Однако недавно исследователи максимально увеличили как масштаб, так и разрешение покадровой фотографии с помощью нового роботизированного крепления камеры и программного обеспечения, что позволяет детально визуализировать движения растений в широком панорамном обзоре. Эта система значительно улучшает возможности покадровой фотографии, фиксируя взаимодействия между окружающей средой и популяцией растений в одной последовательности. Новый метод демонстрируется в сентябрьском выпуске журнала Applications in Plant Sciences.«Прелесть покадровой съемки в том, что мы можем делать наблюдения во временной шкале растения.
Изменения в среде обитания могут коррелировать с изменениями самого растения», — отмечает соавтор исследования Джанет Стивен.Разработанная Рэнди Сарджентом и его коллегами из Института робототехники Университета Карнеги-Меллона, GigaPan EPIC Pro представляет собой систему роботизированной камеры, которая позволяет создавать покадровые последовательности панорам, которые также позволяют зрителю увеличивать масштаб с невероятным уровнем детализации. , например, от вида ландшафта к виду отдельного растения.
Экологические реакции можно увидеть в большой популяции с дополнительным преимуществом изучения индивидуальных ответов в пределах одной и той же популяции с использованием одной покадровой последовательности.В текущем исследовании Мэри Николс (из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США) и ее коллеги продемонстрировали эту технику как в помещении, так и на улице. Используя роботизированное крепление, изображения с высоким разрешением были захвачены по всей панораме и сшиты вместе с помощью программного обеспечения, разработанного Сарджентом и его коллегами (доступно на http://wiki.gigapan.org/creating-time-machines). Исследователи решили использовать практичную и доступную камеру (Canon G10), чтобы продемонстрировать возможность применения этой техники различным пользователям.
В помещении была создана панорама, состоящая из трех фотографий в высоту и семи фотографий в замедленном режиме, на которой изображено быстрорастущее разнообразие растений Brassica rapa. Эта панорама из 21 фотографии была сделана с 15-минутным интервалом в течение 21 дня. Изменения среди растений можно увидеть, поскольку они реагируют на гусениц белокочанной бабочки и насекомых-вонючек, введенных во время эксперимента.
Винтовые движения или обход растений также очевидны.Наружная установка питалась от солнечных батарей и сфотографировала пастбища Аризоны на панораме четыре фотографии в высоту на семь фотографий в ширину. Эти 28 снимков делались каждые два часа в течение почти одного месяца.
Легко увидеть быстрое озеленение пастбищ на осадки, а также реакцию отдельного кактуса чолла, когда его ветви становятся прямостоячими из-за дождя.В исследовании подробно описывается новый метод и приводится список материалов, стоимость и примеры источников компонентов для создания наружной системы на солнечной энергии.
Как подчеркивает Стивен, «этот метод обладает удивительным потенциалом для изучения важности окружающей среды для фенологии и поведения растений». В зависимости от потребностей исследователя временная последовательность может быть масштабирована от часов (например, внезапные наводнения) до лет (например, восстановление после пожара).
Исследователи могут дополнительно адаптировать эту технику, отрегулировав общее разрешение, которое можно увеличить, сделав большее количество отдельных изображений с большим увеличением.Покадровая фотография продвинула анализ изменений ландшафта, фенологических реакций и движения растений. Текущие исследования с использованием системы GigaPan изучают процессы, включая реакцию растений на выпас скота и режимы осадков.
Этот новый метод станет мощным инструментом, позволяющим исследователям одновременно изучать влияние окружающей среды с течением времени на популяцию, а также с высоким разрешением на одном предприятии, и делать это с минимумом рабочей силы. Кроме того, он будет полезен в ряде других дисциплин, включая геологию, археологию, биоразнообразие, гляциологию и исследования экосистем пастбищ.