홍콩 해역에 좌초된 오무라 고래를 예로 사용한 고래류 골격의 사진 측량 3차원 모델링 및 인쇄(Photogrammetric Three-dimensional Modeling and Printing of Cetacean Skeleton Using an Omura's Whale Stranded in Hong Kong Waters)

Brian C. W. Kot; Henry  C. L. Tsui; Tabris  Y. T. Chung; Wo  Wing Cheng; Thomas Mui; Madelyn  Y. L. Lo; Tadasu  K. Yamada; Kent Mori; Richard  A. L. Brown

doi:10.3791/61700

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방법 논문

홍콩 해역에 좌초된 오무라 고래를 예로 사용한 고래류 골격의 사진 측량 3차원 모델링 및 인쇄(Photogrammetric Three-dimensional Modeling and Printing of Cetacean Skeleton Using an Omura's Whale Stranded in Hong Kong Waters)

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DOI:

10.3791/61700

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2020년 9월 3일

Brian C. W. Kot^*¹^,² , Henry C. L. Tsui² , Tabris Y. T. Chung² , Wo Wing Cheng¹ , Thomas Mui¹ , Madelyn Y. L. Lo³ , Tadasu K. Yamada⁴ , Kent Mori⁴ , Richard A. L. Brown^*¹

¹Department of Infectious Diseases and Public Health, Jockey Club College of Veterinary Medicine and Life Sciences, City University of Hong Kong, ²State Key Laboratory of Marine Pollution, City University of Hong Kong, ³Office of the Vice-President (Development & External Relations), City University of Hong Kong, ⁴National Museum of Nature and Science

^* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

반쯤 탈지된 수염고래의 뼈 형태는 DSLR 카메라를 사용한 사진 측량으로 문서화하여 컴퓨터로 3차원(3D) 모델을 생성했으며, 이 모델은 전시 및 교육 목적으로 원본의 절반 크기 복제품으로 3D 인쇄되었습니다.

초록

고래류, 특히 수염고래 골격의 준비는 높은 지질 함량과 흔하지 않은 크기로 인해 큰 도전을 제시합니다. 골격 형태에 대한 문서화는 연구 및 교육 목적 모두를 위해 정확하고 신뢰할 수 있는 모델을 생성하는 데 중요합니다. 이 논문에서는 2014년 홍콩 해역에 좌초된 10.8m 길이의 오무라 고래를 예시로 사용했습니다. 이 희귀하고 거대한 표본은 살을 벗기고, 침식하고, 햇볕에 건조시켜 연구 및 공개 전시를 위해 골격을 산출했습니다. 그런 다음 각 뼈의 형태를 사진 측량으로 문서화했습니다. 골격의 복잡한 윤곽으로 인해 자동 사진 촬영이 부적절했으며 다양한 크기와 모양의 뼈에 3가지 수동 방법이 사용되었습니다. 캡처된 사진은 166개의 개별 뼈의 3차원(3D) 모델을 생성하기 위해 처리되었습니다. 골격은 전시 목적으로 폴리락트산으로 절반 크기로 인쇄되었는데, 이는 잔류 지방 함량이 높은 실제 고래류 뼈보다 유지 관리가 더 쉬웠습니다. 인쇄된 뼈는 Ce1과 관절을 이루는 휨 있는 배쪽 영역과 꼬리 과두 패싯을 포함하여 표본의 대부분의 해부학적 특징을 반영했지만, Balaenoptera omurai의 진단적 특성인 parieto-squamosal 봉합사의 유공(foramina)과 측면 가장자리의 뒤쪽 끝에 있는 전두골의 움푹 들어간 홈은 명확하게 나타나지 않았습니다. 모델의 정밀도를 향상시키기 위해 세심한 디테일이 있는 영역에서 추가 사진 촬영 또는 3D 표면 스캔을 수행해야 합니다. 3D 골격의 전자 파일은 전 세계 청중에게 도달하고 전 세계 연구자들 간의 과학적 협력을 촉진하기 위해 온라인에 게시되었습니다.

서론

고래류 좌초는 고래의 생활사, 생물학적 건강 및 프로필뿐만 아니라 인위적 행동이 생태계에 미치는 영향에 대해 배울 수 있는 귀중한 기회를 제공합니다. 3차원(3D) 표현 및 모델링을 통해 생체 역학 계산에 사용할 수 있는 형태 측정 값을 정확하게 표현할 수 있으며 다양한 생리학적 행동에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다¹. 형태학적 적응을 통해 이 동물들은 바다에서 생존할 수 있었고, 좌초된 고래류에서 관찰된 일부 병리학은 고래의 생물학적 건강과 프로필, 인위적 및 비인위적 환경 또는 사망 원인을 밝힐 수 있습니다 ^2,3. 외상성 충돌에 따른 뼈 병변은 동물이 엄청난 수중 압력 하에서 계속 수영해야 하기 때문에 치유되지 않은 상태로 남아 있을 수 있습니다⁴. 해양 포유류의 경우, 압박 및 치명적이지 않은 가스 색전증은 뼈로의 혈액 공급을 감소시켜 기압외상을 유발할 수 있다⁵. 불리한 뼈 재형성은 통증과 척추 이동성 감소를 초래하여 포식이나 다른 위협에 대한 생존을 위태롭게 할 수 있습니다. 전 세계적으....