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昆蟲復眼(昆蟲復眼的成像原理)

  • 生活
  • 2023-04-28 13:06

不了解昆蟲的朋友可能不知道復眼是什么東西,它其實就是昆蟲的眼睛。只是它和我們?nèi)祟惖炔溉閯游锏难劬懿灰粯樱覀內(nèi)祟惖难劬Χ际且浑p瞳孔(每只眼睛有一個),但是昆蟲的眼睛往往會有千百個“瞳孔”,所以昆蟲的眼睛才被叫做復眼。

大多數(shù)昆蟲眼睛的結構都屬于復眼,這樣的眼睛有什么好處呢?有個最大的好處就是可以看清高速移動的東西,而且能將它的運動軌跡看得一清二楚,比如我們用眼睛在側面看槍射出的子彈或者弓射出的箭,它的飛行過程基本上是看不到的,即便我們集中精力,最多也只能看到處于某一位置上的子彈或箭,這正是由于我們的眼睛只有一雙瞳孔,通常它只能注視一點,只有當子彈或者弓箭經(jīng)過我們所注視的那一點的時候才有可能被看到,其他的時刻都是看不到的。

但是昆蟲卻不同,如果一只蜻蜓位于我們所在的位置,那么子彈或者弓箭射出的整個過程,它都可以看到,這正是由于它眼睛上有高達2.8萬個復眼,每個復眼小孔就相當于一個瞳孔,子彈或者弓箭發(fā)出后,一路行進的軌跡被復眼上的諸多小孔捕獲到,也就形成了子彈或者弓箭前進的一個一連串的過程,光線通過這些小孔進入到復眼小孔底部的感光細胞上,再通過視覺神經(jīng)傳到大腦,就形成了蜻蜓看到子彈或者弓箭前進的整個過程。

昆蟲都很小,眼睛看上去也不大,但是由于復眼小孔的數(shù)量很多,所以昆蟲的眼睛相對于身體的比例要比其他動物都大得多,而且大多數(shù)昆蟲的眼睛都比頭部其它部分還要大。生物學家們解剖發(fā)現(xiàn),有復眼的昆蟲每個小眼都有角膜、晶椎、色素細胞、視網(wǎng)膜細胞、視桿等結構,是一個獨立的感光單位,這些感光單位集體工作,就能讓昆蟲感受到視覺范圍內(nèi)所有的風吹草動了。

不過昆蟲眼睛中的世界和我們不太一樣,它們通常只注意會移動的事物,而且視線范圍內(nèi),視物的清晰度都差不多,不像我們?nèi)祟惪礀|西只會專注于一點。如果昆蟲的復眼有部分被灰塵擋住的話,那么那部分復眼將會看不清東西,所以蒼蠅、蜻蜓等昆蟲都會經(jīng)常用前足拂拭眼睛。

復眼也啟發(fā)了人類在仿生學上的利用。比如ATR(自動目標識別)視覺傳感器和復眼相機等,就是起源于人類對生物復眼視覺的模仿。它們基本都是由多個光感或多個光線傳感器組成。可以傳感一條光線或一個面的光或紅外線等,可以很好的看清高速運動物體的整個運動過程,精確判斷它們下一步會出現(xiàn)在哪里。

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