示器的相互关系。

DM可以很容易地对图像的亮度和衬度进行调节。为了更好地说明

DM调节亮度和衬度的原理，我们首先讲解一下计算机屏幕显示的原

理。一般来讲，屏幕显示器的灰度为8位（黑白）24位（彩色）。

Gatan数码相机最低是12位（最高16位）。一个12位的数字图像

含有4096个强度值。屏幕显示器的灰度分辨率为256（8位）。因

为图像的强度分辨率大于显示器的灰度级别，所以我们必须首先确定

怎样使用有限的显示器灰度来显示图像中更高数目的强度。换句话说，

我们可以在图像中任选两个强度值，指定较低的强度为屏幕显示器。

操作步骤：

我们可以通过快捷工具栏中的DisplayControl使用亮度和衬度划

尺来优化图像的显示。

小技巧：双击”Contrast”或”Brightness”或“Gamma”文

字（下图红色框中）可以复原亮度或衬度的初值。

强度直方图”Histogram”窗口（如左），用鼠标选择位于右边

的强度峰（点击峰的左端，按下鼠标并拖至峰的右端）。这个操作改

变了上面提到的图像与显示器之间的相互关系。从而改变了图像的显

示。

小技巧：双击直方图窗口下端的灰度横带（下图红框中）可以复

原直方图的初始显示值。

强度直方图窗口中的曲线称为“衬度变换曲线”（它就是我们上

面提到的图像与显示器之间的强度对应关系）。在线性模式里，它是

一条直线。在”gamma”显示模式中，它变为非线性关系。此外通过

选择ImageDisplay（也可以通过快捷键Ctrl+D），也可以把线性模

式变为非线性。

操作步骤如下：

在图像显示的对话窗口中，用鼠标点击衬度(Contrast)。然后在其

右面的模式(Mode)选择项中，选取均匀化(Equalized)。最后点击OK

退出。用划尺调节亮度或衬度，并观察图像的变化。此时强度直方图

中的曲线已经不再是直线了。现在我们再回到原先的线性模式(Image

Display,选择Linearmode).在考察(survey)设定选择中，练习选择

cross-wire。用鼠标选择自动考察(AutoSurvey)。然后用鼠标点击存

储键(SaveDefaults)。点击OK。

2．彩色显示（伪色）

一般来说，电子显微镜图像应该用黑白模式显示。但有的时候有

必要用伪彩来特别突出图像中的某些细节，或者增加一些显示的特殊

效果。在用伪彩显示时，屏幕显示器的256个灰度（8数位）同一个

彩色配置表建立一一对应关系，从而将一幅黑白图像转换成彩色图像。

操作步骤如下：

在Object菜单下，选择ImageDisplay（也可以通过快捷键

Ctrl+D）在左面直框内（下图）Display下，选择彩色(Color)。在彩

色配置表(ColorTable)下，选择彩虹(Rainbow)，点击OK退出。此时

图像在伪彩模式下显示。下图中的彩色方块矩阵就是上面所说的黑白-

彩色配置表。用亮度或衬度划尺来改变图像的显示效果。

再回到图像显示(ImageDispla).选择彩色(Color)。在彩色配置表

(ColorTable)下，选择温度(Temperature)，点击OK退出。注意现

在的彩色方块矩阵（黑白-彩色配置表）已经变了。点击OK退出。

3．图像注释

图像注释通常包括在图像中加入一些文字说明，箭头标记，和其

他几何图形(例如，长方或圆形等等)。DM软件里有很多这方面的功

能可供大家选用。图像注释使用的工具可以在标准工具盘（Standard

Tool通常位于DM软件窗口的左上角）上面找到。（下图红框内）

文字加入

首先用鼠标点击“文字注释”图标（上图中A图标）。然后点击

图像中的任何一点，此时出现一条竖直短线，键入所需要的文字。再

用鼠标点击图像中的一点即可终止文字输入模式(竖直短线消失)。用鼠

标点击刚刚输入的文字，按下并移动鼠标即可改变文字在图像中的位

置。

改变字形用鼠标点击选择图像中的文字（文字块的四角变为绿

色）。然后在物体（Object）菜单下，选择字形(TextFont)。

改变字体大小同上。在物体（Object）菜单下，选择字体大小

(TextSize)。改变字体类型同上。在物体（Object）菜单下，选择字

体类型(TextStyle)。

改变字体背景同上。在物体（Object）菜单下，选择字体背景

(Background)。

画线段和箭头用鼠标点击“线段”图标（文字图标右侧）。选

择图像中的任何一点，按下并移动鼠标即可任意在图像中画线。释放

鼠标，即终止画线模式。在画线时，同时按下键盘上的移动键

“Shift”，可以把直线的方向限制在0,45,和90度。在画线时，如

果同时按下键盘上的“Alt”键,可以把直线变成单箭头线。如果同时

按下键盘上的控制“Cltr”键,直线变成双箭头线。

画矩形或方形

用鼠标点击“方形”图标。选择图像中的任何一点，按下并移动

鼠标即可在图像中画出任意的矩形。释放鼠标，即终止模式。在画矩

形时，如果同时按下键盘上的移动键“Shift”，矩形变为正方形。

改变矩形或方形的类型

同上，首先用鼠标单击图像中矩形的任何一个边（此时图形的四

个端点变为绿色）。在物体（Object）菜单下，选择背景(Object->

Background)。DM软件里一共有四种不同的背景可供选择。

画椭圆形或园形

用鼠标点击“园形”图标。选择图像中的任何一点为椭圆或圆的

中心，按下并移动鼠标即可在图像中画出任意的椭圆图形。释放鼠标，

即终止模式。在画椭圆时，如果同时按下键盘上的移动键“Shift”，

椭圆变为园形。改变椭圆的类型类似直线和方形，先用鼠标点击图像

中的椭圆或园形（此时在图形的四周出现四个绿色端点）。在物体

（Object）菜单下，选择背景(Object->Background)。

4．注释物体的规则排列

图像中的各种注释物体（例如文字，或几何图形，例如线段，方

形，园形，等等），经常有必要将它们做有规则的排列。在DM软件

中可以将这些注释物体按水平中心线，竖直中心线，或中心点排列。

操作步骤如下：

用鼠标选择所有的注释物体（按下鼠标画一个虚设的方形区来包

围所有的注释物体，或按下移动键“Shift”,用鼠标点击来选择每个

注释物体）。被选择后的注释物体，端点变为绿色。在物体（Object）

菜单下，选择排列(Object->Align)的类型。

5．注释物体合并

如果图像中有很多的注释物体，在规则排列做完后，为了便于保

持它们之间的排列关系，最好将这些注释物体合并变成一个综合注释

物体。反过来也可以把一个综合注释物体拆成许多原始的注释物体。

用鼠标选择所有的注释物体，在物体（Object）菜单下，选择合并

(Object->Group)。

6．图像剪裁

在DM软件中可以非常容易地把图像中的重要部分剪裁出来，并

在一个新的图像窗口中显示。具体步骤如下：在计算机桌面的文件夹

(GatanSchool)里，打开任何一张图像。使用“矩形区域选择工具”

(ROI工具块中的虚线矩形图标，见下图)在图像中选择要裁剪的区域

(在预选区域的左上角点击并按下鼠标。移动鼠标至区域的右下角。释

放鼠标。此时，选择的区域被一个虚线矩形框标出。同时按下键盘上

的“Ctrl”和字母C键。拷贝选择区域。

７.图像显示的坐标系

数字图像的基本单元叫做像素。图像中每一点和该点上的强度由

像素坐标(x,y)以及强度值I(x,y)来表示。在DM软件中，如果鼠标在

被显示的图像内移动时，鼠标所在的像素位置(x,y)以及该点的强度值

I(x,y)可以很容易地在”图像状态”(ImageStatus)窗口中读出(见下

图)。

８.图像的储存格式

DM软件支持多种标准图像储存格式。如果没有做特别设定，图

像的默认储存格式为Gatan特殊格式（.dm3）。与其它格式不同之处

在于用Gatan特殊格式存储的图像只能用DM软件打开。其他的标准

商用软件(比如，Photoshop)不能直接阅读Gatan特殊存储格式。所

以打不开用Gatan特殊格式存储的图像。如果大家需要使用其它的格

式来存储图像时，比如，TIFF或JPEG,需要特别加以注意。

以上就是DigitalMicrograph的入门是用方法，欢迎大家多多学

习多多交流，让我们的实验技能更进一步！

等等，说好的彩蛋呢？~

Dangdangdangdang~

附上DigitalMicrograph下载链接一枚，喜欢尽管拿去~（主页面

回复“DM”可见）

（文中图片请勿引为他用，如需引用请注明来自材料人）

大宋|文

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