Gwyddion

Gwyddion ist eine freie Auswertungs-Software für Rohdaten vieler Rasterkraft- und Rastertunnelmikroskope. (Der Name stammt von einem Zauberer aus der keltischen Mythologie von Wales, siehe Gwydyon.) Unter anderem durch seinen Lizenzstatus findet es breite Anwendung in Wissenschaft, Forschung, Lehre und Bildung.

Gwyddion
Basisdaten
Erscheinungsjahr	2. März 2004
Aktuelle Version	2.63 (13. Juni 2023)
Betriebssystem	Unix-ähnliche, Windows
Programmiersprache	C
Lizenz	GPL (Freie Software)
gwyddion.net

Verfügbarkeit

Das Programm wird als freie Software, auch im Quelltext, unter den Bedingungen der GNU General Public License (GPL) verbreitet. Offiziell unterstützt werden viele Unix-artige sowie Windows-Betriebssysteme. In der populären Linux-Distribution Ubuntu ist es direkt aus den Standard-Paketquellen installierbar. Es ist derzeit die einzige Open-Source-Lösung für RKM-Datenanalyse in aktiver Entwicklung.

Funktionalität

Gwyddion dient der Analyse von Höhenfeldern und anderen zweidimensionalen Rasterdaten. Während es primär für Daten aus verschiedenen Arten der Rastersondenmikroskopie (wie RKM, MKM, RTM, SNOM/NSOM) verwendet wird, kann es beispielsweise auch für die Analyse von profilometrischen Daten eingesetzt werden.

Es liest über 50 verschiedene Dateiformate, die Speicherung im eigenen Dateiformat (.gwy) erfolgt in doppelter Genauigkeit. Die Software kann unter anderem die Rasterdaten filtern (zum Beispiel Hochpassfilterung zur Normalisierung der Höhenfelder) und Kontraste maximieren, sie als dreidimensional extrudiert und abgeschattete Fläche rendern und die Bilddaten anhand einer (Falsch-)Farbpalette eingefärbt darstellen, indem es die Tiefenskala auf einen aus der Palette erstellten Farbverlauf abbildet. Weiterhin können durch Zerlegung in Vorder- und Hintergrund mittels verschiedener Segmentierungstechniken Partikel extrahiert und automatisch erkannt, gezählt und vermessen werden. Mit Hilfe der Fourier-Transformation können beispielsweise bestimmte wiederholende Muster extrahiert werden.

Die Software lässt sich auch über Python 2 als Modul einbinden und erlaubt so den Zugriff auf Funktionen von Gwyddion.

Entwicklung

Die Software wird seit vielen Jahren hauptsächlich von David Nečas („Yeti“) und Petr Klapetek vom tschechischen metrologischen Institut (Český metrologický institut, CMI) entwickelt. Version 1.0 wurde am 10. März 2004 veröffentlicht, am 30. September 2006 Version 2.0. Es ist in C programmiert und hat eine GTK+-basierte graphische Benutzeroberfläche.

Weblinks

• Offizielle Webpräsenz
• Projektseite bei Sourceforge

Einzelnachweise

1. Version 2.63. 13. Juni 2023 (abgerufen am 12. Oktober 2023).
2. gwyddion.net
3. Anand I. Bhatt, Ádám Mechler, Lisandra L. Martin, Alan M. Bond: Synthesis of Ag and Au nanostructures in an ionic liquid: thermodynamic and kinetic effects underlying nanoparticle, cluster and nanowire formation. In: Royal Society of Chemistry (Hrsg.): Journal of Materials Chemistry. Band 17, Nr. 21, 13. März 2007, S. 2241–2250, doi:10.1039/B618036A.  – “AFM data were analysed using the NT-MDT Image Analyses module (version 2.2) or Gwyddion freeware – (version 1.12, copyright D. Nečas and P. Klapetek).”
4. Stephanie L. Daniels, Johnpeter N. Ngunjiri, Jayne C. Garno: Investigation of the magnetic properties of ferritin by AFM imaging with magnetic sample modulation. In: Springer Science+Business Media (Hrsg.): Analytical and Bioanalytical Chemistry. Band 394, 1 („Young Investigators in Analytical and Bioanalytical Science“), 11. Februar 2009, S. 215–223, doi:10.1007/s00216-009-2618-y (englisch).  – “Software from Gwyddion was used to process images, which is freely available on the Internet.”
5. Stuart C. Burris, Yi Zhou, Winston A. Maupin, Andrew J. Ebelhar, Michael W. Daugherty (Chemistry Department, Western Kentucky University): The Effect of Surface Preparation on Apparent Surface pKa’s of ω-Mercaptocarboxylic Acid Self-Assembled Monolayers on Polycrystalline Gold. In: American Chemical Society (Hrsg.): The Journal of Physical Chemistry C. 8. April 2008, S. 6811–6815, doi:10.1021/jp077052w (englisch).  – “Surface roughness data were obtained using the statistical quantities function in the AFM data analysis program Gwyddion.”
6. Piotr J. Cywinskia, Artur J. Moroa, Sarmiza E. Stancab, Christoph Biskupb, Gerhard J. Mohr: Ratiometric porphyrin-based layers and nanoparticles for measuring oxygen in biosamples. In: Elsevier B.V. (Hrsg.): Sensors and Actuators B: Chemical. Band 135, Nr. 2, 8. Oktober 2008, S. 472–477, doi:10.1016/j.snb.2008.09.039 (englisch).  – “Images were processed using Gwyddion open source software.”
7. Corasi Ortiza, Dongmao Zhanga, Alexander E. Ribbea, Yong Xiea, Dor Ben-Amotz: Analysis of insulin amyloid fibrils by Raman spectroscopy. In: Elsevier B.V. (Hrsg.): Biophysical Chemistry. Band 128, Nr. 2–3, 31. März 2007, S. 150–155, doi:10.1016/j.bpc.2007.03.012 (englisch).  – “Image evaluation and representation was done using the open source SPM image manipulation software Gwyddion.”
8. Gwyddion Pakete. auf packages.ubuntu.com.
9. Peter Eaton, Paul West: Atomic Force Microscopy. Oxford University Press, 2010, ISBN 978-0-19-957045-4, Appendix C: Third Party AFM Software (englisch, für eine alte Version des Kapitels siehe afmhelp.com). 
10. Python Scripting. Gwyddion, abgerufen am 12. Oktober 2023 (englisch).