新相机使用与动物可见的颜色相同的颜色捕获图像 • Earth.com

一种新的摄像系统技术将改变生态学家和电影制片人理解和可视化自然环境中不同动物颜色感知的方式。

该研究由 Vera Vasas 领导 萨塞克斯大学，英国和汉利色彩实验室的同事 乔治梅森大学， 我们。

动物如何看到颜色？

传统上，不同物种独特的视觉世界对人类来说在很大程度上仍然是个谜。 许多动物，例如蜜蜂和一些 那些鸟儿， 感知超出人类能力的颜色，例如紫外线。

这种差异源于它们眼睛中感光细胞的多样性。 了解这些颜色感知对于深入了解动物交流和导航至关重要。

虽然伪彩色摄影让人们得以一睹这个世界，但它受到诸如耗时的过程、特定的照明要求以及无法捕捉运动等限制的阻碍。

为了应对这些挑战，研究团队开发了一种先进的相机和软件系统，能够在自然光照条件下记录和处理视频剪辑。

相机像动物一样看到颜色

如图所示系统以四种颜色通道进行记录：蓝色、绿色、红色和紫外线。 然后，它将这些数据转换为“感知单位”——本质上是将它们转换为一种基于已知光感受器数据复制动物视觉的格式。

令人印象深刻的是，与传统的分光光度法相比，这个新系统在预测动物所看到的颜色方面的准确率超过 92%。

这项创新为科学研究开辟了前所未有的视野。 它为科学家提供了一种工具来探索科学家眼中动态、多彩的世界 各种类型。

此外，电影制作人现在可以在作品中创造更准确、更引人入胜的动物视觉表现。

该系统的实用性进一步增强，其结构采用现成的商用相机，封装在模块化 3D 打印外壳中。

此外，随附的软件是开源的，需要研究界的进一步开发和适应。

例如，在这张照片中，相机捕捉到绿色森林中的一只知更鸟，但它展示了这个美丽的自然场景 就像通过鸟类的眼睛看到的那样。

缩小人类与动物之间的差距

资深作者丹尼尔·汉利雄辩地总结了该项目的重要性。

“长期以来，我们对动物看待世界的方式着迷。感官生态学的新技术使我们能够从动物的角度推断静态场景。然而，了解它们对移动物体的感知——这对于寻找食物或食物等活动至关重要。 …选择一个伙伴——一个难以捉摸的影子。

“我们的开发为生态学家和电影制片人提供了准确捕捉和显示动物在运动中感知的颜色的工具，代表了我们对动物行为和认知研究的重大进步，”他总结道。

底线是这样的 开创性的摄像系统 这不仅意味着技术上的突破，也代表着我们对动物王国的理解翻开了新的篇章，让我们更接近通过它们的眼睛体验世界。

新相机展示动物如何看待颜色

鸟类视觉中的北方知更鸟（Mimus polyglottos）

在这段视频中，两只北方知更鸟在树上以假色互动。 具体来说，视频将蓝绿色和红色量子陷阱分别显示为蓝色、绿色和红色，而紫外量子陷阱则叠加为洋红色。

虽然 80 毫米镜头不是为拍摄远处的物体而设计的，但该系统可以很好地捕捉鸟类视觉图像，并显示鸟类羽毛的“鸟白色”（通过光谱的可见部分反射紫外线）斑块。

它还表明，天空主要在紫外线下着色（即呈现紫色），因为较短的波长暴露于增加的瑞利散射中。 因此，虽然天空在我们的眼中可能呈现蓝色，但在许多其他生物体中可能呈现紫外蓝色。

在这里观看视频…

通过 4 种不同动物的眼睛看到虹彩孔雀羽毛。

相机系统可以测量与角度相关的结构颜色，例如虹彩。 这里用一个虹彩孔雀的视频来说明这一点（孔雀克里斯托斯） 羽毛。

该视频中的颜色代表 (a) 孔雀 孔雀克里斯托斯 假彩色，其中量子捕获分别以蓝色、绿色和红色描绘为蓝色、绿色和红色，而紫外线则被洋红色覆盖。

有趣的是，孔雀的虹彩比 (b) 人类（标准颜色）、(c) 蜜蜂或 (d) 狗更明显。

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毛毛虫展示以对抗掠食者 蜜蜂 想象。

该视频展示了一只黑色燕尾 凤蝶 毛毛虫展示它的 osmeteria。 科学家用蜜蜂的假色演示了这段视频，其中捕获的紫外光、蓝光和绿光分别以蓝色、绿色和红色显示。

黄色（人类）渗透细胞以及沿着毛毛虫背部的黄色斑点在紫外线下强烈反射，当颜色转变为蜜蜂假色时呈现紫色（就像蜜蜂中紫外线敏感和绿色敏感光感受器的强烈反应）以蓝色描绘和红色）。

许多幼虫捕食者都能看到紫外线，因此，这种颜色可能是有效的位置信号。

在这里观看完整视频…

有关动物、相机和色觉的更多信息

如上所述，动物感知颜色的方式是进入人类视觉之外的世界的迷人旅程。 与人类不同，许多动物看到的颜色是我们几乎无法想象的光谱。

人类通常感知三种原色：红色、绿色和蓝色。 但这只是动物王国色谱的一小部分。

例如，蜜蜂和鸟类可以看到我们看不见的紫外线。 这种能力在它们的生存中发挥着至关重要的作用，帮助它们寻找食物和适应环境。

超出人类理解范围

以螳螂虾为例，它是一种海洋生物，拥有已知最复杂的视觉系统之一。

它可以感知偏振光，并有十二到十六种颜色感光细胞（人类有三种）。

这种非凡的视觉帮助它们在复杂的水下世界中发现猎物、捕食者和配偶。

动物的色觉不仅限于看到一系列颜色； 这是关于生存的。 例如，一些蛇使用红外视觉在黑暗中捕猎温血猎物。

另一方面，驯鹿利用紫外线视觉来发现反光雪景中的捕食者，这是它们在恶劣气候下生存的关键技能。

人类获得洞察力

进化在色觉的多样性中发挥着重要作用。 动物根据其环境需求和生存挑战发展了独特的色觉能力。

这一进化过程导致整个动物王国拥有丰富的视觉能力。

如今，随着技术的进步，人类开始理解甚至想象动物如何看待世界。

这种理解不仅加深了我们对自然复杂性的认识，而且为生态学、行为研究，甚至受自然聪明才智启发的技术设计开辟了新的视野。

简而言之，动物色觉的世界充满活力且复杂，提供了远远超出人类能力的万花筒视角。

随着我们不断探索和理解这些观点，我们对自然世界和栖息在其中的多样化生物有了更深刻的认识。

完整的研究发表在期刊上 公共科学图书馆生物学。

对于展示相机在自然界中如何工作的视频， 点击这里…

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