2018년 9월 12일
여기, 우리는 3 차원에서 냉동 딸기 식물 이미지를 프로토콜 제시. 약간 다른 각도에서 위치 하는 두 개의 적외선 카메라는 3 차원에서 식물의 관찰 하는 빨간색-파란색 anaglyph 비디오를 생산 하는 데 사용 됩니다.
이 방법을 사용하면 일부 적외선 카메라에서는 어려울 수 있는 3차원에서 얼음 핵 형성 및 전파의 정확한 위치를 식별할 수 있습니다. 이 기술의 장점은 일반적인 2차원 비디오에서는 불가능한 깊이 정보를 제공한다는 것입니다. 인간은 적외선을 시각화할 수 없기 때문에 적외선을 감지하여 가시 스펙트럼으로 변환하는 카메라만이 결빙과 같은 발열 현상을 시각화할 수 있는 유일한 방법입니다.
우리는 이 시스템을 사용하여 딸기 식물의 얼어붙는 것을 설명하지만 시각적 이미지에서 깊이가 중요한 모든 프로젝트에 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 학습 곡선이 다소 어려운 소프트웨어를 사용하기 때문에 일부 사람들에게는 어려울 수 있습니다. 먼저 고정 스트랩과 작은 나무 블록으로 두 개의 적외선 또는 IR 카메라를 설정하여 렌즈의 올바른 수렴 각도를 생성합니다.
두 카메라는 동일한 물체에 대해 훈련해야 하지만 눈 사이의 거리에 따라 약간 다른 각도로 훈련해야 합니다. 두 카메라를 10 x 10cm 크기의 실험실 잭에 장착합니다. 텍스트 프로토콜에 따라 냉동고를 프로그래밍한 후, 2-5송이의 꽃이 있는 6주 된 딸기 식물 하나를 1리터 용기에 넣는다.
잭을 사용하여 두 카메라를 모두 수직으로 배치하여 두 이미지에 전체 식물과 토양의 일부가 포함되도록 합니다. 그런 다음 USB 커넥터를 사용하여 두 대의 카메라를 컴퓨터에 연결하고 두 개의 AC 콘센트를 두 카메라에 연결하여 플랜트를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 녹화를 위해 컴퓨터와 소프트웨어를 설정하려면 IR 카메라 소프트웨어 아이콘을 두 번 클릭하여 소프트웨어의 두 창을 엽니다.
그런 다음 도움말 메뉴의 지침에 따라 왼쪽 카메라를 왼쪽 창에 연결하고 오른쪽 카메라를 오른쪽 창에 연결합니다. 화면 캡처 소프트웨어를 열고 프레임을 클릭하고 드래그하여 두 카메라가 동시에 화면을 캡처할 수 있도록 두 카메라가 모두 포함되도록 캡처 프레임을 조정합니다. 두 카메라의 비디오 스트림은 오른쪽 및 왼쪽 이미지가 정확하게 동기화되도록 동시에 캡처해야 합니다.
화면 캡처 소프트웨어를 사용하면 이 작업을 매우 쉽게 수행할 수 있습니다. 그런 다음 컨트롤러 메뉴에서 실행을 선택하여 냉동실 프로그램을 시작하고 화면 캡처를 시작합니다. 그런 다음 창에서 녹음 버튼을 클릭하고 캡처되는 화면 영역을 보여주는 윤곽선이 빨간색으로 바뀌는지 확인합니다.
딸기 식물이 영하 8도까지 얼어붙는 것을 기록하고 냉동실의 온도를 1시간 동안 유지합니다. 비디오를 처리하려면 먼저 시중에서 판매되는 파일 변환 소프트웨어를 사용하여 화면 캡처 소프트웨어의 MP4 파일을 mov 파일로 변환하십시오. 그런 다음 프로젝트 패널 내부의 아무 곳이나 두 번 클릭하여 관심 있는 mov 파일을 이미징 소프트웨어로 가져오고 파일을 프로젝트 패널 하단의 컴포지션 아이콘으로 드래그합니다.
그런 다음 원본 비디오가 포함된 동일한 폴더에 프로젝트를 저장합니다. 미리보기 창 하단에서 관심 영역 아이콘을 클릭하고 왼쪽 카메라의 녹화만 윤곽을 그립니다. 동일한 mov 비디오를 컴포지션 아이콘으로 드래그하여 동일한 비디오의 두 번째 컴포지션을 만듭니다.
그런 다음 오른쪽 카메라로 이 단계를 반복합니다. 이제 왼쪽 보기에서 Composition, Crop Comp to Region of Interest를 선택합니다. 그런 다음 올바른 보기를 위해 이 단계를 반복합니다.
각 컴포지션의 이름을 변경하여 왼쪽과 오른쪽을 나타냅니다. 왼쪽 컴포지션을 클릭하여 강조 표시하고 상단의 메인 메뉴에서 Composition, Add to Render Queue를 선택합니다. 렌더링 대기열에서 출력 모듈을 클릭하고 비디오가 비디오로 렌더링되는지 확인합니다.
Output To를 클릭하고 비디오 이름을 Strawberry Left로 지정한 다음 원본 녹음 및 프로젝트와 동일한 폴더에 저장합니다. Save(저장)를 클릭한 다음 렌더링 패널의 오른쪽 상단에 있는 Render(렌더) 버튼을 클릭합니다. Strawberry Right 컴포지션에 대해 렌더링을 반복합니다.
그런 다음 프로젝트 패널을 두 번 클릭하고 렌더링된 Strawberry Left 및 Strawberry Right 비디오를 가져옵니다. 두 비디오를 모두 강조 표시하고 프로젝트 패널 하단의 컴포지션 아이콘으로 드래그합니다. Still Duration(스틸 지속 시간)을 묻는 팝업 화면에서 3시간 동안 5개의 0이 있는 3을 입력합니다.
컴포지션 패널의 맨 위 레이어를 강조 표시하고 맨 위에 있는 메뉴에서 Effect, Perspective, 3D Glasses를 선택합니다. 제어판에서 왼쪽 보기의 오른쪽에 있는 상자를 클릭합니다. 드롭다운 메뉴의 컴포지션 패널에 있는 두 비디오를 나열하고 왼쪽 보기의 목록에서 비디오를 강조 표시합니다.
그런 다음 올바른 보기를 위해 이 단계를 반복합니다. 3D 보기 오른쪽 상자에서 빨강, 파랑 LR을 선택합니다. 빨간색-파란색 안경을 사용하여 프로젝트 패널에서 뷰를 검사합니다. 3D 뷰가 잘못된 것 같으면 왼쪽-오른쪽 교체를 클릭합니다.
Scene Convergence 및 Vertical Alignment를 조정하여 고스팅과 눈의 피로를 제거합니다. 비디오의 3D 측면이 허용되는 경우 이 비디오의 앞부분에서 설명한 것처럼 컴포지션을 클릭하여 강조 표시하고 컴포지션, 렌더 큐에 추가를 선택합니다. 마지막으로 비디오를 렌더링합니다.
이 IR 비디오는 잎이 꽃보다 높은 온도에서 얼어 붙는 것을 보여 주지만 얼어 붙는 것이 반드시 각 잎의 같은 위치에서 시작되는 것은 아닙니다. 잎이 얼면 얼어붙는 것이 잎자루를 따라 식물의 왕관까지 진행되었습니다. 기온이 1도에서 2도 떨어지면 꽃은 꽃받침에서 시작하여 꽃잎과 용기로 퍼지기 전에 얼어 붙었습니다.
2D 적외선 이미지와 안경을 쓴 3D 이미지를 비교할 때 3D 이미지를 통해 나뭇잎과 꽃이 얼어붙은 순서를 더 쉽게 정확하게 파악할 수 있었습니다. 이 밀 뿌리는 이탄으로 구성된 성장 매체에 담그고 뿌리가 얼도록 하기 위해 얼기 전에 얼음 부스러기를 추가했습니다. 동결 핵형성은 약 섭씨 영하 0.5도에서 발생했으며, 오른쪽의 뿌리를 따라 중간에 발생했습니다.
그런 다음 얼어붙은 것은 식물의 왕관까지 위쪽으로 진행되어 바깥쪽 잎의 바닥이 얼어붙은 다음 식물 뒤쪽의 뿌리로 아래로 내려갑니다. 3D 투시가 없으면 특정 뿌리가 얼어붙은 순서를 결정하는 것이 거의 불가능합니다. 각 카메라가 촬영 중인 물체의 동일한 위치를 향하도록 카메라를 배치하는 것이 중요합니다.
이 데모에서 사용한 카메라를 사용하면 3D 애너글리프 비디오를 제작하기 위한 각도가 올바른지 확인할 수 있습니다. 이 절차는 서로 다른 각도에서 두 장의 사진만 촬영하여 모든 물체의 비디오와 3D 정지 이미지를 생성하는 데 사용할 수 있습니다.
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이 문서는 적외선 카메라를 사용하여 딸기 식물의 동결을 3차원으로 영상화하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 기술은 표준 2차원 비디오로는 불가능한 깊이 정보를 제공하여 얼음 핵생성 및 전파의 시각화를 가능하게 합니다.
Three-dimensional infrared imaging of plant freezing events enables precise spatial mapping of ice nucleation and propagation, addressing a key challenge in quantifying dynamic thermal processes in biological systems. This capability enhances predictive confidence in phenotypic screening and supports translational research for crop resilience. The protocol's depth-resolved outputs are directly relevant for R&D teams seeking to de-risk biological variability in early discovery and preclinical model development.
This 3D infrared imaging protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum, providing critical spatial and temporal data for hypothesis testing and model validation.