12 בספטמבר 2018
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשיקוף צמח תות שדה קפוא 3 מידות. שתי מצלמות אינפרא אדום מוצבים בזווית שונה במקצת משמשים להפקת סרט אדום-כחול טכנולוגיית להתבונן על הקפאת של הצמח 3 מימדים.
שיטה זו תאפשר לך לזהות את המיקום המדויק של גרעין הקרח והתפשטותו בתלת מימד, מה שיכול להיות קשה עם כמה מצלמות אינפרא אדום. היתרון של טכניקה זו הוא שהיא מספקת מידע עומק, מה שלא אפשרי עם וידאו דו מימדי רגיל. מכיוון שבני אדם אינם יכולים לדמיין קרינת אינפרא אדום, מצלמה שמזהה אינפרא אדום וממירה אותו לספקטרום הנראה היא הדרך היחידה לדמיין אירועים מייצרי חום, כגון הקפאה.
למרות שאנו משתמשים במערכת זו כדי להמחיש הקפאה בצמח תות, ניתן להשתמש בה בכל פרויקט שבו העומק חשוב בתמונה חזותית. הפרוטוקול עשוי להיות קשה עבור חלק מכיוון שהוא כרוך בשימוש בתוכנה עם עקומת למידה מעט קשה. כדי להתחיל, עם רצועות הידוק וגוש עץ קטן, הגדר שתי מצלמות אינפרא אדום, או IR, כדי לייצר את זווית ההתכנסות הנכונה של העדשות.
יש לאמן את שתי המצלמות על אותו אובייקט, אך בזוויות מעט שונות, המתאימות למרחק בין העיניים. התקן את שתי המצלמות לשקע מעבדה בגודל 10 על 10 סנטימטר. לאחר תכנות מקפיא לפי פרוטוקול הטקסט, הניחו צמח תות אחד בן שישה שבועות עם שניים עד חמישה פרחים במיכל של ליטר אחד בפנים.
השתמש בשקע כדי למקם את שתי המצלמות בצורה אנכית כך ששתי התמונות יכילו את הצמח כולו וחלק מהאדמה. לאחר מכן, עם מחבר ה-USB, חבר את שתי המצלמות למחשב, וחבר את שני שקעי ה-AC לשתי המצלמות כדי לאפשר ניטור רציף של הצמחים. כדי להגדיר את המחשב והתוכנה להקלטה, פתח שני חלונות של התוכנה על ידי לחיצה כפולה על הסמל של תוכנת מצלמת ה-IR פעמיים.
לאחר מכן, עקוב אחר ההוראות בתפריט העזרה כדי לחבר את המצלמה השמאלית לחלון השמאלי ואת המצלמה הימנית לחלון הימני. פתח את תוכנת לכידת המסך והתאם את מסגרת הלכידה על ידי לחיצה וגרירה של המסגרת כך שתכלול את שתי המצלמות כדי לאפשר צילום מסך בו זמנית של שתי המצלמות. יש לצלם זרמי וידאו משתי המצלמות בו זמנית כך שהתמונות הימנית והשמאלית יסונכרנו במדויק.
תוכנת לכידת המסך תאפשר לך לעשות זאת בקלות רבה. לאחר מכן, בתפריט הבקר, הפעל את תוכנית המקפיא על ידי בחירה בהפעלה והתחל את לכידת המסך. לאחר מכן, לחץ על הקלטה כפתור בחלון, וודא שהמתאר המציג את אזור המסך המצולם הופך לאדום.
רשום את צמח התות קופא למינוס שמונה מעלות צלזיוס, והחזק את טמפרטורת המקפיא למשך שעה. כדי לעבד את הסרטונים, המר תחילה את קובץ ה-MP4 מתוכנת לכידת המסך לקובץ mov, באמצעות תוכנת המרת קבצים זמינה מסחרית. לאחר מכן, לחצו פעמיים במקום כלשהו בחלונית הפרויקט כדי לייבא את קובץ ה-mov המעניין לתוכנת ההדמיה, וגררו את הקובץ לסמל קומפוזיציה בתחתית חלונית הפרויקט.
לאחר מכן, שמור את הפרויקט באותה תיקיה המכילה את הסרטונים המקוריים. לאורך החלק התחתון של חלון התצוגה המקדימה, לחץ על אזור העניין סמל, ותאר רק את ההקלטה מהמצלמה השמאלית. גרור את אותו סרטון mov לסמל קומפוזיציה כדי ליצור קומפוזיציה שנייה של אותו סרטון.
לאחר מכן, חזור על שלב זה עם המצלמה הנכונה. כעת, בחר Composition, Crop Comp to Region of Interest עבור התצוגה השמאלית. לאחר מכן, חזור על שלב זה לתצוגה הנכונה.
שנה את השם של כל קומפוזיציה כדי לציין מי שמאל ומימין. סמן את הקומפוזיציה השמאלית על ידי לחיצה עליה, ובתפריט הראשי בחלק העליון, בחר קומפוזיציה, הוסף לתור העיבוד. בתור העיבוד, לחץ על מודול פלט, וודא שהסרטון יוצג כסרטון.
לחץ על פלט אל, תן שם לסרטון Strawberry Left ושמור אותו באותה תיקיה כמו ההקלטה המקורית והפרויקט. לחצו על 'שמור' ולאחר מכן לחצו על הלחצן 'רינדור' בפינה הימנית העליונה של חלונית הרינדור. חזור על העיבוד עבור הרכב Strawberry Right.
לאחר מכן, לחץ פעמיים על לוח הפרויקט וייבא את סרטוני Strawberry Left ו-Strawberry Right המעובדים. סמן את שני הסרטונים וגרור אותם לסמל קומפוזיציה בתחתית חלונית הפרויקט. במסך המוקפץ המבקש את משך הסטילס, הזן שלוש עם חמישה אפסים למשך שלוש שעות.
סמנו את השכבה העליונה של החלונית 'קומפוזיציה', ומהתפריט בחלק העליון, בחרו 'אפקט', 'פרספקטיבה', 'משקפי תלת-ממד'. בלוח הבקרה, לחץ על התיבה מימין לתצוגה השמאלית. רשום את שני הסרטונים בחלונית הקומפוזיציה בתפריט נפתח, וסמן את הסרטון ברשימה לתצוגה השמאלית.
לאחר מכן, חזור על שלב זה לתצוגה הנכונה. בתיבה משמאל לתצוגה תלת-ממדית, בחר אדום כחול LR. בעזרת משקפיים אדומים-כחולים, בדוק את התצוגה בלוח הפרויקט. אם התצוגה התלת-ממדית נראית שגויה, לחץ על Swap Left-Right.
התאימו את התכנסות הסצנה ואת היישור האנכי כדי למנוע רוחות רפאים ועומס על העיניים. כאשר ההיבט התלת-ממדי של הסרטון מקובל, הדגישו את הקומפוזיציה על ידי לחיצה עליה ובחרו קומפוזיציה, הוסף לתור הרינדור, כפי שהודגם קודם לכן בסרטון זה. לבסוף, עבדו את הסרטון.
סרטון IR זה מראה שעלים קפאו בטמפרטורה גבוהה יותר מאשר פרחים, אם כי ההקפאה לא בהכרח התחילה באותו מיקום על כל עלה. ברגע שהעלים קפאו, ההקפאה התקדמה במורד הפטוטרת עד לכתר הצמח. כאשר הטמפרטורה ירדה במעלה אחת עד שתיים, הפרחים קפאו, החל מהגביע, לפני שהתפשטו לעלי הכותרת ולכלי הקיבול.
כאשר משווים את תמונת האינפרא אדום הדו-ממדית למשקפיים התלת-ממדיים, התמונה התלת-ממדית הקלה על קביעת הסדר שבו העלים והפרחים קפאו. שורשי החיטה הללו היו שקועים במצע גידול המורכב מכבול, ושבבי קרח נוספו לפני ההקפאה כדי להבטיח שהשורשים יקפאו. גרעין הקפאה התרחש בערך במינוס 0.5 מעלות צלזיוס, באמצע הדרך לאורך שורש בצד ימין.
לאחר מכן ההקפאה התקדמה כלפי מעלה לכותרת הצמח, וגרמה לבסיס העלים החיצוניים לקפוא, ואז למטה לשורשים, בחלק האחורי של הצמח. שימו לב שללא הפרספקטיבה התלת-ממדית, כמעט בלתי אפשרי לקבוע את הסדר שבו השורשים הספציפיים קפאו. חשוב למקם את המצלמה כך שכל אחת מהן תהיה מכוונת לאותו מיקום על האובייקט המצולם.
שימוש במצלמות בהן השתמשנו בהדגמה זו יבטיח שהזווית נכונה להפקת סרטון אנאגליף תלת מימדי. ניתן להשתמש בהליך זה ליצירת וידאו, כמו גם תמונות סטילס תלת מימדיות של כל אובייקט על ידי צילום שתי תמונות בלבד מזוויות שונות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מציג פרוטוקול להדמיה בתלת-ממד של קפיאת צמח תות באמצעות מצלמות אינפרה-אדום. טכניקה זו מאפשרת ויזואליזציה של גרעיני קרח והתפשטותם, ומספקת מידע על עומק שאינו ניתן להשגה באמצעות וידאו דו-ממדי סטנדרטי.
הדמיה בתלת-ממד באינפרא-אדום של אירועי קיפאון בצמחים מאפשרת מיפוי מרחבי מדויק של גרעין קרח והתפשטותו, ובכך נותנת מענה לאתגר מרכזי בכימות תהליכים תרמיים דינמיים במערכות ביולוגיות. יכולת זו משפרת את רמת הוודאות החזויה בסריקה פנוטיפית ותומכת במחקר טרנסלציוני לעמידות של גידולים חקלאיים. התוצאים של הפרוטוקול, בעלי רזולוציית עומק, רלוונטיים ישירות עבור צוותי מו"פ השואפים להפחית סיכונים הנובעים משונות ביולוגית בשלבי הגילוי המוקדמים ובפיתוח מודלים פרה-קליניים.
פרוטוקול דימות זה באינפרא-אדום בתלת-ממד משתלב ברצף השלב שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני, ומספק נתונים מרחביים וזמניים קריטיים לבדיקת היפותזות ותיקוף מודלים.