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植物精細解剖攝影:捕捉細節(jié)之美

科學研究中理論與實驗是相輔相成的,一項重要技術或儀器被發(fā)明,會極大地推動相關學科的發(fā)展。植物學研究領域,特別是對植物形態(tài)的觀察研究中,人們從最早的裸眼到放大鏡的使用是一個進步。光學顯微鏡的發(fā)明將植物形態(tài)研究帶入到細胞學層面。透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)以及冷凍掃描電鏡(Cryo-SEM)的相繼發(fā)明,拉開了亞顯微尺度的研究序幕,可以讓科學家進行細胞內(nèi),對各類細胞器開展研究,甚至可以定位到分子層面。熒光顯微技術、微分干涉顯微技術(DIC)、激光共聚焦技術(LSCM)使得組織結構的可視化大大增強。科學家采用核磁共振(NMR)、高分辨率X射線計算機斷層掃描成像技術(HRCT)從事古植物學研究,可以在不破壞珍貴化石的前提下獲取重要的形態(tài)數(shù)據(jù)。這些不斷革新的技術和設備,讓植物學家們?nèi)缁⑻硪?,植物學研究得到了巨大的發(fā)展,知識的積累呈幾何級的速度增長。

蕨類植物Marsilea quadrifolia▲蘋的孢子果解剖

(體視顯微鏡拍攝)

Aster jiulongshanensis▲九龍山紫菀冠毛橫斷面結構

(掃描電子顯微鏡拍攝,左圖1300倍,右圖4000倍)

通過HRCT技術分析一份疑似獼猴桃科的花芽化石

(視頻錄自Peter Crane教授在辰山的一場學術報告)

花芽化石結構掃描重構

(來Peter Crane教授在辰山的一場學術報告)

但上述的儀器設備一般存在于科研院校,和普通大眾相距甚遠。伴隨著老百姓生活越來越好,有更多的精力開始關注周圍環(huán)境,關心身邊的自然,也愿意讓自己的孩子“多識于鳥獸草木之名”。有沒有什么好的辦法,可以讓非分類專業(yè)出身的植物愛好者只需用到比較簡單的工具,就能做到無師自通,認識更多的植物,積累更扎實的植物知識?繼“用攝影做自然筆記——植物圖鑒類攝影”之后,我想在這里和各位分享自己接觸植物精細解剖攝影工作以來的些許心得體會,或能給大家在今后的自然觀察類活動中帶來不一樣的收獲。

Victoria amazonica▲王蓮(花的離析圖)

一、什么是植物精細解剖攝影

植物精細解剖攝影屬于微觀攝影的范疇,簡單來講就是先將植物各個器官(主要是花、果等繁殖器官)進行精準地解剖,然后用微距鏡頭將它們一一拍清楚。我們大部分人接觸植物分類學,面對的都是檢索表和植物志上枯燥的甚至機械的形態(tài)描述,這些資料只會告訴我們形狀、大小、數(shù)量、顏色等固化的信息,而這些植物活著的時候的生理活動、形態(tài)結構對它的生命過程起到的作用是難以獲得的,但恰恰是這些信息才是植物最精彩的部分,對于植物分類學、植物系統(tǒng)演化有重要的理論價值,對于植物科普教學具有重要的應用價值。面對鮮活的植物材料,解剖一朵正在開放的花,除了可以更加直觀地展示植物色澤、形態(tài)的多樣性,通過對相關結構的觀察和思考,還能進一步討論它們的生態(tài)適應性。因此植物精細解剖攝影不能簡單的等同于植物解剖圖譜。

“熟悉”的蠟梅發(fā)現(xiàn)了它開花的秘密嗎?

植物精細解剖攝影自然也有本身的局限,因為常用的是微距鏡頭,先天決定了拍攝物體不能太小,尺度范圍基本在1毫米到1米,這也是我們植物分類鑒定中最常用的,可以較好地滿足日常植物識別和形態(tài)觀測的需求。如果想要觀察花粉、極小種子或表面顯微結構,只有尋求體式解剖鏡、光學顯微鏡,或者電子顯微鏡了。

一枚長5mm的雄蕊,表現(xiàn)基部念珠狀毛被特征已略顯吃力

Capsella bursa-pastoris▲薺(未成熟種子)

薺近成熟種子,顏色由綠轉黃褐色

以上均由鐘鑫通過微距鏡頭加裝顯微鏡物鏡后堆棧拍攝

這種拍攝方式是對常規(guī)微距攝影的延伸

二、植物精細解剖攝影的常用工具

2.1 解剖工具

解剖材料主要是花、果、種子,偶爾有根莖和枝條。幾年下來,工具換了若干批次,目前在我解剖工具盒里始終占有一席之地的有10種,按照使用頻度排列如下:


實用解剖工具

如上圖對折后再掰斷,利用鋒利的斷頭進行切割

2.2 攝影器材

攝影器材的配備和房子裝潢一樣,是沒有上限的,所以要結合工作需要和資金狀況合理購置,按高、中、低三檔分別給出我的建議,供大家參考:

各位可參考同類品牌選購,本公眾號無上述品牌的資助

拍攝設備

支持設備

2019年之前,我一直是在單位進行植物解剖,因為身處植物園,采了花就可以馬上進入實驗室開始觀察、解剖和拍攝,所以我一般就用翻拍架和室內(nèi)閃光燈。后面我發(fā)現(xiàn)大部分植物材料只要裝在自封袋里,吹口氣撐大,放入密封盒或采集袋中,避免高溫、擠壓,晚上取出后,花的形態(tài)還是非常完好。于是就利用出差的機會,晚上開始拍攝一些材料。但這時一些室內(nèi)的工具就需要替換,比如用便攜式閃光燈替代室內(nèi)大型的閃光燈,用可倒置的三腳架取代笨重的翻拍臺。有條件可以選購神牛AD600 proAD200 pro作為室外光源,既可以保持常亮,也能進行閃光輸出。當使用便攜式閃光燈時,最好配備多功能三腳架,如JOBY系列,輕巧但穩(wěn)定性很高。如果資金有限,狂人三頭閃光燈也是可以的。只是目前的狂人燈連續(xù)閃光輸出時不穩(wěn)定,進行全景深堆棧拍攝就會有點小麻煩,需要后期逐張微調(diào)。

利用三腳架與神牛AD200 pro 搭建的簡易拍攝臺

在馬島拍攝Asteropeia multiflora多花翼萼茶

多花翼萼茶的花冠縱切片

(上位子房;柱頭3;雄蕊5長5短,基部聯(lián)合;花瓣5,早落;花萼5,宿存)

利用三腳架與狂人燈搭建的簡易拍攝臺

在陜西秦嶺拍攝Stylophorum sutchuenense▲四川金罌粟

四川金罌粟開裂的蒴果、果瓣與種子

(種子黑色,具白色油質(zhì)體,可能與地表昆蟲傳播相關)

此外,相機存儲卡、移動硬盤、筆記本電腦、充電電池自不必說,最好隨身攜帶一個拖線板,方便在賓館給各種電池和設備充電。上述這些工具至少會占去我的半個行李箱,每次出差只能盡量縮減個人衣物和生活用品,一條褲子只要不摔進溝里,穿1個月也不是不可以。

三、精細解剖需掌握的基本植物學知識

從技術本身而言,精細解剖攝影并不具備高門檻,大部分情況下甚至是機械化流程化的操作。但是能長期堅持這項工作的人非常少,主要原因是做好這項工作起碼要有兩個條件:第一,具備一定的植物形態(tài)學基礎和分類功底;第二,能夠在相對穩(wěn)定的工作環(huán)境中,有經(jīng)費支持,得以長期從事野外采集,跟蹤觀察。因此,能同時滿足這兩個條件的人是很少的。如果將它作為自己業(yè)余的興趣愛好,那么第二個就不是必要條件。精細解剖并不是植物學的入門技能,而是進階技能,在此之前首先要學會的就是如何觀察一朵花。

Cinnamomum burmannii▲陰香

(花冠正面,顯示2輪花被片與4輪雄蕊)

對陰香的花離析后更容易區(qū)分各輪花部的結構

植物與我們息息相關,哪怕一道普通的魚香肉絲都有1118屬的植物直接參與,每天來到陽臺、出入廚房,相信都能看到植物的身影,所以日常生活中并不缺乏解剖觀察的材料。我們賴以生存的地球上有著30余萬種有花植物,參照APG(被子植物系統(tǒng)發(fā)育小組) IV系統(tǒng),它們隸屬于416個科。植物在適應環(huán)境的漫長過程中,逐步演化出了復雜多樣的形態(tài)。

魚香肉絲的靈魂們(圖片來源于網(wǎng)絡)

“亂花漸欲迷人眼”

被子植物系統(tǒng)發(fā)育簡圖(Ge & Zhong et al. 2020)

我們沒有人能夠看盡這世上的繁花種種,但是假如對植物的認識層面由種提升至屬或者科,那機會將大大增加。植物學家們在探索植物王國的旅程中,通過描述、命名、歸類,將這么多植物歸為了416個大類,其中自然有一些規(guī)律和共性。

其中一朵花的形態(tài)結構是關鍵!

目前大部分學者認同花是變態(tài)的短枝,一截小枝上的“葉”分化形成了苞片、花被片、雌雄蕊等各部結構。如組成雌蕊的基本單位——心皮,就是葉片卷曲愈合形成,胚珠著生在愈合處的腹縫線上。如果大家剝過豌豆,就會更加容易理解。

真花學說簡圖

一朵模式化的花由花梗/柄、花托、花被、雄蕊群、雌蕊群5部分組成。之所以說是模式化,因為真正的花經(jīng)常不按套路出牌。你可能會發(fā)覺身邊但凡從事研究工作的,他們在陳述一個觀點時,經(jīng)常會限定在一個很小的范圍內(nèi)。或者會經(jīng)常用諸如可能、一般來說、大部分情況下等,聽著好像很“不靠譜”。但是我想提醒你,這恰恰體現(xiàn)了他/她的嚴謹態(tài)度。那種把話說得很滿,拍著胸脯對你說絕對沒問題、肯定如此啥啥的,才可能是真的不靠譜。

一朵模式化的花的基本結構組成

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010

觀察花的時候,我們需要清楚花部的著生方式、花部結構,學會如何判斷子房上下位、胎座類型、花冠形狀、花序類型等。

被絲托類型與子房位置示意圖,灰色區(qū)域指蜜腺,黑色為花萼裂片及被絲托,白色為花瓣

(A-F. 子房上位;G. 子房半下位;H-I. 子房下位;A. 無被絲托;B. 花絲聯(lián)合為管狀;C. 花絲與花瓣成管狀;D. 花萼成杯狀,具花冠柄;E. 杯狀被絲托;F. 杯狀被絲托,具雌雄蕊柄;G. 子房半下位,具被絲托;I. 花絲與花瓣成管狀。摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010

對于具體某個物種的特征描述往往比較冗長,即便把某個物種的形態(tài)描述背下來念給專家聽,專家一般也是一臉懵。為了便于彼此更高效率的溝通,植物學家們發(fā)明了一套簡練的語言系統(tǒng),即程式花圖式,它們由一些自定義的圖形部件,字母、符號及數(shù)字組成。

花程式符號釋義

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010)

花程式實例1:Fritillaria thunbergii▲浙貝母

花程式實例2Polygala japonica▲瓜子金

花程式實例3:Sesbania cannabina▲田菁


花圖式符號釋義

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010)

花圖式案例1:Tricyrtis puberula▲寬葉油點草

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010)

花圖式案例2:Strongylodon macrobotrys▲翡翠葛

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010)

花圖式案例3:Polygala × dalmaisiana

(摘譯自Louis P. Ronse De Craene, 2010)

花程式與花圖式能夠非常準確地傳達某一類植物最大的共同點,特別對概括科的形態(tài)特征比較有效。有了這些知識打底,對于指導植物解剖就如魚得水。

四、精細解剖攝影的流程與技巧


4.1 取樣要求

植物材料,特別是個人新屬、新科的材料來之不易,另外出于保護的目的,我也強烈反對過度取樣。對于小型草本,在不影響種群繁殖的前提下,挖取1棵大小適中的完整植株,配上3~5朵正值盛花期的花,如果已結果,注意收集成熟度不一的果實,這樣既能兼顧幼嫩果實,又可以從成熟果實中拍到種子。面對大型草本、喬灌木,則剪一段帶花、果、葉的枝條,要能反映枝葉著生方式,注意收集其他有重要識別價值的營養(yǎng)器官,基本上與采集植物標本的要求一樣。很多花易落或易受損,則需要額外準備有密封性的盒子或袋子,分裝并全程注意保護。部分類群,如旋花科、酢漿草科、馬齒莧科、柳葉菜科、紫茉莉科、仙人掌科、鳳仙花科、龍膽屬等花被片極易失水萎焉或閉合,采下沒過多久就縮成一團,難以分離。此外,大部分水生植物也存在這樣的情況。處理這些植物,最好取下立即解剖。

對于采集對象的變異幅度要有所了解,如花色的變化

采集對象葉形的變化

采集枝葉的基本要求

上圖只用了一小段僅帶一朵花的枝條完成的解剖

Cassiope selaginoides▲錦絳花)

4.2 精細解剖的流程

一般按由大及小、由粗及細的步驟,先拍整體,再拍局部。

1. 六大器官,根、莖、葉、花、果、種子,凡具有鑒定意義或反映生態(tài)適應性的盡量能拍全,但往往無法一次集齊。這時需及時整理拍攝進度,下次遇到了再補。

湊齊莖、葉、花、果、種子并非易事

Liriodendron × sinoamericanum雜交鵝掌楸)

2. 對于營養(yǎng)器官的拍攝,要特別注意變態(tài)的根莖,莖干被毛、刺、翅等情況,以及葉的腺體、腺點、腺毛、刺突等。

小枝具顯著的木栓翅,連同髓部也有志書未曾記載的“十字架形”有趣特征

Euonymus alatus▲衛(wèi)矛)

3. 拍攝花部結構,至少需要3朵花,因為要展示完整的花冠、花部縱切片、子房橫切與縱切等解剖結構:

  • 花序,剪取完整的帶花和花序的枝條,注意一些簇生類型花序的表達;

先拍攝帶花枝條

草本盡量采集全株

左,Yulania▲玉蘭品種,單花;右,陰香,聚傘花序

傘形花序組成總狀

Cerasus yedoensis▲東京櫻花)

菊科頭狀花序縱切片

Aster indicus▲馬蘭)

展示花冠的正反面

(上:衛(wèi)矛;下:陰香)

  • 花的離析圖,即展示花萼、花瓣、雄蕊群、雌蕊群各部的數(shù)量、形態(tài)、相對位置。一些特別小的花部結構需要特寫,便于后期重點展示。

一朵花各部離析,展示相對位置

Stellaria media▲繁縷,此處展示5雄蕊,常見3雄蕊)

離瓣花離析的排列方式,三基數(shù)排列示意(陰香)

四基數(shù)排列示意,作輔助線

Ilex latifolia▲大葉冬青,雌花具不育雄蕊)

五基數(shù)排列示意

左上為花瓣與花萼裂片相對位置;

右下為兩輪雄蕊,中央為子房橫切片

Deutzia▲溲疏屬品種)

五基數(shù)有旋卷方向的排列示意

Hypericum patulum▲金絲梅)

花被片多數(shù)螺旋狀排列示意

Chimonanthus praecox▲蠟梅)

輻射對稱的合瓣花類,沿一側切開后攤平

Calystegia hederacea▲打碗花)

二唇形的合瓣花類,可嘗試做兩次縱切面

Mazus pumilus▲通泉草)

  • 花的縱切片,是指將一朵花從中心附近縱切一刀,然后降低1~2mm再切一刀,這樣在它的切面上可以看清花各部的著生位置,避免重復部分干擾。它的難度在于要對花的所有部位切割兩次,對于花被片較長且韌的難度較大。

花冠縱切片

Peliosanthes teta▲簇花球子草 )

  • 花的縱切面,與縱切片不同,只需從花的中心縱切一刀即可,這是在沒有十足把握完成縱切片的情況下的折中做法。

花冠縱切面

Cerasus yedoensis▲東京櫻花)

  • 雌蕊的縱、橫切面,縱切可以看到每室的胚珠數(shù)量;橫切可以看到子房的室數(shù),胎座類型,當子房室內(nèi)胚珠較多時,至少剔除一室全部或部分胚珠,有利于看清子房隔膜。

子房的縱、橫切實例1

(左:Oenothera speciosa▲美麗月見草;右:黃水仙)

子房的縱、橫切實例2

Dianthus plumarius▲常夏石竹

  • 雄蕊的結構,展示雄蕊花藥、花絲細節(jié),展示著藥類型、開裂方向及方式,雄蕊類型。

雄蕊的形態(tài)多樣性,從系統(tǒng)發(fā)育樹上還能尋找有趣的故事

花部結構是最能反映植物的傳粉適應性的,且開花的過程是動態(tài)的,很多類群在花的早中晚時期,各部會有相應的變化,如雄蕊的運動、花柱的運動等,這些是非常重要的性狀,需要做足文獻調(diào)研、采樣觀測和解剖展示,這部分也是精細解剖最具魅力的。

Parnassia wightiana▲雞肫草的開花過程中,雄蕊漸次成熟

雞肫草的雄蕊全部成熟后,雌花開始發(fā)育

蠟梅開花也是分雄、雌花期,不過它的雄蕊同時成熟

4. 果實和種子的拍攝,除要有各個方向的外觀照片外,還要進行縱、橫切,看清果實類型、附屬物情況;種子需要看清胚的結構,表面紋飾或附屬物等。

果實橫切,3個側膜胎座上長滿了種子

果實縱切

防己科內(nèi)果核的豐富形態(tài)

種子的各個方向及縱切示胚乳的結構

(Annonaceae▲番荔枝科)

種子縱切,胚軸與胚根的綠黃兩色令人眼前一亮!

Keteleeria fortunei▲油杉)

5. 解剖拍攝前需掌握已有的形態(tài)學信息,對于記載不全甚至錯誤的部分要重點研究、明確表達,提升精細解剖的學術價值。


4.3 拍攝技巧

精細解剖攝影追求的是對細節(jié)特征的真實再現(xiàn),背景純凈、主題突出、特征清晰是基本要求。

4.3.1 拍攝解剖材料要快準狠

新鮮的植物材料通常含水量較高,解剖一個部位就立即拍攝,讓材料盡量處在較新鮮的狀態(tài)。拍攝前要預估好時間,一種植物最好一次性拍完,若中間有反復干擾,將影響植物的新鮮度,降低圖像品質(zhì)。很多植物含有酚類物質(zhì),切開后短時間就會變色,遇到這樣的材料,在解剖前就要做好充分準備,保證材料一旦切開就立即開始拍攝。如有打斷,可以將材料放入水中,有效減緩變色過程。(在家里切過土豆絲的朋友會明白我在說啥)各個部位的圖片最后可通過軟件進行有機整合,不必非得將所有部位解剖好才拍“全家?!?。

花芽等幼嫩部位縱切后立即拍攝,最大程度保持新鮮色澤

4.3.2 巧用玻璃板獲得純色背景

配合使用厚度1mm潔凈的有機玻璃板(如家中相框用的那種),純色(常用黑色)背景厚絨布,將解剖好的植物材料按一定的次序擺在玻璃板上,然后在玻璃板兩側用書本或其他物體墊高,使玻璃板遠離背景布達10cm以上,這樣拍攝的照片背景比較純凈。

翻拍的溫馨小貼士

4.3.3 兩側打光壓低高光區(qū)

兩側打光,調(diào)整光源的入射角度,使得植物材料不形成明顯的倒影,注意控制厚度不同的材料的間距,不至于相互間形成陰影。在有閃光設備的支持下,推薦拍攝參數(shù)設為ISO 100, F 16, 1/250s,手動模式,用Raw格式拍攝。如果僅有天然光線或普通照明,則在手動模式下進行快門與光圈的調(diào)節(jié)。根據(jù)經(jīng)驗,拍攝植物材料,常遇到反光問題,宜將圖像亮度整體壓暗,以防局部過曝丟失亮部細節(jié)。

兩側打光的同時保證材料最亮部位不溢出

4.3.4 堆棧式拍攝獲取全景深圖像

微距攝影時,物距往往較短,景深也隨之變淺,要獲得全景深圖片,就需要對植物材料快速掃描式拍攝多張,后期進行景深疊加操作。但要注意新鮮材料切開后在拍攝過程中易失水變形,變形太厲害則會影響后期疊加效果。對于特別薄的材料,可以用滴管取少許水滴在有機玻璃板上,將材料浸在水里,保持舒展狀態(tài)。但由此可能造成多處反光光斑,需要調(diào)節(jié)光源方向或在鏡頭前安裝偏振鏡來消除。

玉蘭花部雄蕊群,左為單張,右為29張堆棧

用水潤濕材料后拍攝

Chrysanthemum lavandulifolium▲甘菊的聚藥雄蕊展開及花柱)

4.3.5 保證圖像的科學性

準確的標尺是科學攝影的基本要求,可以反映材料真實的大小,對于后續(xù)研究具有參考意義。拍攝時尺子的擺放要盡量固定在取景器視野的同一處,建議與視野下部長邊保持水平。如有可能最好還有比色卡,藍紫色系的花圖像顏色易失真。目前市面上有比色卡和比例尺二合一的產(chǎn)品。

將比色卡、自制尺子放在視野下邊緣
[皮佩特]海棠 Malus PERPETU ('Evereste')

4.3.6 要讓材料服服帖帖

拍攝合冠花類材料需剖開一邊后攤開,便于展示冠筒內(nèi)外特征,果實或種子也要有各個方向的特征,此時注意使用雙面膠或藍丁膠進行固定。比起雙面膠,我更喜歡用藍丁膠,它對于材料的破壞較小,還可以回收重復使用,有助于維持有機玻璃板的整潔。

用藍丁膠固定展開的花冠筒,邊緣還可見露出的部分

Cestrum nocturnum▲夜香樹)

4.4 圖像的后期處理

植物精細解剖攝影屬于科學攝影,圖像要真實地反映植物的各方面特征。這里指的后期處理,主要包括兩方面:首先是去除背景中的雜質(zhì)、陰影等,突顯主體。第二,也是最關鍵的,要彌補相機本身的成像局限,比如通過圖層疊加提升景深;微調(diào)暗部、亮部,令明暗過渡更為自然,展示更多細節(jié)。對圖像的這些處理其實是為了更加準確的接近材料真實的模樣,談及后期就一概封殺,顯然是對于攝影存在認知的誤區(qū)。

4.4.1 盡量選擇RAW格式拍攝

RAW文件是原始圖像編碼數(shù)據(jù),即“數(shù)字底片”,不同品牌的后綴格式不同,如尼康是“.NEF”,佳能是“.CR2”,索尼是“.ARW”。RAW文件后期對動態(tài)范圍、細節(jié)的再現(xiàn)都遠高于jpg格式。如果回到膠片時代,RAW文件就相當于是未沖洗的底片,而jpg則是沖洗好了定影的成品。

4.4.2 選用合適的軟件進行景深疊加

景深疊加的原理是軟件會分析指定的一系列圖片中每張圖像最清晰的部分,選取后堆疊合成一張圖片。根據(jù)材料的厚度拍攝不同數(shù)量的分層圖片。但是景深疊加的圖像算法對于計算機內(nèi)存提出很高的要求。大家可能看過攝影大牛Levon Biss拍攝的牛津大學昆蟲標本,他是將景深疊加發(fā)揮到了極致,我們拍攝分部解剖圖片不需要幾千張的疊加。拍攝花冠正面或者復雜果實與種子表面結構的時候,也僅僅需要幾十張或上百張即可。我常用的有Zerene Stacker、Helicon FocusPhotoshop CC(或其他版本),各有優(yōu)缺點。前兩款最突出的優(yōu)點是可以對大量圖片疊加,速度要快于Photoshop CC。但是它們在圖像輸出時易產(chǎn)生細線噪聲,就是圖像邊緣會有明顯細紋狀拖痕,必須裁剪后才能使用,所以實際用的時候物距不能太近,四周要有余白或足夠重疊區(qū)域。Helicon Focus據(jù)說可以進行指定的文件夾批量疊加(還未使用過)。Photoshop CC的明顯優(yōu)勢在于我們基本都會用到,所以能滿足需求的前提下不再需要額外軟件加持,且疊加后的修飾效果要高于前兩款,但缺點也像優(yōu)點那么突出,即對于電腦的配置要求極高,32G內(nèi)存的筆記本對于50張以上的RAW格式圖像疊加就基本陷于罷工狀態(tài)。

使用PhotoshopCC進行自動混合8個圖層時的內(nèi)存占比

PhotoshopCC疊加圖像的流程是:打開RAW圖像進行批量曝光微調(diào)→文件-腳本-將文件載入堆棧-勾選“嘗試自動對齊源圖像”→編輯-自動混合圖層-混合方法勾選堆疊圖像。因為是流程化操作,可以設置若干動作,加快處理速度。

4.4.3 在純黑背景上展示植物各部材料

純黑背景在呈現(xiàn)植物花部結構時效果是最理想的。獲取純色背景的必備技能就是摳圖,具體方法有很多,當你原圖的背景越干凈,與植物色差越大,摳圖自然也就越容易。對于邊緣光滑的材料,如一枚全緣的花被片,基本上魔術棒一鍵摳圖。但是實際遇到的大部分情況要復雜的多,如色差不大、邊緣被毛、出現(xiàn)倒影或因疊加產(chǎn)生的疊影等問題,這時要確保材料結構特征的完整性,進行局部細微摳圖或擦去背景。我一般先用套索工具將材料主體從原背景中摳出,在新建的純黑圖層上用橡皮擦或魔術橡皮擦等繼續(xù)完成細節(jié)部分摳圖。在遇到被毛邊緣時,常常要在500%的視圖下完成雜質(zhì)、疊影的處理。這里特別歡迎大家介紹自己的方法。

4.4.4 重視標尺的使用與處理

在最終的圖像呈現(xiàn)時,自制尺子的出現(xiàn)將影響整體的美觀,可通過矩形工具參考圖中的尺子繪制1mm、5mm1cm不等的矩形框(粗細控制在5個像素)來取代尺子,并標清標尺的長度。標尺的走向要與材料的最長邊保持一致,降低視覺帶來的誤判。

4.4.5 分部位處理與保存

4.2 精細解剖的流程中提到過植物各部分是分開拍,后期自然也是分開處理,以“.PSD”或“.PSB”格式分別保存植物各部圖片。當有編輯圖版的需要時,將各部有機整合在一個圖層上,類似植物線描圖或科學畫的方式,相比于簡單的積木式圖片組合,更具欣賞性和藝術性。進行圖層整合時,推薦將各圖層按植物部位命名,如植株、花冠正面觀、花縱切片、雌蕊、雄蕊等,這樣在對多個圖層微調(diào)相對位置時能夠更加快捷。

植物各部位組合的過程中,建議按形態(tài)特征的重要程度(指對于鑒定)安排位置,最重要的部分予以適當?shù)缺壤糯笾糜趫D版顯著位置,次要的可以見縫插針安排在四個角落。如果說前面各部位的拍攝、處理是機械化的流程,那么這個過程可以體現(xiàn)一定的靈活性,注意個人審美能力的提升,讓最后的圖版既準確又具美感。

植物各部材料位于不同圖層

金絲梅精細解剖圖版(葛斌杰等, 2020)

(A 花枝 ; B 花離析 ; C 子房橫切面 ; D. 雌蕊與雄蕊;E. 花側面觀,除花瓣;F. 雄蕊 5 束; G. 雌蕊,放大;H. 子房橫切面,放大。標尺: A 1 dm; B 1 cm; C 1 mm; D-G 1 cm; H 1 mm) 

Dianthus plumarius▲常夏石竹

(A 雄蕊群離析;B 花瓣,分瓣片與瓣爪;C 瓣爪橫切片;D 子房橫切片;E 花瓣離析;F 花萼筒展開;G 兩對苞片;H 雌蕊縱切,示特立中央胎座;I 內(nèi)輪雄蕊,背面;J 外輪雄蕊側面;K 雌蕊。A 1 cm; B-D 1 mm; E-G 1 cm; H-J 1 mm; K 1 cm)

Ilex latifolia▲大葉冬青

(A1 花枝;A果枝;B1 雌花花瓣與退化雄蕊;B2 花萼與柱頭;B3 子房橫切面,示4室子房;C1 雌花正面觀;C2 雌花底面觀;C3 雌花側面觀;C內(nèi)果核;C5 聚傘花序。A1-A2 5 cm; B1-C5 1 mm)

4.4.6 數(shù)據(jù)的管理與備份

數(shù)據(jù)是無形的資產(chǎn),對于精細解剖攝影而言,一幅圖版的成形,背后是數(shù)個小時的付出,還要足夠幸運才能采到目標植物,足夠幸運才能遇到這個植物的盛世容顏。對于雌雄異株的類群,等待數(shù)年才能湊齊完整的各部結構也是常事。因此,要養(yǎng)成數(shù)據(jù)管理與備份的習慣。我主要參考APG IV系統(tǒng)和多識被子植物系統(tǒng)按科屬種命名存儲我的原始圖片和編輯后圖片,并定期進行云盤的備份。一方面加強了數(shù)據(jù)的安全性,另一方面也便于隨時隨地通過手機就可以分享與展示。

本地移動硬盤按系統(tǒng)樹格式保存

云盤及時備份一套完整數(shù)據(jù)

五、精細解剖攝影的應用與發(fā)展

寫到這里,相信一定有人在心里嘀咕,這精細解剖攝影到底有啥用呢?

1. 服務公眾科普,拉近人們與植物的距離

我在上海辰山植物園主要從事植物資源的調(diào)查、收集、保存與保育,一年中三分之一的時間在野外調(diào)查收集,三分之一在標本館進行材料的鑒定整理,剩下的時間除了休息與休假外,主要是花在各類科普教育活動中。作為全額撥款單位,身為其一份子,我自覺有責任和義務讓公眾了解我們所從事的工作內(nèi)容和背后的意義。

常見水果解剖(Citrus▲柑橘屬)


本人在微博建了“圖解生靈”的話題,發(fā)布了80余種植物解剖,收獲了270余萬閱讀

一次偶然的機會,我在一場科普講座上,放了一張橘子果實的解剖圖,將解剖的材料組合到一幅圖里,引起了觀眾很大的興趣,這讓我意識到,我們身邊很多唾手可得的植物,但大家習以為常了,如果能創(chuàng)新呈現(xiàn)方式,往往能引起人們的好奇心,去重新認識它們。我們將外延拓展到野生植物,科學家們一直在強調(diào)生物多樣性保護的重要性和緊迫性,但對于公眾而言,如果連這些需要被保護的植物長什么樣都不知道,很難建立深層次的認同感,讓公眾打心底有去保護它們的沖動。植物與動物不同,人們更容易與動物達成互動,畢竟在系統(tǒng)樹上我們與動物關系更近,它們的一舉一動受到更多的關注與表達。幼兒園的小朋友就已經(jīng)可以掰著指頭說出多種保護動物,但是說到植物就連大人也說不上幾種。通過精細解剖圖,將植物最精彩的部分直接推送到觀眾面前,或許可以喚起他們對于植物的感覺,原來一朵普通的花里面竟藏著這么精致的結構,有著這么有趣的動植物互動關系,它們跨越漫長的歷史長河與我們相遇。

獨享這世間如此美好的事物太過自私,應該把她們最美的一面展示給大眾。

Bretschneidera sinensis▲伯樂樹的雌雄蕊

杜鵑蘭的唇瓣仿佛纖纖玉手

浙貝母的花被片像在演繹質(zhì)壁分離,頂端還有俏皮的一撮毛

大柱霉草的雄花讓人感嘆大自然的鬼斧神工


2. 彌補現(xiàn)有植物志書的短板

鑒定植物時,特別是對種一級,多數(shù)人第一時間喜歡翻線描圖或圖鑒,走檢索表和扣形態(tài)描述次之。有時走了檢索表得到了結果,還是想查閱標本或彩圖反過來驗證一下。這是很自然的事情,因為我們對于格式化的文字很難建立畫面感,幾百字的描述抵不上一張清晰的植物外觀圖。因此精細解剖圖片為圖文對照提供了重要的一手資料,相比線描圖也更容易上手。

精細解剖是重新認識植物最好的方式。在這個過程中,我們除了能把植物各個重要特征了解清楚,理解專業(yè)術語所指何物,并逐漸習慣這些語言的描述方式。更重要的是,我們通過精細解剖有新的發(fā)現(xiàn)的可能。經(jīng)常使用植物志書的人知道,很多植物的描述中,花果未見不是什么新鮮事。而對于花、果和種子的描述只寥寥數(shù)言的就更多。遇到這些種類,進行解剖拍攝和觀察,能夠很好的補上這個口子。

檀香科的果實常具黏膠,但Thesium chinense▲百蕊草的藥隔與花被筒間竟有蛛絲狀的黏絲,并將花藥向外側拉伸,不至于直接接觸位于同一水平面上的柱頭

3. 有助于動態(tài)發(fā)展思維的養(yǎng)成

對于植物結構生態(tài)適應性的觀察和分析是植物精細解剖最令人著迷的地方。當植物制成臘葉標本后,它所有的生命活動就靜止了。但是活植物不同,它時時刻刻在發(fā)生變化。一朵綻放的花,里面的各部仍然在漸次運動。比如小檗科、泡花樹屬的雄蕊受到外界刺激,會有應激反應,主動授出花粉;水竹芋、花柱草等的柱頭受到刺激會發(fā)生扭轉或撲打,從訪花者上獲得外源花粉;千屈菜、梅花草等雄蕊會漸次成熟并發(fā)生運動,延長授粉期。而觀察果實、種子的傳播方式,植物對逆境的響應與形態(tài)的飾變,同樣五花八門。自然界從不缺少驚喜。

第一次接觸這項工作是參與華東師范大學馬煒梁老師的一部專著,由于此前有過一段時間的種子與果實的解剖經(jīng)歷,馬老師希望我能提供一些他們此前工作中遺漏的內(nèi)容。通過幾次工作上的交流,馬老師對于我提交的圖片給予了高度的評價,對我而言是極大的鼓舞,在一年多的時間里,我深受馬老師治學精神的感染,那是一種獨特的人格魅力,也讓我深刻體會到加入一個優(yōu)秀團隊對個人發(fā)展的重要性。如今凝聚了馬老師36年心血的專著《中國植物精細解剖》已出版,但是對我而言這恰恰是個開端。馬老師坦言,歷時30余年的工作,特別是早期受限于器材的問題,圖片質(zhì)量在今天看來是不夠滿意的。在編排設計上,也是前后不統(tǒng)一。希望我能創(chuàng)新形式,抓住一兩個科學問題,深入下去。埋頭實干是好的,但也需要時不時抬起頭,看看路走的直不直。

我對此深以為然。

海子說“從明天起,關心糧食和蔬菜……給每一條河每一座山取一個溫暖的名字”,初讀這首詩,給我的第一印象多少有些文青的酸臭。但現(xiàn)在再品味,我感受到了作者對生活懷有一種積極陽光的態(tài)度,充滿了對未來生活的篤定,不再是人世間疲于應酬的匆匆過客。中國到今年年底決心消滅貧困,這是人類史上的一項壯舉。但也正說明我們能夠吃飽穿暖其實也沒多少年,特別是相比于世界發(fā)達國家。人們對于植物的認識大部分停留在“能怎好”上,這也無可厚非,但如果一直停留在這個階段,那說明人們的精神文化生活還顯得比較貧瘠。當我們再次遇到盛開于角落的一朵野花時,不再執(zhí)著于它是否可以吃、是否可以治病救人,而只是想知道它的名字、了解它的故事時,我們的國家我們的民眾才能真正更上一層樓。

我們對自然的認知還很膚淺,只有時刻保持警醒,承認我們真實的認知水平,才能更好地去了解她。

弱小和無知不是生存的障礙,傲慢才是。

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