Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Země vědec - dělá vědu s digitálním skenerem

Tato žijící vážka byla naskenována umístěním do otvoru v listu vlnité lepenky.

Přechod z filmu na digitální fotoaparáty má obrovský dopad na to, jak mohou amatérští vědci ukládat, analyzovat, katalogizovat a publikovat své snímky. Je možné říci, že digitální fotoaparáty a osobní počítače patří mezi nejdůležitější nástroje sady amatérských vědců.

Pokud je objekt dvourozměrný, mohou digitální skenery s plochou obrazovkou hrát významnou úlohu také ve vědě o zobrazování. Jsou ideální pro zhotovení obrázků s vysokým rozlišením listů, vážek, motýlů, částí prstence stromů, vzorků půdy a mnoha dalších předmětů.

Výhody a nevýhody skenování

Klíčovou výhodou digitálního skeneru je prakticky bez stínové osvětlení, protože skener poskytuje vlastní zdroj světla. Další výhodou je, že skenery netrpí zkreslením způsobeným objektivy fotoaparátu. Skenery jsou poměrně levné a mohou být použity pro mnoho aplikací mimo vědecké role popsané zde.

Kromě omezení dvou rozměrů je hlavní nevýhodou skenerů, že skenované objekty musí zapadat do obrazové roviny skeneru. Skenery jsou také mnohem větší než digitální fotoaparáty.

Barva pozadí

Většina objektů, které jsem skenovala, vypadala nejlépe s bílým pozadím. Vzhledem k tomu, že můj skener (HP Scanjet 3970) má ve víku 35 mm sklíčko skeneru, je nutné zakrytý objekt zakrýt nepřerušovaným pozadím. Dva nebo tři listy bílého 20 liber papíru fungují dobře.

Světlé objekty nejsou snadno viditelné při skenování na bílém pozadí typického víka skeneru. Pro zajištění kontrastu se světlými objekty umístěte černý papír před skenovaný objekt před zavřením víka. Pro speciální efekty můžete použít různé barvy.

Jak skenovat vážky

Celé roky jsem fotografoval vážky a damselflies tím, že tiše se plížil za nimi. S praxí je možné se dostat do několika centimetrů některých druhů. Zatímco obrazy v reálném světě, jako jsou tyto, jsou důležité, entomologové Forrest Mitchell a James L. Lasswell z Texas AgriLife Research and Extension Center v Stephenville v Texasu použili digitální skenování k vytvoření impozantní knihovny špičkových a bočních pohledů na mnoho vážek a damselflies .

Snímky na Digital Dragonflies byly vytvořeny ochlazením každého vzorku v chladničce, aby byl stále v průběhu skenování. Hmyz se pak umístil dozadu na skleněnou postel skeneru. Byly chráněny před rozdrcením víkem skeneru umístěním do obdélníku o rozměru 10 cm × 12 cm v podložce myši (podrobnosti naleznete na jejich webové stránce). Přístup k podložce je pravděpodobně nejlepší, ale zjistil jsem, že bude fungovat i běžná vlnitá lepenka.

Na základě mých zkušeností skenování vážek by se zdálo, že je možné skenovat motýly a můry. Silné sucho rozbilo populaci motýlů ve středním Texasu a zkusím tuto metodu, jakmile se motýli vrátí.

Fosílie a artefakty

Fosílie a artefakty s plochým povrchem jsou snadno snímatelné. Například jsem prohlédl fosilii trilobitu s dobrými výsledky. Dokonce i zvlněné stopy v bahně (nyní břidlice), na kterém stvoření odpočívá, byly zachyceny.

Před lety jsem na štěrkovém dně potoka, který hraničí s naší zemí, našel pazourkový artefakt. Artefakt je kovová škrabka, která je na obou stranách velmi plochá a snadno se snímala na bílém pozadí. Lze také skenovat špičky šipek a body kopí.

Rostliny

Listy mnoha druhů rostlin jsou snadno skenovány na bílém pozadí.

Hlavním omezením skenovaných listů je omezení velikosti, které představuje skener.

Pro dosažení nejlepších výsledků skenujte vzorky rostlin co nejdříve po jejich sběru. Pokud to není možné, ponechte vzorek na chladném místě nebo jej ponořte do vody. Listy mohou být potaženy voskem, proto je nutné po skenování vyčistit skleněné lůžko skeneru.

Barva naskenovaných listů se nemusí zdát pravdivá. Pokud tomu tak není, můžete použít program pro zpracování fotografií k opravě barvy. Zjistil jsem, že nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je podržet skutečný vzorek vedle monitoru a upravit barvu obrazu, dokud neodpovídá vzorku.

Peří

Většina letového a ocasního peří se snadno skenuje, ale bílé peří a bílé peří vyžadují tmavé pozadí. Například jsem jednou naskenoval plameňáka. Horní polovina peří byla růžová a byla v pořádku. Vzhledem k tomu, že spodní část peří byla bílá, byla na bílém pozadí sotva viditelná. Celé peří bylo viditelné, když na něj byl položen list černého papíru.

Půda a písek

Vzorky půdy a písku lze snadno skenovat. Světlé vzorky vyžadují černé pozadí. Takováto vyšetření jsou důležitá pro půdní vědu, protože umožňují srovnávání různých vzorků za stejných světelných podmínek.

Stejně jako u všech skenů může být třeba upravit barvy naskenovaných vzorků půdy a písku. Například, když jsem naskenoval vzorky světle zbarveného písku ze tří míst (obr. G), písek, který vypadal nejblíže k očnímu oku, nebyl při skenování tak bílý.

Voda může značně změnit barvu půdy a písku a skener umožňuje skenovat současně mokré i suché vzorky.

Strom kroužky

V MAKE, svazek 19, jsem popsal, jak skenovat roční růstové prstence v kmenech stromů a větvích, aby mohly být analyzovány pomocí softwaru ImageJ pro analýzu fotografií. Krátce použijte ostrou, jemně ozubenou pilu na řezy z větví a kmenů. Obnaženou plochu řezu přelepíme 100-tigrovým papírem a následným zrnitostí. Finální lesk je vyroben ze 400 nebo 600 papírů.

Dřevo, které bylo řezáno zeleně, by mělo být ponecháno nejméně jeden den před broušením vyschnout. Vzhled kroužků můžete vylepšit zvlhčením povrchu skenovaného vzorku.

Kultury mikrobů

Kultury bakterií a plísní se snadno ukládají digitálním skenováním. Objevení živých mikrobů v kouři biomasy v Texasu z poloostrova Yucatan, které objevila moje dcera Sarah, bylo umožněno vystavením Petrifilms (vyrobeného firmou 3M) okolnímu ovzduší ve dnech bez kouře a bez kouře.

(Viz článek: Sarah A. Mims a Forrest M. Mims III., Houbové spory jsou transportovány na velké vzdálenosti v kouři z požárů z biomasy, Atmospheric Environment 38, 651–655, 2004, makezine.com/go/smokespores.)

Pro potvrzení svého objevu Sarah vystavila Petrifilms kouř z hořící trávy a okolního čistého vzduchu. Filmy vystavené čistému vzduchu měly pouze několik bakterií a kolonií plísní. Ti vystavení kouři měli desítky kolonií - plus černý popel ze spálené trávy. Skenování těchto filmů poskytlo přesvědčivé důkazy o přítomnosti mikrobů v kouři biomasy.

Poznámky, náčrtky a kresby

Poznámky k terénu a skici lze snadno skenovat za účelem vysílání na webu nebo odesláním přátelům, nebo jednoduše poskytnout zálohu.

Mojí ambicí je prohledávat všechny mé notebooky a fotografické snímky a výtisky a tisíce výtisků, na kterých jsem zaznamenal údaje o slunci a obloze od května 1988. To bude hlavní úkol, který bude vyžadovat alespoň 10 GB úložného prostoru. . Ale celá kolekce se vejde na malý flash disk namísto pár těžkých souborů skříňky zásuvky.

Dále

Některé vzorky mají prospěch ze zahrnutí měřítka do naskenovaného obrazu. Pokud měřítko není dokonale rovné, můžete obraz narovnat v programu pro zpracování fotografií.

Můžete použít zdarma výkonný software ImageJ (stáhnout na rsbweb.nih.gov/ij) pro analýzu naskenovaných obrázků. (Podrobnosti o používání funkce ImageJ naleznete v sloupci MAKE, svazek 18).

Konečně, existuje mnoho non-vědecké aplikace pro digitální skenery, které jdou mnohem dál než kopírování dokumentů a fotografií. Například sběratelé známek a mincí mohou snadno digitalizovat své sbírky.

Podíl

Zanechat Komentář