[논문] 새로운 카메라가 이것이 어떤 모습인지 보여줍니다

다른 동물의 눈으로 세상을 보고 싶었다면 좋은 소식이 있습니다. 우리도 그것에 대해 궁금해했고, 색각을 전문으로 하는 과학자로서 해결책을 만들었습니다. 바로 비디오를 녹화할 수 있는 카메라 시스템과 소프트웨어 패키지입니다. 동물이 보이는 색상으로.

벌, 새 등 많은 동물들이 심지어 포유류도 순록이나 생쥐가 인식할 수 있는 것처럼 자외선. 실제로 인간의 UV 민감도 부족은 규칙이라기보다 예외에 가깝습니다. 가시광선 스펙트럼의 반대편에는 인간의 눈 꿀벌, 생쥐, 개를 포함한 많은 동물은 우리가 자외선에 민감한 것처럼 빨간색에 눈이 멀지만 빨간색에 민감한 수용체가 있습니다.

파란색과 녹색의 경우에도 전체에 걸쳐 인식되는 색상은 동물의 왕국즉, 동물이 “순수한 파란색” 또는 “순수한 녹색”으로 경험하는 빛의 정확한 파장은 종에 따라 다릅니다. 결과적으로 어떤 두 종도 세상을 같은 색깔로 보지 않습니다.

하늘을 바라보며 하늘의 푸른색이 대기에 산란되는 햇빛과 여러분의 감각 시스템이 결합하여 만들어지는 것임을 감상해 보시기 바랍니다. 당신이 보는 색깔은 당신마다 다릅니다. 사실 많은 동물의 하늘은 자외선 색상입니다.

이제 천천히 눈을 낮추고 나머지 풍경이 다른 종들에게 어떻게 나타날 수 있는지 상상해 보세요. 우리의 새로운 카메라 시스템우리는 다른 동물들이 살고 있는 이 놀랍고 이상한 세계를 이해하는 데 한 걸음 더 다가갔습니다.

움직이는 세상을 포착하다

우리는 자외선을 인지할 수 있는 동물에게 자외선이 어떻게 나타나는지 상상할 수 없지만, 가색상 이미지를 사용하여 시각화할 수 있습니다. 예를 들어, 세 가지 유형의 빛(자외선, 파란색, 녹색)에 민감한 꿀벌의 경우 인지 가능한 색상을 인간의 가시 범위로 전환하여 자외선은 파란색으로, 파란색은 녹색으로, 녹색은 빨간색으로 표시할 수 있습니다.

지금까지 우리는 이 프로세스를 움직이지 않는 객체에만 적용할 수 있었습니다. 가컬러 사진은 일련의 광학 필터를 통해 일련의 사진을 촬영한 후 이를 오버레이하는 것에 의존하며, 이 순차적 방법은 모든 사진에서 모든 것이 정확히 동일한 위치에 있어야 함을 의미합니다.

이것은 심각한 단점입니다. 현실적으로 이미지화할 수 있는 물체의 수에 한계를 설정하는 힘든 과정이 필요합니다. 예를 들어, 수백 가지 각도에서 무지개 빛깔의 공작새 깃털 사진을 찍으려면 각 필터를 수백 번 돌려야 합니다.

더 나쁜 것은 모든 이동 관련 정보가 삭제된다는 것입니다. 그러나 살아있는 세계는 끊임없이 움직이고 있습니다. 나무는 바람에 흔들리고, 나뭇잎은 흩날리고, 새들은 덤불 속에서 흩어지는 곤충을 찾아 나뭇가지를 따라 뛰어다닙니다. 우리는 이 모든 움직임을 시각화할 수 있는 방법이 필요했습니다.

첫 번째 과제는 자외선과 가시광선을 동시에 기록하는 카메라를 고안하는 것이었습니다. 해결책은 빔 스플리터였습니다. 이 특수 광학 장비는 자외선을 거울처럼 반사하지만, 가시광선은 마치 투명한 유리처럼 통과시킵니다.

우리는 두 대의 카메라(상점과 온라인에서 구입할 수 있는 것과 같은 종류, 단 하나는 자외선을 기록하도록 수정됨)를 3D 프린팅 케이스에 배치했습니다. 수정된 카메라는 반사된 자외선을 수신하고 기본 카메라는 반사된 자외선을 수신했습니다. 전송됨 가시 광선. 우리는 이 두 카메라의 녹화물을 중첩하고 동기화했으며 일련의 변환 단계를 통해 각 카메라의 센서에 도달한 빛의 양을 계산할 수 있었습니다.

이를 통해 동물이 카메라의 관점에서 장면을 볼 경우 동물의 눈에 포착되는 빛의 양을 추정할 수 있습니다.

직접 시도해 보세요

우리는 모두 만들었습니다 코드 비디오 변환을 구현하는 데 필요한 계획 온라인에서 무료로 사용할 수 있는 카메라 시스템에 대한 설명과 카메라를 처음부터 만드는 방법을 설명하려는 최선의 노력을 다했습니다.

우리의 목표는 다른 연구자들이 자신만의 카메라를 만들고 이를 사용하여 다른 종이 세상을 어떻게 보는지에 대한 질문에 답하는 것입니다. 가능성은 너무 많습니다.

우리는 공작새의 춤을 기록하고 그들의 깃털이 공작새에게 얼마나 눈부시게 보이는지 볼 수 있습니다. 이 깃털의 무지개 빛깔은 자외선까지 확장됩니다. 우리의 녹음에 따르면 깃털은 우리보다 대상 청중에게 훨씬 더 화려하게 보입니다.

우리는 애벌레의 놀라운 모습이 새 포식자에게 어떻게 나타나는지 정확하게 설명할 수 있으며, 예상치 못한 다채로운 패턴의 번쩍임이 왜 그들을 겁나게 하는지 이해할 수 있습니다. 우리는 동물들이 화면의 한 지점 사이를 어떻게 이동하는지에 대해 질문할 수 있습니다. 숲 바닥 색상을 과시하거나 숨기기 위해.

우리는 또한 나비와 다른 곤충의 이미지 기록을 만들 수 있습니다. 박물관 컬렉션 디지털 도서관의 일부로 동물 관찰 전환을 제공합니다. 그리고 우리는 유리 외관이 충돌할 수도 있는 새들에게 충분히 보이도록 할 수 있습니다.

그러나 가장 흥미로운 질문은 우리가 아직 고려하지 않은 질문일 것입니다. 동물들이 보는 색상으로 자연계를 영상으로 찍기 시작한 이제서야 우리는 세상에 얼마나 많은 정보가 있는지 깨닫기 시작했습니다. 여러분의 뒷마당에서 발견이 여러분을 기다리고 있습니다.

이 기사는 다음에서 재출판되었습니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스에 따라. 읽기 원본 기사.