放大觀察技術(shù)已成功應用于昆蟲分類中

時間:2013-09-06

來源:基恩士(中國)有限公司

導語:操作方便的小小操作板,調(diào)節(jié)載物臺、微調(diào)焦都在這個小小的操作板上輕松實現(xiàn)。鏡頭轉(zhuǎn)換處配有傳感器,能自動識別鏡頭倍率加注真實標尺,在圖像上實時加注真實的標尺,不需要再經(jīng)過麻煩的校準加標尺。

中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院宋敦倫副教授是昆蟲研究領(lǐng)域的專家,參與編著《普通昆蟲學》,主講《昆蟲生理結(jié)構(gòu)與功能》以及《害蟲的防治》等,所講課程曾入選中國農(nóng)業(yè)大學的精品課程。

宋老師目前主要研究白蟻和蚜蟲等小型昆蟲。白蟻亦稱螱,體軟弱而扁,白色、淡黃色、赤褐色或黑褐色等,不同種類的白蟻體色不盡一樣。白蟻在生物學分類上屬于等翅目,觸角念珠狀,咀嚼式口器,上顎發(fā)達;成蟲有膜質(zhì)翅,狹長,前后翅的大小、形狀和翅脈均相似,靜止時平貼于腹部上,能自基部特有的橫縫脫落;跗節(jié)4至5節(jié),有2爪。在形態(tài)上與常見的螞蟻相似,但在生物進化學上卻與蜚蠊近緣,均屬較原始的昆蟲。

白蟻頭部的形狀,觸角形狀,口器形狀,上鄂的大小、形態(tài)、角度都是分類的指標。因為白蟻一般只有幾個mm大小,要借助顯微鏡才能看清這些結(jié)構(gòu)。

觀察昆蟲最常用的儀器為體視顯微鏡,它有一個共用的初級物鏡,對物體成像后的兩光束被兩組中間物鏡--變焦鏡分開,并組成一定的角度稱為體視角一般為12度--15度,再經(jīng)各自的目鏡成像,它的倍率變化是由改變中間鏡組之間的距離而獲得,利用雙通道光路,雙目鏡筒中的左右兩光束不是平行,而是具有一定的夾角,為左右兩眼提供一個具有立體感的圖像。在昆蟲研究領(lǐng)域廣泛用于昆蟲形貌的觀察和解剖。

體視顯微鏡鏡在昆蟲拍攝時遇到的問題:

體視鏡因為是V型雙光路,在鏡下觀察時非常有立體感,但想要拍的漂亮卻很難。因為相機不像人眼那樣有立體感,要想拍到各層面的物象,一般采用景深合成。如果使用景深合成,會很難克服體視顯微鏡斜光路造成的影響,而造成圖片的失真。

此時,基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000就可以發(fā)揮它的優(yōu)勢了

超景深

基恩士的VHX-1000是單一光路,光自上而下照亮物體,雖然不如體視顯微鏡具有天然的立體感。但在成像過程中,VHX-1000采用更小的光圈,具有超大的景深大,能看到更深層次的圖像,配備高感度相機,輕松捕捉圖像。

采用同軸照明技術(shù),有利于鏡下物體的均勻照明,一定程度上提高圖像的分辨率。

要實現(xiàn)物體各層面的同時清晰成像,基恩士顯微鏡采用自動景深合成,速度非???,在幾秒之內(nèi)將鏡下物體完成景深合成,通過屏幕呈現(xiàn)出來。需要自動景深合成時,只要確定了圖像的上下限,顯微鏡就會自動進行景深合成,速度非常快,不會有滯后,幾乎是同時實現(xiàn)超大景深的觀察。當然也可以選擇手動景深合成,這樣您可以選擇做多少個切面再合成,保證了足夠的靈活性。

集成化

另外,集成化程度高,已經(jīng)涵蓋了拍攝圖像、處理圖像等一切元件,不像體視鏡保存圖像還得單配軟件、相機等,這不但是一筆不小的支出,而且各元件的兼容性也會為以后的售后埋下隱患。

因為圖像直接反映在屏幕上,成像速度非常快,實現(xiàn)真正的實時成像,您不會錯過鏡下發(fā)生的一切。同時不需加額外的設備,可以實現(xiàn)多人觀察、討論;另外,圖像可以接在投影儀等大的圖像輸出設備上,方便教學、會議討論等更多人同時觀看。

多人同時在基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下觀察白蟻器官  左起第一位為宋敦倫老師

多人同時在基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下觀察白蟻器官

左起第一位為宋敦倫老師

智能化

操作方便的小小操作板,調(diào)節(jié)載物臺、微調(diào)焦都在這個小小的操作板上輕松實現(xiàn)。

鏡頭轉(zhuǎn)換處配有傳感器,能自動識別鏡頭倍率加注真實標尺,在圖像上實時加注真實的標尺,不需要再經(jīng)過麻煩的校準加標尺。

基恩士VHX-1000帶有小巧操控面板和鏡頭倍率自動識別傳感器

基恩士VHX-1000帶有小巧操控面板和鏡頭倍率自動識別傳感器

操作方便,提高效率

不需要太多的顯微鏡使用技巧,新手很容易上手,找到圖像,調(diào)節(jié)亮度、焦距、對比度等參數(shù),就可以拍出理想圖像。

做動畫很方便,配置高感度攝像機,可以動態(tài)記錄目標物的運動。

某大型昆蟲吞吃小幼蟲的視頻圖像(采訪設備有限,僅拍下靜態(tài)圖像)

某大型昆蟲吞吃小幼蟲的視頻圖像(采訪設備有限,僅拍下靜態(tài)圖像)

未來應用領(lǐng)域的拓展

動物學、農(nóng)學、園藝學都可以用這款顯微鏡,可以用于觀察昆蟲、小白鼠、花、種子、葉片,用于以上實驗模式生物的觀察、圖像保存、分類研究等。

 基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下的昆蟲(蜂)圖片

基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下的昆蟲(蜂)圖片

問題與建議:

1、只能在1600X1200的分辨率下做景深合成,為什么不能在最大分辨率4900X3600下做景深合成?

答:一般的電腦屏幕分辨率為1024X780,1600X1200已經(jīng)夠用了;高分辨率4900X3600下做景深合成,會嚴重降低景深合成的速度。

2、在VHX-1000顯微鏡下拍攝的圖像被拷到別的電腦后,色彩不好,清晰度變差

答:解決辦法,更換更好的顯示器,如蘋果等,圖像質(zhì)量將會有大的提升。

3、比較遺憾,VHX-1000不能進行熒光檢測

答:2013年7月,基恩士為生物領(lǐng)域研制的自動熒光顯微鏡BZ-9000將在中國首次展示,該顯微鏡有明視野、熒光、相差三種觀察方法,將會滿足用戶對熒光檢測的需求。

4、VHX-1000下的昆蟲身上有反光,如何解決?

配置反光環(huán),這個環(huán)可以去掉昆蟲身上的反光圈,提高昆蟲圖像的拍攝質(zhì)量。

宋敦倫副教授的個人簡介:

宋敦倫,中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院,副教授,昆蟲系副系主任。其主講的昆蟲生理結(jié)構(gòu)與功能系列課程是宋老師根據(jù)現(xiàn)代昆蟲學發(fā)展趨勢與教學的需求,在借鑒過去近百年我國昆蟲學教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上講解了昆蟲學的基本知識。主要內(nèi)容包括昆蟲的外部形態(tài)、內(nèi)部解剖和生理學、生物學、分類學及生態(tài)學等基礎(chǔ)知識。
 
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