野生动物必须通过探测移动目标来做出关键决策。它们的生存可能取决于找到猎物或评估潜在的配偶，而它们的眼睛感知自然界颜色的方式略有不同。准确了解动物所看到的景象一直是一个挑战，但英国萨塞克斯大学和弗吉尼亚州乔治梅森大学的科学家开发的一套摄像系统，可以帮助生态学家和电影制作人创作出能精确复制不同动物在其自然环境中看到的颜色的视频。该系统在2024 年 1 月 23 日发表在开放获取期刊《PLOS Biology》上的研究中进行了描述。
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眼睛中不同的感光细胞会影响我们感知周围世界的方式。包括蜜蜂、驯鹿和一些鸟类在内的动物可以看到人类眼睛无法感知的紫外线（UV）。通过重构我们已知动物可以看到的颜色，科学家们可以更深入地了解它们如何交流和导航周围的世界。
“作为感官生态学家，我们对动物如何感知自然界中的颜色很感兴趣。传统的测量这些颜色技术往往只讲述了一部分故事，”乔治梅森大学的感官生态学家、该研究的合著者Daniel Hanley告诉《PopSci》。“科学界缺乏足够的研究运动中颜色的工具。我们设计了我们的摄像系统来解决这个问题。现在，我们可以记录颜色信号在野外对野生动物来说会呈现出什么样子。”
这套新的摄像系统建立在现有的分光光度法技术之上。使用这种技术，图像在通常超出人类可见范围的特定波长范围内拍摄。然而，使用这些方法可能耗时，会产生伪彩色，需要特定的照明条件，并且不能总是捕捉到运动中的物体。
为了克服其中一些限制，该团队开发了一套摄像机和软件系统，该系统可在自然光照条件下捕捉运动物体的动物视角视频。
“该系统围绕两台独立的摄像机构建，光线被分离并同时导向一台对紫外线敏感的摄像机和一台对人眼可见光敏感的标准摄像机，”Hanley 说。
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其中一台摄像机同时记录四个不同色道的视频：蓝、绿、红和紫外线。然后，使用一种流行的名为 Python 的编程语言将这些数据处理成感知单位。这会生成一个更准确的视频，显示动物根据生物学家对它们眼睛感光细胞的了解，是如何感知这些颜色的。该团队将这套新的摄像系统与传统分光光度法进行了测试，他们的新系统预测感知颜色的准确率超过 92%。
“我们的项目涉及面很广，一路上我们遇到了许多惊喜，”Hanley 说。“我们发现的最令人惊讶的事情是，云层对感知颜色有多大的影响。我们通常不会注意到这些变化，但它们是显而易见的。”
该系统由市售摄像机组成，并装在模块化的 3D 打印外壳中。该团队开发的软件也是开源的，因此其他研究人员未来可以在此技术基础上进行开发。
“我们计划尽可能广泛地应用这套摄像系统。目前，我们正在探索从自然历史到保护的各种应用，”Hanley 说。“我们希望通过社区参与，我们的设计能够得到改进，并收集到许多关于自然界颜色的新颖观察。”
