Животные видят мир в других цветах, чем люди: Новая камера показывает, как это выглядит

Многие животные, включая пчёл, птиц и даже млекопитающих, таких как северные олени и мыши, могут воспринимать ультрафиолетовый свет. Отсутствие чувствительности к УФ-излучению у людей скорее исключение, чем правило. В другом конце спектра видимого света у человека есть рецепторы, чувствительные к красному, в то время как многие животные (пчёлы, мыши, собаки) так же слепы к красному, как мы — к ультрафиолету.

Даже восприятие синего и зелёного, цветов, различимых во всём животном мире, специфично для каждого вида. Длина волны, которую животное воспринимает как «чистый синий» или «чистый зелёный», уникальна. Никакие два вида не видят мир в одинаковых цветах.

Съёмка мира в движении

До сих пор визуализировать цветовосприятие животных можно было только для неподвижных объектов. Метод ложной окраски требует серии фотографий через последовательность оптических фильтров и их последующего наложения. Последовательная съёмка означает, что всё должно оставаться в точно том же положении на всех кадрах.

Это серьёзный недостаток, исключающий работу с движением. Живой мир находится в постоянном движении: деревья качаются на ветру, птицы перепрыгивают с ветки на ветку.

Первой задачей было создать камеру, записывающую ультрафиолетовый и видимый свет одновременно. Решением стал светоделитель (beam splitter). Эта специализированная оптическая деталь отражает ультрафиолетовый свет как зеркало, но пропускает видимый свет, как прозрачное стекло.

Две камеры (обычные, но одна модифицирована для записи в УФ-диапазоне) разместили в корпусе, напечатанном на 3D-принтере. Модифицированная камера получала отражённый ультрафиолетовый свет, а стандартная — пропущенный видимый свет. Записи двух камер накладывались и синхронизировались. Серия преобразований позволила рассчитать количество света, достигшее датчиков каждой камеры.

На основе этих данных можно оценить количество света, которое уловил бы глаз животного, видящего сцену с точки зрения камеры.

Попробуйте сами

Все коды, необходимые для преобразования видео, и планы системы камер находятся в свободном доступе в сети, как и инструкция по сборке камеры с нуля.

Цель — позволить другим исследователям создавать свои камеры и использовать их для изучения того, как другие виды видят мир. Возможностей множество:

• Записать танцы павлинов и увидеть, насколько ослепительными их перья выглядят для пав. Иридесценция этих перьев простирается в ультрафиолетовый диапазон — записи показывают, что для целевой аудитории перья выглядят ещё более красочными, чем для нас.
• Точнее описать, как отпугивающие позы гусениц выглядят для птиц-хищников.
• Создать архив изображений бабочек и других насекомых из музейных коллекций с конвертацией в «видение животных».
• Обеспечить достаточную видимость стеклянных фасадов для птиц, которые в противном случае могут в них врезаться.

Самые захватывающие вопросы — те, о которых мы ещё не задумывались. Только начав снимать видео природного мира в цветах животных, мы замечаем, сколько информации вокруг. Открытия ждут вас на вашем собственном заднем дворе.