三維成像技術 構建微體化石的「全息投影」

2020-12-05 儀器網86175

化石是古生物遺留的痕跡,也是古生物研究的重要對象。生物的遺蹟經過掩埋,在巖層中經過漫長的時光保留下它們曾經的樣子,為我們展示出遠古時代的一角。其中既有我們熟知的高達幾十米的恐龍化石,也有肉眼難以觀察的胚胎、微生物等甚至不到1毫米的微體化石以及以微米為單位的超微化石。

我們總是希望可以在化石上尋找到更多的信息,從最開始的通過肉眼直接觀察化石形態到用相機對標本拍照再到利用光學顯微鏡與電子顯微鏡獲取化石表面的細微結構,隨著技術的進步,研究化石的方法也越來越先進。我們可以發現,化石研究始終離不開對化石圖像的獲取。然而即使是解析度高達納米級別的掃描電鏡,也只能採集化石的表面顯微圖像,在不破壞標本的情況下無法觀察化石的內部結構。

隨著X 射線三維無損成像技術的發展與應用,這個問題迎刃而解。早在1896年,醫用X光機剛誕生沒多久的時候,德國古生物學家就已經將X 射線成像技術應用到了化石研究中。然而早期利用X 射線得到的化石圖像解析度並不高,因此一般只用來尋找和輔助修理化石。到了上世紀70年代,CT掃描技術的出現讓化石的三維結構得以無損呈現,X 射線三維無損成像技術開始在化石研究領域得到廣泛的應用與快速的發展。

前幾日,中科院南京地質古生物研究所的研究人員與國外學者合作,在貴州甕安生物群發現了6.1億年前的胚胎化石並通過三維成像技術構建出其中數百個標本的立體結構。被命名為「籠脊球」的甕安生物群胚胎化石是已知的最古老的與動物相關的胚胎化石。通過對三維立體結構的研究,研究人員發現籠脊球化石是動物由單細胞向多細胞演化的關鍵一步。這只是X 射線三維無損成像技術應用的其中一個例子。

籠脊球的單個直徑不足1毫米,相較於正常大小的化石,研究這種微體化石需要有更高的密度解析度和空間解析度,無法依靠普通CT技術進行無損成像。2002年,同步輻射硬 X 射線相襯微 CT(PC-SR-μCT)開始應用於甕安生物群微小化石的研究中。同步輻射硬 X 射線相襯微CT在化石無損三維成像中具有三個優點:1.同步輻射硬X射線具有高亮度、高準直性和較高空間相干性等特點,可以明顯提高化石樣品的成像襯度。2.同步輻射硬X射線投影成像的空間解析度高,成像速度快。3.同步輻射可使用單色硬X射線成像,避免了硬化偽影問題。利用同步輻射硬 X 射線相襯微CT,我國在甕安微體化石的研究中取得了許多重大成果,使我國在這一領域可以領先於國際水平。

目前同步輻射硬 X 射線相襯微CT還存在著一些問題有待解決,化石無損研究的技術發展也不會就此止步。技術的發展對研究帶來的助力是顯而易見的,我國能不能保持在微體化石研究領域的領先地位還要看我們能不能在技術的改進上快人一步。

相關焦點

  • 全息投影成像技術的原理和解析
    該技術可以使立體影像不藉助任何屏幕或介質 而直接懸浮在設備外的自由空間,可以實現270°或者360°任意角度看都是三維影像展現效果,觀眾的視線能從錐形空間裡看到自由 漂浮的圖像。單面全息投影技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體的真實的圖像記錄和再現技術。
  • 三維全息投影技術有哪些應用領域
    三維全息投影技術也可分為360度全息投影技術、270度全息投影技術和180度全息投影技術。它們之間略有不同,適用範圍也不同。360度全息360度全息投影技術可以使立體圖像直接懸浮在設備外部的自由空間,無需任何屏幕或介質,是一種任意角度的三維圖像顯示,存儲信息量大,通過記錄的圖像可以顯示豐富多彩、立體生動地展示信息,而無需將產品帶到現場。
  • 全息投影技術詳解
    (front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再...     全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。全息投影技術不僅可以產生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產生互動,一起完成表演,產生令人震撼的演出效果。
  • 全息投影技術實現了沒,全息投影技術的原理
    在探索光影世界的道路上,人們不斷前進,從繪畫到照相技術,從黑白相片到彩色電影,再到如今應用越來越廣泛的全息投影技術。其中,全息投影更是已逐漸成為未來光影技術發展的新方向。因此,對其成像原理以及技術要素的探究便十分必要。
  • 虛擬試衣可行性探究—全息投影技術
    全息投影是一項利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實三維圖像的技術,其中廣義上的全息投影技術是一類能記錄並再現物體真實三維影像的技術的總稱(包括一些偽全息投影技術)。不夠形象我們上圖,大家是否還記得2015年春晚舞臺上4個李宇春同臺表演給大家拜年;這一切都歸功於3D全息投影技術。
  • 全息投影技術是如何成像的?「振邦視界」
    很多人都不太理解什麼是全息?今天多媒體互動技術研發者-振邦視界就來為大家講解一下。首先,全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術,是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。全息投影技術不僅可以產生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產生互動,一起完成表演,產生令人震撼的演出效果。
  • 全新技術——3D全息投影技術
    隨著科學的進步和投影技術的發展,人們對視覺效果的要求也越來越高。全息投影技術是近年來興起的一種高科技技術,向世人展示了高科技的魅力。它正以一種全新的方式改變著人們對那些傳統舞臺的聲光電技術的審美態度。初音未來是世界第一個應用全息技術的虛擬歌手。全息投影技術可應用於360度幻影成像系統。360度幻影成像是一種將三維畫面懸浮在實景的半空中成像,營造了亦幻亦真的氛圍,效果奇特,具有強烈的縱深感,真假難辯。
  • 3d全息投影技術原理
    全息投影技術(front-projected holographic display)又被叫做虛擬成像技術,是3D技術的一種,原指利用幹涉原理記錄並再現物體真實的三維圖像的技術隨著科幻電影和宣傳引導,全息投影概念逐步發展到舞臺演繹、展覽會館等商業活動。我們平時看到和接觸的全息投影嚴格來說其實並不算真正意義上的全息投影,只是採用珮珀爾幻像、邊緣消隱等方法實現3D效果的一種類全息投影技術。
  • 科學網—真正的全息投影「在路上」
    桑新柱說,「目前不少具有一定三維效果的顯示技術被賦予『全息投影』的名字,而實際上並非真正的全息投影。」 1908年,諾貝爾獎獲得者Gabriel Lippmann首次提出集成成像顯示方法,即通過透鏡陣列在膠片上記錄物體的三維信息,顯示時再用光源照射膠片實現物像在空中的三維還原。受當時的技術條件制約,實現的難度比較大,成像的解析度也難以提高。
  • 小知識:什麼是全息投影技術
    holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。
  • 全息投影技術概念與分類
    全息投影技術也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。
  • 如何在空氣中投影成像_教你製作空氣全息投影
    全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。全息投影設備價格較高,一般應用於商業展覽或影視特效中。對於廣大中小學科學教師來說,只要應用生活中常見的實驗器材,花費很低的經濟成本,同樣可以製作簡易的全息投影演示實驗,帶給學生新奇的科學體驗與樂趣。 全息投影原理 全息投影技術也稱虛擬成像技術,利用光的幹涉和衍射原理,記錄並再現物體真實的三維圖像。
  • 全息投影技術現在有嗎_帶你認知真正的全息投影技術
    現在的全息投影技術一共分為以下三種:   1.在美國麻省一位叫Chad Dyne的29歲理工研究生發明了一種空氣投影和交互技術,這是顯示技術上的一個裡程碑,它可以在氣流形成的牆上投影出具有交互功能的圖像。
  • 3d全息投影原理_3d全息投影視頻 - CSDN
    全息投影全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的技術。全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維圖像的技術。全息投影技術不僅可以產生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產生互動,一起完成表演,產生令人震撼的演出效果。
  • 全息投影是什麼?全息投影應用在哪些方面?
    什麼是全息投影: 全息投影技術(front-projected holographic display)屬於3D技術的一種,原指利用幹涉原理記錄並再現物體真實的三維圖像的技術。
  • 全息投影技術的原理及特點解析
    全息投影技術(front-projected holographic display)屬於3D技術的一種,原指利用幹涉原理記錄並再現物體真實的三維圖像的技術
  • 全息投影原理
    導讀:目前在我們的生活中已經充斥著各式各樣的舞臺效應,其中有一大部分利用的都是全息投影技術原理,全息投影技術,又可以將其稱之為3D全息投影技術,但是這和我們時常所觀看的3D電影是完全不同的呦,趕快跟隨小編來了解一下吧
  • 打造虛擬實境世界 全息投影技術的應用
    近日一種全新的投影技術——全息投影技術的出現,讓人們打破了這種阻隔,體驗了一把前所未有的視覺衝擊快感。       這是英國一家高級酒店推出的利用全息投影技術指引入住者到達指定房間的,畫面上鮮活的人物空間成像色彩鮮豔,對比度、清晰度都非常高,空間感、透視感很強。這種技術用科幻般的效果營造著虛擬與現實的雙重世界。
  • 視頻+圖文:3D全息投影技術原理解析
  • 三維圖像的另一種展示方式,全息投影可滿足部分場景需求
    亮子科技全息技術,也稱為虛擬成像技術,是一種通過幹涉和衍射原理記錄和再現物體的真實三維圖像的技術。亮子科技這是一種使用相干光幹涉獲得物體所有信息的三維成像技術。通過投影設備,它將來自手機或計算機的圖像投影到其他媒體上。全息投影技術記錄的不是圖像,而是光場。因此它具有廣泛的應用場景和高速的行業增長。