植物の凍結の三次元赤外線ビデオを制作するためのプロトコル

この方法により、一部の赤外線カメラでは難しい氷の核形成と伝播の正確な位置を3次元で特定できます。この手法の利点は、通常の 2 次元ビデオでは不可能な深度情報を提供できることです。人間は赤外線を視覚化できないため、赤外線を検出して可視スペクトルに変換するカメラが、凍結などの発熱イベントを視覚化する唯一の方法です。

このシステムは、イチゴの植物の凍結を説明するために使用していますが、視覚的なイメージで奥行きが重要なプロジェクトでも使用できます。このプロトコルは、学習曲線がやや難しいソフトウェアを使用する必要があるため、一部の人にとっては難しいかもしれません。まず、固定ストラップと小さな木のブロックを使用して、2台の赤外線カメラ(IRカメラ)をセットアップして、レンズの正しい収束角度を生成します。

2 つのカメラは、同じオブジェクトにトレーニングする必要がありますが、目の間の距離に対応する角度がわずかに異なります。両方のカメラを 10 x 10 cm のラボ用ジャックに取り付けます。テキストプロトコルに従って冷凍庫をプログラミングした後、生後6週間のイチゴ植物1つと2〜5個の花を1リットルの容器に入れます。

ジャッキを使用して両方のカメラを垂直に配置し、2つの画像に植物全体と土壌の一部が含まれるようにします。次に、USBコネクタを使用して、2台のカメラをコンピューターに接続し、2つのACコンセントを両方のカメラに差し込むと、プラントの継続的な監視が可能になります。パソコンとソフトウェアを録画するように設定するには、IRカメラソフトウェアのアイコンを2回ダブルクリックして、ソフトウェアの2つのウィンドウを開きます。

次に、ヘルプメニューの指示に従って、左のカメラを左のウィンドウに接続し、右のカメラを右のウィンドウに接続します。画面キャプチャソフトウェアを開き、フレームをクリックしてドラッグし、両方のカメラが含まれるようにキャプチャフレームを調整し、両方のカメラを同時に画面キャプチャできるようにします。2台のカメラからのビデオストリームは、左右の画像が正確に同期されるように、同時にキャプチャする必要があります。

画面キャプチャソフトウェアを使用すると、これを非常に簡単に行うことができます。次に、コントローラーメニューで[実行]を選択して冷凍庫プログラムを開始し、画面キャプチャを開始します。次に、ウィンドウの[記録]ボタンをクリックし、キャプチャされている画面の領域を示すアウトラインが赤に変わることを確認します。

イチゴの苗がマイナス8°Cまで凍った様子を記録し、冷凍庫の温度を1時間保持します。動画を処理するには、まず市販のファイル変換ソフトを使って、スクリーンキャプチャソフトのMP4ファイルをmovファイルに変換します。次に、プロジェクトパネル内の任意の場所をダブルクリックして、目的のmovファイルをイメージングソフトウェアにインポートし、ファイルをプロジェクトパネルの下部にあるコンポジションアイコンにドラッグします。

次に、元のビデオが保存されているのと同じフォルダにプロジェクトを保存します。プレビューウィンドウの下部にある[関心領域]アイコンをクリックし、左カメラからの録画のみのアウトラインを表示します。同じ mov ビデオをコンポジションアイコンにドラッグして、同じビデオの 2 番目のコンポジションを作成します。

次に、右のカメラでこの手順を繰り返します。次に、左側のビューで[コンポジション]、[コンポジションを関心領域に切り抜く]を選択します。次に、正しいビューに対してこの手順を繰り返します。

各コンポジションの名前を変更して、左と右がどちらであるかを示します。左側のコンポジションをクリックして強調表示し、上部のメインメニューで [コンポジション]、[レンダー キューに追加] の順に選択します。レンダー キューで [Output Module] をクリックし、ビデオがビデオとしてレンダリングされることを確認します。

[出力先]をクリックし、ビデオに「Strawberry Left」という名前を付けて、元の録画およびプロジェクトと同じフォルダーに保存します。「保存」をクリックし、レンダリングパネルの右上にある「レンダリング」ボタンをクリックします。Strawberry Rightコンポジションのレンダリングを繰り返します。

次に、プロジェクトパネルをダブルクリックし、レンダリングされたStrawberry LeftとStrawberry Rightのビデオをインポートします。両方のビデオをハイライト表示し、プロジェクトパネルの下部にあるコンポジションアイコンにドラッグします。静止画の持続時間を求めるポップアップ画面で、3 と 5 つのゼロを入力して 3 時間の長さにします。

コンポジションパネルの一番上のレイヤーをハイライト表示し、上部のメニューから「エフェクト」、「パース」、「3Dメガネ」を選択します。コントロールパネルで、左ビューの右側にあるボックスをクリックします。コンポジションパネルのドロップダウンメニューに 2 つのビデオをリストアップし、左側のビューでリスト内のビデオをハイライト表示します。

次に、正しいビューに対してこの手順を繰り返します。[3D ビュー]の右側にあるボックスで、[赤、青、LR]を選択します。赤と青のメガネを使用して、プロジェクトパネルのビューを確認します。3D ビューが正しくないと思われる場合は、[Swap Left-Right] をクリックします。

シーンの収束と垂直方向の配置を調整して、ゴーストや目の疲れを防ぎます。ビデオの 3D アスペクトが許容範囲内である場合は、コンポジションをクリックしてハイライト表示し、このビデオで前述したように [コンポジション]、[レンダー キューに追加] の順に選択します。最後に、ビデオをレンダリングします。

このIRビデオは、葉が花よりも高い温度で凍結したことを示していますが、凍結は必ずしも各葉の同じ位置で始まるわけではありません。葉が凍ると、凍結は葉柄を下って植物の冠まで進行しました。気温が1〜2度下がると、花は萼から始まり、花びらと容器に広がる前に凍りました。

2D赤外線画像とメガネをかけた3D画像を比較すると、3D画像により、葉や花が凍る順序を正確に判断しやすかったです。これらの小麦の根は、泥炭で構成された成長培地に沈められ、根が凍るように凍結する前に氷の削りくずが加えられました。凍結核形成は、摂氏マイナス0.5度付近、右側の根の中間で発生しました。

その後、凍結は植物の冠まで上向きに進行し、外側の葉の基部が凍結し、次に植物の後ろにある根に下向きに進みました。3D パースペクティブがなければ、特定の根が凍結した順序を決定することはほぼ不可能であることに注意してください。カメラを配置して、各カメラが撮影対象の同じ位置に向けられるようにすることが重要です。

このデモで使用したカメラを使用すると、3D アナグリフ ビデオを作成するための角度が正しいことを確認できます。この手順は、ビデオを生成するだけでなく、異なる角度から2枚の写真を撮るだけで、任意のオブジェクトの3D静止画像を生成するために使用できます。