由東非蝗災說起——想參觀昆蟲3D數字博物館嗎?

2021-02-24 嘉興超維VR3D

由東非蝗災說起——想參觀昆蟲3D數字博物館嗎？

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昆蟲屬於無脊椎動物中的節肢動物，它們種類繁多、形態各異，是地球上數量最多的動物群體，在所有生物種類(包括細菌、真菌、病毒)中佔了超過50%，它們的蹤跡幾乎遍布世界的每一個角落。直到21世紀初，人類已知的昆蟲就有100多萬種，但仍有許多種類尚待發現。

昆蟲不但種類多，而且同種的個體數量也十分驚人。以近日肆虐東非的非洲蝗蟲為例，其數量已經達到了3600億隻，並且根據聯合國糧農組織的預測，如果6月份蝗災得不到控制，蝗蟲數量或再增500倍。且另外有4000億隻已經抵達印度和巴基斯坦。這麼多的蝗蟲，一天就至少可以吃掉上億人的一天口糧。

我國很早就有討論昆蟲的專門著作。但是關於昆蟲的主要的科學研究，則是結合農業生產和醫學進行的。為了掌握農業生產的適當的時間，我國古代在天文和氣候歷上有過卓越的研究和巨大的貢獻，關於這方面的研究也包括動物的氣候歷。因此農民們能從昆蟲或其他動物的出現，來計算氣節，進行一定的農業技術的操作。

昆蟲在醫用上的研究，涵蓋在本草學裡面，本草學在漢朝時已經成為學問之一，從漢魏到明代一共出版了二十多部偉大的著作，1578年，李時珍的《本草綱目》問世，是本草學的大成之作。在這些著作裡，除了記述醫藥的性能和用途外，對昆蟲的形態、分類、生活史、生態方面都有很多的發現，很多昆蟲都是珍貴的藥材，是人類可以利用的良好生物資源。

昆蟲的壽命相對於地球上的其他生物而言算比較短的，成語朝生暮死說的就是昆蟲。許多昆蟲的壽命是以晝夜或小時來計算的。昆蟲類的壽命很特別，普通的蒼蠅的成蟲壽命是15～25天，如果連它的幼蟲期和蛹期都包括在內，它的壽命則是25～70天。5月的金龜子在成年情況下可活1～2個月，但它的幼蟲卻可以在土裡活3～4年。春天和夏天出生的工蜂只能活6周，而秋天出生的卻能活6個月，蜂王的壽命要長得多，它能活5年。

多數昆蟲可以做標本，世界上有很多昆蟲博物館，國內比較著名的的昆蟲博物館有中國科學院上海生命科學研究院上海昆蟲博物館、深圳木生昆蟲館、周堯昆蟲博物館、成都華希昆蟲博物館、西北農林科技大學楊凌博覽園昆蟲博物館等。不少博物館的昆蟲標本的收藏數量達到了百萬級別。昆蟲標本的保存時間是有限的，為此目前各大昆蟲博物館面臨的昆蟲標本數位化的新課題。

目前昆蟲標本的數位化主要是照片的形式。21世紀以來，隨著技術的進步，特別是隨著3D掃描儀、3D印表機的出現，還有昆蟲標本3D數字建模技術的運用，使得昆蟲的三維模型逐漸被展現在世人的面前。

以德國柏林自然博物館為例。他們使用一種昆蟲的三維掃描設備，對昆蟲進行3D掃描，需要拍攝約2.5萬張照片，配備1200萬像素傳感器的掃描儀會從近400個角度進行拍攝，過程持續數小時。每隻昆蟲的3D照片需要佔用幾個GB的儲存空間。

除了國外，國內也有類似的技術和廠商，在做這項非常具有挑戰性，同時也非常有趣的工作。

日前，嘉興超維信息技術有限公司，基於其獨特的建模技術和特製的VR3D建模設備，完成了這個微小又有發達頭角的獨角仙標本的三維建模。

一起來欣賞一下這些由1280張影像、640億像素、8um只有髮絲粗細1/6的解析度，經由特定的建模算法構建的3D模型吧。

或許用不了多長時間，人們就無需再走進博物館，而只要帶上VR眼鏡，就可以在家裡走進昆蟲的世界了。


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