KEYENCE基恩士-『超景深三維立體顯微鏡VHX-1000』應(yīng)用于昆蟲分類

• 關(guān)鍵詞： 基恩士　超景深三維立體顯微鏡　VHX-1000　應(yīng)用　昆蟲分類

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院 宋敦倫副教授是昆蟲研究領(lǐng)域的專家，參與編著《普通昆蟲學(xué)》，主講《昆蟲生理結(jié)構(gòu)與功能》以及《害蟲的防治》等，所講課程曾入選中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的精品課程。
　　宋老師目前主要研究白蟻和蚜蟲等小型昆蟲。白蟻亦稱螱，體軟弱而扁，白色、淡黃色、赤褐色或黑褐色等，不同種類的白蟻體色不盡一樣。白蟻在生物學(xué)分類上屬于等翅目，觸角念珠狀，咀嚼式口器，上顎發(fā)達(dá)；成蟲有膜質(zhì)翅，狹長，前后翅的大小、形狀和翅脈均相似，靜止時(shí)平貼于腹部上，能自基部特有的橫縫脫落；跗節(jié)4至5節(jié)，有2爪。在形態(tài)上與常見的螞蟻相似，但在生物進(jìn)化學(xué)上卻與蜚蠊近緣，均屬較原始的昆蟲。
　　白蟻頭部的形狀，觸角形狀，口器形狀，上鄂的大小、形態(tài)、角度都是分類的指標(biāo)。因?yàn)榘紫佉话阒挥袔讉€(gè)mm大小，要借助顯微鏡才能看清這些結(jié)構(gòu)。
　　觀察昆蟲最常用的儀器為體視顯微鏡，它有一個(gè)共用的初級(jí)物鏡，對物體成像后的兩光束被兩組中間物鏡--變焦鏡分開，并組成一定的角度稱為體視角一般為12度--15度，再經(jīng)各自的目鏡成像，它的倍率變化是由改變中間鏡組之間的距離而獲得，利用雙通道光路，雙目鏡筒中的左右兩光束不是平行，而是具有一定的夾角，為左右兩眼提供一個(gè)具有立體感的圖像。在昆蟲研究領(lǐng)域廣泛用于昆蟲形貌的觀察和解剖。
　　體視顯微鏡鏡在昆蟲拍攝時(shí)遇到的問題：
　　體視鏡因?yàn)槭荲型雙光路，在鏡下觀察時(shí)非常有立體感，但想要拍的漂亮卻很難。因?yàn)橄鄼C(jī)不像人眼那樣有立體感，要想拍到各層面的物象，一般采用景深合成。如果使用景深合成，會(huì)很難克服體視顯微鏡斜光路造成的影響，而造成圖片的失真。
　　此時(shí)，基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000就可以發(fā)揮它的優(yōu)勢了：
　　超景深
　　基恩士的VHX-1000是單一光路，光自上而下照亮物體，雖然不如體視顯微鏡具有天然的立體感。但在成像過程中，VHX-1000采用更小的光圈，具有超大的景深大，能看到更深層次的圖像，配備高感度相機(jī)，輕松捕捉圖像。
　　采用同軸照明技術(shù)，有利于鏡下物體的均勻照明，一定程度上提高圖像的分辨率。
　　要實(shí)現(xiàn)物體各層面的同時(shí)清晰成像，基恩士顯微鏡采用自動(dòng)景深合成，速度非常快，在幾秒之內(nèi)將鏡下物體完成景深合成，通過屏幕呈現(xiàn)出來。需要自動(dòng)景深合成時(shí)，只要確定了圖像的上下限，顯微鏡就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行景深合成，速度非常快，不會(huì)有滯后，幾乎是同時(shí)實(shí)現(xiàn)超大景深的觀察。當(dāng)然也可以選擇手動(dòng)景深合成，這樣您可以選擇做多少個(gè)切面再合成，保證了足夠的靈活性。
　　集成化
　　另外，集成化程度高，已經(jīng)涵蓋了拍攝圖像、處理圖像等一切元件，不像體視鏡保存圖像還得單配軟件、相機(jī)等，這不但是一筆不小的支出，而且各元件的兼容性也會(huì)為以后的售后埋下隱患。
　　因?yàn)閳D像直接反映在屏幕上，成像速度非常快，實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)成像，您不會(huì)錯(cuò)過鏡下發(fā)生的一切。同時(shí)不需加額外的設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)多人觀察、討論；另外，圖像可以接在投影儀等大的圖像輸出設(shè)備上，方便教學(xué)、會(huì)議討論等更多人同時(shí)觀看。
 

多人同時(shí)在基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下觀察白蟻器官
左起第一位為宋敦倫老師

　　智能化
　　操作方便的小小操作板，調(diào)節(jié)載物臺(tái)、微調(diào)焦都在這個(gè)小小的操作板上輕松實(shí)現(xiàn)。
鏡頭轉(zhuǎn)換處配有傳感器，能自動(dòng)識(shí)別鏡頭倍率加注真實(shí)標(biāo)尺，在圖像上實(shí)時(shí)加注真實(shí)的標(biāo)尺，不需要再經(jīng)過麻煩的校準(zhǔn)加標(biāo)尺。

 
基恩士VHX-1000帶有小巧操控面板和鏡頭倍率自動(dòng)識(shí)別傳感器

　　操作方便，提高效率
　　不需要太多的顯微鏡使用技巧，新手很容易上手，找到圖像，調(diào)節(jié)亮度、焦距、對比度等參數(shù)，就可以拍出理想圖像。
　　做動(dòng)畫很方便，配置高感度攝像機(jī)，可以動(dòng)態(tài)記錄目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)。

 　某大型昆蟲吞吃小幼蟲的視頻圖像（采訪設(shè)備有限，僅拍下靜態(tài)圖像）

　　未來應(yīng)用領(lǐng)域的拓展
　　動(dòng)物學(xué)、農(nóng)學(xué)、園藝學(xué)都可以用這款顯微鏡，可以用于觀察昆蟲、小白鼠、花、種子、葉片，用于以上實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴锏挠^察、圖像保存、分類研究等。

基恩士超景深三維立體顯微鏡VHX-1000下的昆蟲（蜂）圖片

　　問題與建議：
　　1、只能在1600X1200 的分辨率下做景深合成，為什么不能在最大分辨率4900X3600下做景深合成？
　　答：一般的電腦屏幕分辨率為1024X 780，1600X1200已經(jīng)夠用了；高分辨率4900X3600下做景深合成，會(huì)嚴(yán)重降低景深合成的速度。
　　2、在VHX-1000顯微鏡下拍攝的圖像被拷到別的電腦后，色彩不好，清晰度變差
　　答：解決辦法，更換更好的顯示器，如蘋果等，圖像質(zhì)量將會(huì)有大的提升。
　　3、比較遺憾，VHX-1000不能進(jìn)行熒光檢測
　　答：2013年7月，基恩士為生物領(lǐng)域研制的自動(dòng)熒光顯微鏡 BZ-9000將在中國首次展示，該顯微鏡有明視野、熒光、相差三種觀察方法，將會(huì)滿足用戶對熒光檢測的需求。
　　4、VHX-1000下的昆蟲身上有反光，如何解決？
　　配置反光環(huán)，這個(gè)環(huán)可以去掉昆蟲身上的反光圈，提高昆蟲圖像的拍攝質(zhì)量。

　　宋敦倫副教授的個(gè)人簡介：
　　宋敦倫，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，副教授，昆蟲系副系主任。其主講的昆蟲生理結(jié)構(gòu)與功能系列課程是宋老師根據(jù)現(xiàn)代昆蟲學(xué)發(fā)展趨勢與教學(xué)的需求，在借鑒過去近百年我國昆蟲學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上講解了昆蟲學(xué)的基本知識(shí)。主要內(nèi)容包括昆蟲的外部形態(tài)、內(nèi)部解剖和生理學(xué)、生物學(xué)、分類學(xué)及生態(tài)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)。（轉(zhuǎn)載自顯微鏡圖像網(wǎng)）