Een nieuwe camera laat zien hoe dit eruit ziet

By | January 29, 2024

Dit artikel is beoordeeld in overeenstemming met het redactionele proces en de richtlijnen van Science X. De redactie heeft de volgende kenmerken benadrukt en tegelijkertijd de geloofwaardigheid van de inhoud gewaarborgd:

op feiten gecontroleerd

peer-reviewed publicatie

betrouwbare bron

geschreven door onderzoekers

Proeflezen


Door de kleuren te visualiseren die door vogels worden waargenomen, worden de ultraviolette patronen onthuld die normaal gesproken voor ons verborgen zijn. Fotocredit: Vasas et al. (2024) PLOS Biologie, verstrekt door auteur

× dichtbij


Door de kleuren te visualiseren die door vogels worden waargenomen, worden de ultraviolette patronen onthuld die normaal gesproken voor ons verborgen zijn. Fotocredit: Vasas et al. (2024) PLOS Biologie, verstrekt door auteur

Als je ooit hebt gewenst dat je de wereld door de ogen van een ander dier zou kunnen zien, dan hebben we goed nieuws voor je. We stelden onszelf dezelfde vraag en creëerden als wetenschappers gespecialiseerd in kleurwaarneming een oplossing: een camerasysteem en een softwarepakket waarmee je video’s in dierenkleuren kunt opnemen.

Veel dieren, waaronder bijen, vogels en zelfs zoogdieren zoals rendieren en muizen, kunnen ultraviolet licht detecteren. In feite is het gebrek aan UV-gevoeligheid bij mensen eerder uitzondering dan regel. Aan de andere kant van het spectrum van zichtbaar licht hebben menselijke ogen receptoren die reageren op rood, terwijl veel dieren – waaronder bijen, muizen en honden – net zo blind zijn voor rood als wij voor ultraviolet licht.

Zelfs als het gaat om de tinten blauw en groen, kleuren die in het hele dierenrijk worden waargenomen, is de exacte golflengte van het licht dat een dier als ‘puur blauw’ of ‘puur groen’ waarneemt, specifiek voor de soort. Dit betekent dat niemand er twee kan zien. soorten van de wereld in dezelfde kleuren.

We nodigen je uit om naar de lucht te staren en te erkennen dat het blauw ervan het gezamenlijke product is van de verstrooiing van zonlicht in de atmosfeer en je eigen sensorische systeem. De kleur die je ziet is specifiek voor jou; bij veel dieren is de lucht zelfs ultraviolet gekleurd.

Sla nu langzaam je blik neer en probeer je voor te stellen hoe de rest van het landschap er voor andere soorten uit zou kunnen zien. Met ons nieuwe camerasysteem zijn we een stap dichter bij het begrijpen van deze prachtige, vreemde wereld waarin andere dieren leven.

Leg de wereld in beweging vast

Hoewel het voor ons onmogelijk is ons voor te stellen hoe ultraviolet licht eruitziet voor de dieren die het kunnen waarnemen, kunnen we het visualiseren met behulp van kunstmatig gekleurde beelden. Bij honingbijen, die gevoelig zijn voor drie soorten licht (ultraviolet, blauw en groen), kunnen we bijvoorbeeld hun waargenomen kleuren verschuiven naar het bereik dat zichtbaar is voor mensen, zodat ultraviolet wordt weergegeven als blauw, blauw naar groen en groen. naar rood.

Tot nu toe hebben we deze procedure alleen kunnen toepassen op onroerende objecten. Bij valsekleurenfotografie wordt een reeks foto’s door een reeks optische filters genomen en deze vervolgens over elkaar heen gelegd. Deze sequentiële methode houdt in dat alles op alle foto’s exact dezelfde positie moet hebben.

Dit is een ernstig nadeel. Dit is een moeizaam proces dat het aantal objecten beperkt dat realistisch kan worden afgebeeld. Om bijvoorbeeld een iriserende pauwenveer vanuit honderd verschillende hoeken te fotograferen, zou je elk filter honderd keer aan en uit moeten draaien.

Erger nog, alle bewegingsgerelateerde informatie wordt weggegooid. Maar de wereld van levende wezens is voortdurend in beweging: bomen zwaaien in de wind, bladeren fladderen, vogels hoppen langs takken en zoeken naar insecten die rondscharrelen in het struikgewas. We hadden een manier nodig om al deze bewegingen te visualiseren.

De eerste uitdaging was het ontwikkelen van een camera die tegelijkertijd in ultraviolet en zichtbaar licht zou opnemen. De oplossing was een straalsplitser. Dit speciale optische apparaat reflecteert ultraviolet licht als een spiegel, maar laat zichtbaar licht door, net als helder glas.

We hebben twee camera’s (niets bijzonders, dezelfde soort die je in winkels en online kunt kopen, maar aangepast om op te nemen in het ultraviolette bereik) in een 3D-geprinte behuizing geplaatst, zodat de aangepaste camera gereflecteerd ultraviolet licht ontving, terwijl een standaardcamera uitgezonden ultraviolet licht ontving. zichtbaar licht. We hebben de beelden van deze twee camera’s over elkaar gelegd en gesynchroniseerd, en via een reeks conversiestappen konden we de hoeveelheid licht berekenen die de sensoren van elke camera had bereikt.

Hieruit konden we een schatting maken van de hoeveelheid licht die het oog van een dier zou hebben opgevangen als het de scène vanuit de hoek van onze camera had gezien.

Probeer het zelf

We hebben alle code die nodig is om de videoconversies en de camerasysteemplannen te implementeren gratis online beschikbaar gemaakt, samen met onze beste poging om uit te leggen hoe je de camera helemaal opnieuw kunt bouwen.

Ons doel is dat andere onderzoekers hun eigen camera’s bouwen en deze gebruiken om hun eigen vragen te beantwoorden over hoe andere soorten de wereld zien. Er zijn zoveel mogelijkheden.

We kunnen de dansen van pauwen opnemen en zien hoe oogverblindend hun veren er voor pauwinnen uitzien. De irisatie van deze veren reikt tot in het ultraviolet – onze beelden laten zien dat de veren voor hun doelgroep nog kleurrijker lijken dan voor ons.

We kunnen precies beschrijven hoe de angstaanjagende vertoningen van rupsen op hun roofvogels lijken, en begrijpen waarom de onverwachte flits van kleurrijke patronen hen wegjaagt. We kunnen vragen stellen over hoe dieren zich tussen plekken op de bosbodem bewegen om hun kleuren te tonen of te verbergen.

Ook kunnen wij beeldregistraties van vlinders en andere insecten uit museumcollecties maken en conversies van dierbeelden aanbieden als onderdeel van een digitale bibliotheek. En we kunnen ervoor zorgen dat glazen gevels voldoende zichtbaar zijn voor vogels die er anders mee in botsing zouden kunnen komen.

Maar de meest opwindende vragen zullen de vragen zijn waar we nog over moeten nadenken. Pas nu we zijn begonnen met het opnemen van video’s van de natuurlijke wereld in de kleuren die dieren zien, beginnen we te merken hoeveel informatie er beschikbaar is. Ontdekkingen wachten op u in uw eigen tuin.

Tijdschriftinformatie:
PLoS-biologie

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *