Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Scientist Negara - Melakukan Sains Dengan Pengimbas Digital

Tangkai hidup ini diimbas dengan meletakkannya di dalam potongan pembukaan dalam satu helai papan bergelombang.

Peralihan dari filem ke kamera digital telah memberi impak yang besar ke atas bagaimana saintis amatur boleh menyimpan, menganalisis, mencetak, dan menerbitkan imejan mereka. Ia adalah selamat untuk mengatakan bahawa kamera digital dan komputer peribadi adalah antara alat yang paling penting dalam kit saintis amatur.

Apabila subjek itu adalah dua dimensi, pengimbas digital datar juga boleh memainkan peranan utama dalam sains pengimejan. Mereka sesuai untuk membuat imej resolusi tinggi daun, pepatung, rama-rama, bahagian cincin pokok, sampel tanah, dan banyak mata pelajaran lain.

Kelebihan dan Kekurangan Pengimbasan

Pencahayaan tanpa cahaya sepenuhnya adalah kelebihan utama pengimbas digital, untuk pengimbas menyediakan sumber cahaya sendiri. Keuntungan lain ialah pengimbas tidak mengalami gangguan yang disebabkan oleh lensa kamera. Pengimbas adalah agak murah, dan mereka boleh digunakan untuk banyak aplikasi di luar peranan saintifik yang diterangkan di sini.

Selain daripada had dua dimensi mereka, kelemahan utama pengimbas ialah objek yang diimbas mesti muat dalam pesawat imej pengimbas. Pengimbas juga jauh lebih besar daripada kamera digital.

Warna latar belakang

Kebanyakan objek yang saya diimbas kelihatan paling baik dengan latar belakang putih. Oleh kerana pengimbas saya (HP Scanjet 3970) mempunyai slot pengimbas slaid 35mm yang dibina ke dalam tudungnya, perlu untuk menutup objek yang diimbas dengan latar belakang yang tidak terganggu. Dua atau tiga helai kertas 20 paun putih berfungsi dengan baik.

Objek berwarna terang tidak mudah dilihat apabila diteliti terhadap latar belakang putih penutup tudung biasa. Untuk memberikan kontras dengan objek berwarna terang, letakkan kertas pembinaan hitam di atas objek yang diimbas sebelum menutup tudung. Anda boleh menggunakan pelbagai warna untuk kesan khas.

Bagaimana untuk Scan Dragonflies

Selama bertahun-tahun saya telah memotret pepatung dan damselflies dengan diam-diam menyelinap di belakang mereka. Dengan amalan, mungkin ada beberapa inci spesies tertentu. Sementara imej-imej dunia seperti ini penting, para entomologi Forrest Mitchell dan James L. Lasswell dari Pusat Penyelidikan dan Pengembangan Texas AgriLife di Stephenville, Texas telah menggunakan pengimbasan digital untuk mencipta perpustakaan yang mengagumkan dari pandangan atas dan sampingan pelbagai capung dan damselflies .

Imej-imej di Dragonflies Digital dibuat dengan menyejukkan setiap spesimen dalam peti sejuk untuk menyimpannya sementara ia di-scan. Serangga kemudian diletakkan di belakang di atas katil kaca pengimbas. Mereka dilindungi daripada dihancurkan oleh penutup pengimbas dengan meletakkannya di dalam 10cm × 12cm dipotong persegi panjang dalam pad mouse (lihat laman web mereka untuk maklumat lanjut). Pendekatan pad tetikus mungkin paling baik, tetapi saya mendapati bahawa fiberboard serat biasa juga akan berfungsi.

Berdasarkan pengalaman saya mengimbas capung, nampaknya kupu-kupu dan rama-rama juga boleh diimbas. Kemarau yang teruk telah memotong penduduk rama-rama di Texas Tengah, dan saya akan cuba kaedah ini sebaik sahaja rama-rama itu kembali.

Fosil dan Artifak

Fosil dan artifak yang mempunyai permukaan rata mudah diimbas. Sebagai contoh, saya telah mengimbas fosil trilobite dengan hasil yang baik. Malah tanda riak di lumpur (sekarang syal) di mana makhluk itu sedang berehat ditangkap.

Bertahun-tahun yang lalu, saya mendapati artifak flint di bahagian bawah kerikil sungai yang bersempadan dengan tanah kita. Artefak adalah pengikis batu yang sangat rata di kedua-dua sisi, dan ia mudah diimbas terhadap latar belakang putih. Flint panah dan mata lembing juga boleh diimbas.

Tumbuhan

Daun pelbagai jenis tumbuhan mudah diimbas dengan latar belakang putih.

Batasan utama daun pengimbasan adalah sekatan saiz yang ditimbulkan oleh katil pengimbas.

Untuk hasil terbaik, sampel tangkapan imbasan secepat mungkin selepas mengumpulnya. Jika ini tidak mungkin, simpan sampel di lokasi yang sejuk atau tenggelam batangnya di dalam air. Daun boleh disalut dengan lilin, jadi pastikan untuk membersihkan katil kaca pengimbas selepas mengimbas.

Warna daun yang diimbas mungkin tidak kelihatan sejajar dengan kehidupan. Jika tidak, anda boleh menggunakan program pemprosesan foto untuk membetulkan warna. Saya telah mendapati bahawa cara terbaik untuk menyelesaikannya adalah dengan memegang sampel sebenar di sebelah monitor dan menyesuaikan warna imej sehingga ia sepadan dengan sampel tersebut.

Bulu

Kebanyakan penerbangan dan bulu ekor mudah diimbas, tetapi bulu putih dan mereka yang berwarna putih memerlukan latar belakang yang gelap. Contohnya, saya pernah mengimbas bulu flamingo. Bahagian atas bulu adalah merah jambu, dan ia diimbas dengan baik. Oleh kerana bahagian bawah bulu berwarna putih, ia tidak dapat dilihat dengan latar belakang putih. Seluruh bulu kelihatan apabila selembar kertas hitam diletakkan di atasnya.

Tanah dan Pasir

Sampel tanah dan pasir mudah diimbas. Sampel berwarna memerlukan latar belakang hitam. Mengimbas seperti ini adalah penting untuk sains tanah, kerana mereka membenarkan spesimen yang berbeza dapat dibandingkan di bawah keadaan pencahayaan yang sama.

Seperti semua imbasan, warna-warna tanah yang diimbas dan sampel pasir mungkin perlu diselaraskan. Sebagai contoh, apabila saya mengimbas sampel pasir berwarna terang dari tiga lokasi (Rajah G), pasir yang memandang cahaya ke mata tanpa bantuan tidak putih apabila diimbas.

Air boleh menyebabkan warna tanah dan pasir berubah dengan lebih baik, dan pengimbas membolehkan kedua-dua spesimen basah dan kering diimbas secara serentak.

Cincin Pokok

Dalam JUMLAH, Jilid 19, saya menyifatkan bagaimana untuk mengimbas cincin pertumbuhan tahunan di batang pokok dan cawangan supaya mereka boleh dianalisis dengan perisian analisis foto ImageJ. Secara ringkas, gunakan kayu yang tajam dan halus untuk memotong bahagian dari cawangan dan batang. Pasir wajah yang terkena sekatan dengan kertas 100 grit diikuti dengan 220 grit. Penggilap akhir dibuat dengan kertas 400- atau 600-grit.

Kayu yang dipotong hijau hendaklah dibenarkan kering selama sekurang-kurangnya sehari sebelum pengamplasan. Anda boleh meningkatkan penampilan cincin dengan melembabkan muka sampel untuk diimbas.

Kultur Mikro

Bakteria dan budaya acuan mudah disimpan oleh pengimbasan digital. Anak perempuan saya penemuan mikrob hidup dalam asap biomas yang tiba di Texas dari Semenanjung Yucatan dimungkinkan dengan mendedahkan Petrifilms (dibuat oleh 3M) ke udara ambien pada hari-hari dengan dan tanpa asap.

(Lihat artikel: Sarah A. Mims dan Forrest M. Mims III, spora jamur diangkut jarak jauh dalam asap dari kebakaran biomas, Persekitaran Atmosfera 38, 651-655, 2004, makezine.com/go/smokespores.)

Untuk mengesahkan penemuannya, Sarah mendedahkan Petrifilms untuk merokok dari rumput terbakar dan ke udara bersih yang berdekatan. Filem-filem yang terdedah kepada udara bersih hanya mempunyai beberapa bakteria dan koloni acuan. Mereka yang terdedah kepada asap mempunyai puluhan koloni - ditambah dengan abu hitam dari rumput yang dibakar. Pengimbasan filem-filem ini memberikan bukti persuasif tentang kehadiran mikroba dalam asap biomas.

Nota, Sketsa, dan Lukisan

Nota lapangan dan lakaran boleh dengan mudah diimbas untuk diposkan di web atau menghantar kepada rakan-rakan, atau hanya menyediakan sandaran.

Cita-cita saya adalah untuk mengimbas semua notebook perjalanan lapangan saya dan slaid fotografi dan cetakan dan beribu-ribu helai log yang saya telah merekodkan data matahari dan langit sejak Mei 1988. Ini akan menjadi tugas utama yang memerlukan sekurang-kurangnya 10GB penyimpanan . Tetapi koleksi keseluruhan akan sesuai dengan pemacu kilat kecil dan bukannya beberapa laci kabinet fail berat.

Pergi lebih jauh

Sesetengah spesimen mendapat manfaat daripada kemasukan skala dalam imej yang diimbas. Sekiranya skala tidak lurus, anda boleh meluruskan imej dalam program pemprosesan foto.

Anda boleh menggunakan perisian ImageJu yang kuat (muat turun di rsbweb.nih.gov/ij) untuk menganalisis imej yang diimbas anda. (Lihat lajur saya dalam JUMLAH, Jilid 18, untuk butiran tentang menggunakan ImageJ.)

Akhirnya, terdapat banyak aplikasi bukan sains untuk pengimbas digital yang melampau membuat salinan dokumen dan foto. Sebagai contoh, pengumpul setem dan duit syiling boleh dengan mudah mendigitalkan koleksi mereka.

Kongsi

Meninggalkan Komen