Ny kamera avslöjar hur det här ser ut

By | January 29, 2024

Den här artikeln har granskats i enlighet med Science X:s redaktionella process och policys. Redaktörerna har lyft fram följande attribut samtidigt som de säkerställer innehållets trovärdighet:

verifierad

peer reviewed publikation

pålitlig källa

skriven av forskare

korrekt


Att visualisera färgerna som fåglar uppfattar avslöjar ultravioletta mönster som normalt är dolda för oss. Kredit: Vasas et al. (2024) PLOS Biology, tillhandahållen av författaren

× nära


Att visualisera färgerna som fåglar uppfattar avslöjar ultravioletta mönster som normalt är dolda för oss. Kredit: Vasas et al. (2024) PLOS Biology, tillhandahållen av författaren

Om du någonsin har önskat att du kunde se världen genom ett annat djurs ögon, har vi goda nyheter till dig. Vi undrade också över det, och som färgseendeforskare har vi skapat en lösning: ett kamerasystem och ett mjukvarupaket som låter dig spela in färgvideor av djurs syn.

Många djur, inklusive bin, fåglar och till och med däggdjur som renar och möss, kan uppfatta ultraviolett ljus. Faktum är att brist på UV-känslighet hos människor är mer ett undantag än regeln. I andra änden av det synliga ljusspektrumet har mänskliga ögon receptorer som är känsliga för rött, medan många djur (inklusive bin, möss och hundar) är lika rödblinda som vi för ultraviolett ljus.

Även när det kommer till blått och grönt, färger som uppfattas i hela djurriket, är den exakta ljusvåglängden som ett djur skulle uppleva som “ren blå” eller “ren grön” artspecifik. Som ett resultat ser ingen två arter världen i samma färger.

Vi inbjuder dig att titta på himlen och inse att dess blå är den gemensamma produkten av solljus som sprids i atmosfären och ditt eget sensoriska system. Färgen du ser är specifik för dig; Faktum är att för många djur är himlen ultraviolett till färgen.

Titta nu sakta ner och försök föreställa dig hur resten av landskapet kan se ut för andra arter. Med vårt nya kamerasystem tog vi ytterligare ett steg mot att förstå denna underbara och märkliga värld som andra djur lever i.

Fångar världen i rörelse

Även om vi inte kan föreställa oss hur ultraviolett ser ut för djur som kan uppfatta det, kan vi visualisera det med hjälp av falska färgbilder. Till exempel, för bin som är känsliga för tre typer av ljus (ultraviolett, blått och grönt), kan vi ändra deras märkbara färger till det mänskliga synliga området så att ultraviolett visas som blått, blått blir grönt och grönt blir rött.

Fram till nu har vi bara kunnat tillämpa denna process på stationära objekt. Falsk färgfotografering bygger på att man tar en serie fotografier genom en följd av optiska filter och sedan lägger dem över dem, och denna sekventiella metod innebär att allt måste vara i exakt samma position i alla fotografier.

Detta är en allvarlig nackdel. Detta är en mödosam process som sätter gränsen för antalet objekt som kan representeras realistiskt. Att till exempel ta bilder av en skimrande påfågelfjäder från hundra olika vinklar skulle kräva att man skruvar och skruvar loss varje filter hundra gånger.

Ännu värre, all information relaterad till rörelsen kasseras. Men den levande världen är i ständig rörelse: träden vajar i vinden, löven fladdrar, fåglarna hoppar längs grenarna på jakt efter insekter som smyger sig genom undervegetationen. Vi behövde ett sätt att visualisera all denna rörelse.

Den första utmaningen var att komma med en kamera som spelar in i ultraviolett och synligt ljus samtidigt. Lösningen visade sig vara en stråldelare. Denna specialiserade optiska utrustning reflekterar ultraviolett ljus som en spegel, men låter synligt ljus passera igenom, som klart glas.

Vi placerade två kameror (ingenting så snyggt, samma typ som du kan köpa i butik och online, men med en modifierad för att spela in i UV) i ett 3D-utskrivet hölje, så att den modifierade kameran fick reflekterat UV-ljus, medan en standardkamera skulle ta emot reflekterat ultraviolett ljus. överfört synligt ljus. Vi överlagrade och synkroniserade inspelningarna från dessa två kameror, och en serie konverteringssteg gjorde det möjligt för oss att beräkna mängden ljus som hade nått sensorerna för varje kamera.

Utifrån detta kunde vi uppskatta mängden ljus som skulle ha fångats av ett djurs öga om det tittade på scenen från vår kameras synvinkel.

Prova själv

Vi har gjort all kod som behövs för att implementera videokonverteringarna och kamerasystemritningarna fritt tillgängliga online, tillsammans med vårt bästa försök att förklara hur man bygger kameran från grunden.

Vårt mål är att andra forskare ska bygga sina egna kameror och använda dem för att svara på sina egna frågor om hur andra arter ser på världen. Det finns många möjligheter.

Vi kan spela in påfåglars danser och se hur bländande deras fjädrar ser ut för påfåglar. Dessa fjädrars skimrande färg sträcker sig in i det ultravioletta: våra inspelningar visar att fjädrarna verkar ännu mer färgglada för sin målgrupp än för oss.

Vi kan noggrant beskriva hur larvers överraskningsskärmar ser ut för sina rovfåglar och förstå varför den oväntade blixten av färgglada mönster skrämmer bort dem. Vi kan ställa frågor om hur djur rör sig mellan punkter på skogsbotten för att visa eller dölja sina färger.

Vi kan också skapa register över bilder av fjärilar och andra insekter som finns i museisamlingar och erbjuda konverteringar av djurvyer som en del av ett digitalt bibliotek. Och vi kan se till att glasfasader är tillräckligt synliga för fåglar som annars skulle kunna kollidera med dem.

Men de mest intressanta frågorna kommer att vara de vi ännu inte har övervägt. Först nu när vi har börjat ta videor av den naturliga världen i de färger som djur ser börjar vi märka hur mycket information som finns tillgänglig. Upptäckter väntar dig i din egen bakgård.

Tidningsinformation:
PLoS biologi

Leave a Reply

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