基爾大學科學家3D打印低成本，開放源的攝影燈罩

魔猴君  行業資訊   1681天前

來自德國基爾大學（CAU）的研究人員開發了低成本3D打印圓頂形系統，該系統可以優化野生動植物攝影時的照明。模塊化照明設備為現有照明設備提供了一種更便宜，更簡單的替代方案，同時仍然能夠支持科學的顯微和宏觀攝影。在公開發布STL文件之后，基爾小組的系統還可以進行定制化，使其可以針對所拍攝的標本進行量身定制。

基爾小組的3D打印圓頂（如圖）旨在幫助野生動物攝影師獲得最佳照明。通過《科學報告》雜志拍攝的照片。

攝影照明圓頂的重要性

盡管越來越多地采用了諸如微計算機斷層掃描（μCT）之類的現代技術，但攝影仍然是對生物物體成像的最佳方法。分類學和形態學研究仍然依賴于物種棲息地的高分辨率照片，自然歷史博物館也越來越依賴于數字化。

高質量圖像在學術攝影中尤為重要，因為分辨率對于捕獲關鍵特征，診斷特征和詳細的習性視圖至關重要。為了達到此類生物學研究所需的細節水平，適當的照明至關重要。需要大量的散射光才能對微觀結構進行詳細拍攝，尤其是在使用更高的變焦倍率時。相比之下，不良的照明會導致附近任何宏觀結構的意外過度暴露。所謂的“強光”還會導致眩光和閃光對圖像的最終質量產生負面影響，并扭曲被攝物體的特征。先前在加利福尼亞大學河濱分校進行的研究表明，半球形圓頂在散射光和提供均勻照明方面非常有效。

當光從圓頂的底部發出時，被攝物體僅被從圓頂內部的散射光照亮，從而導致漫射，柔和的照明。盡管具有圓頂形系統的好處，但是商用設備可能非常昂貴，并且如果對象太小，分辨率可能會不是最佳選擇。一些動物也比現有的基于圓頂的系統大得多，從而限制了它們在某些環境中的應用。

利用他們的圓頂形照明系統，該團隊能夠拍攝許多昆蟲和動物的高分辨率照片。圖片來自《科學報告》雜志。

基爾大學3D打印照明系統

為了克服商用照明系統的尺寸和成本限制，研究人員轉向了熔融沉積建模（FDM）3D打印。運行FDM機器的低運營成本越來越多地導致它們在實驗室環境中被采用。使用CAD軟件，還可以以可定制和可擴展的方式生產對象，從而有可能根據其主題定制圓頂的幾何形狀。

利用3D打印，Kiel團隊制造了一個模塊化的，基于LED的圓頂，與現有設備相比，具有許多升級。為了使光輸出最大化，可以在系統上安裝一個可選的虹膜光闌，其“滑動臺”功能可以將目標物體重新排列，以滿足攝影師的需求。此外，僅通過使用3D打印來生產系統，與現有照明模型相比，它具有更高的質量，耐用性和可重復性。

研究人員使用Prusa i3 MK3S 3D打印機和廉價的白色PLA燈絲，創建了三種不同尺寸的球型罩。測試團隊的照明系統需要拍攝從當地動物學博物館借來的動物標本剝蟲的照片。將經過防腐處理的昆蟲固定在玻璃盤上，或者將它們附著在培養皿上（如果它們是水下標本）。

研究小組的3D打印圓頂（如圖）是開源的，并且已經公開了STL文件，以使該設備盡可能易于訪問。

圖片來自《科學報告》雜志。

然后在每個圓頂中拍攝相同樣本的聚焦堆疊圖像，并使用暖色或中性白色LED燈條進行比較。對于較大的物體，可以在圓頂桌的頂部放置一塊延長板和一個遮光環，從而可以針對不同大小的物種進行調整。總體而言，該團隊能夠捕獲各種不同標本的高分辨率圖像，這些標本包括昆蟲，軟體動物，脊椎動物，花卉和化石。

中國3D打印網點評：他們的LED系統比以前的研究成果更耐用，更具成本效益，并且可以與商業設備競爭。通過使他們的設計盡可能容易獲得，該團隊還希望該設計將來能被學生和小型實驗室采用，以幫助他們以預算獲取高分辨率的圖像。基爾研究人員在論文中說：“我們的圓頂代表了科學照明方法的重要改進，極大地提高了其進入科學界的機會?！?“希望它將在將來成為許多研究的有用工具。學生，實驗室和預算低廉的人們現在可以生成有意義的專業圖像，最終與最先進的實驗室競爭?！?/span>

增材制造行業的照明

盡管3D打印電子產品仍處于起步階段，但許多研究人員已嘗試創建具有最佳照明解決方案的設備。紐約照明研究中心（LRC）和美國電源管理公司Eaton Corporation已開發出一種完全3D打印的LED集成照明器。整個項目由美國能源部資助，旨在開發增材制造的應用以創建固態照明（SSL）。

LRC還與私募股權公司CARBON Group Global合作，成立了一個聯盟，探討3D打印SSL產品的潛力。該小組擁有眾多關鍵的3D打印利益相關者，正在努力制定將增材制造集成到關鍵行業的路線圖。

航海技術公司OceanLED已使用3D打印為高端游艇制造低能耗原型照明系統。鉆機照亮船底周圍的水，當魚被光吸引時產生“水族館效應”。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39582.html