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視覺的科學

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  視覺的科學   昆蟲、甲殼、脊椎以上的高等動物都有眼睛,眼睛用來感知自己的生存環境,尋覓食物、躲避敵人、繁衍發展。眼睛的視覺功能對我們至關重要。 昆蟲與甲殼類動物有複眼,提供上下左右更廣闊的視野,並可以有效的計算自身與所觀察物體的方位、距離,從而有利於複眼類昆蟲作出更快速的判斷和反應。某些昆蟲的複眼甚至能夠分辨光的 偏振 。昆蟲的腦容量小,但是複眼佔了整個頭部很大的面積。複眼的分辨率受到像點的限制,一般來說,其影像 分辨率 比人類的 眼睛 低。但其瞬時的分辨率比人類的要高 10 倍。人類的眼睛每秒能分辨 24 幅圖畫,昆蟲的複眼則可達 240 幅左右。複眼的視野接近全方位,這也可以解釋我們徒手抓蜻蜓、蝴蝶時時,無論我們從哪個方向下手,它們都會快一步飛走。 大部分魚類與鳥類的眼睛分別在頭的左右兩側,用來應對廣大生存環境的天敵。但是貓頭鷹與哺乳類動物,眼睛都能往前看,兩眼的視角域交叉才能聚焦,測定物體的距離,建構 3D 的視覺。也因此貓頭鷹能在昏暗的環境中精準的捕獲獵物。 人類的眼睛是很好的照相機,具有望遠、近照、聚焦、廣角等功能。而且視覺可以儲存於記憶,或者將情境聯想推理做出決策。機器人或自動駕駛的汽車,正是模擬人類的視覺,以攝像頭感知環境,經過記憶資料庫與程序處理,驅動行動或不行動。 當我們的眼睛主動尋找有用的資訊時,我們的眼睛受體需要持續的聚焦,甚至需要身體配合追蹤移動的目標。根據視覺資訊做出反應是短期記憶和長期記憶相互作用的結果。 光與色彩頻譜 嚴格說來,自然界中並不存在「色彩」,只存在的不同波長的光波。就像三稜鏡能夠折射紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫不同顏色的光波,被眼球的視網膜接收,感知到顏色。人類感知紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫這個範圍稱為可見光。紅色頻率最低、波長最長;紫色頻率最高、波長最短。波長越長,信號損失衰減小,可以在更遠距離的地方被看見;波長越短,能量愈大,穿透能力越強,可被看見的距離更短,但是貫穿能力強,紫外線可以殺菌, X 光射線還可以貫穿人體,看透器官。 很多鳥類、魚類、爬蟲類、昆蟲類不僅本身色彩鮮艷,也對色彩光波很敏感,,甚至可以感知紅外線光、紫外線光。但是大部分的哺乳類動物都對色彩不敏感,或者對紅、綠色盲,據說與哺乳類動物祖先是老鼠,在恐龍時代與隕石撞地球大滅絕,都生活在地下洞穴,晝伏...

景觀的概述

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  Ch.1 景觀的概述 1.1 什麼是景觀? 從中文字面上的意思理解:人類視覺所接受的風景事物稱爲景觀。日文稱為 ” 風景 ” ;從英、德文 (landscape 、 landschaft) 或法、西文 (paysage 、 paisaje) 字面上的意思理解:就是大地呈現的樣貌。 《歐洲景觀公約》將景觀定義為 “ 人們所感知的一個區域,其特徵是自然與人為因素相互作用的結果 ” 景觀是指一個地區的景象,不同地貌、植被、時間、人文、產業會構成不同的景觀,如自然景觀、鄉村景觀、城市景觀等。 一般人認知 ” 景觀 ” 有美的意涵,一般人認知的美麗景觀是甚麼 ? 原始自然的森林、生動的溪流瀑布、崇峻的高山、幽靜的湖泊、潔淨的海角沙灘、繁星點綴的夜空、綿延起伏的草原、野生動物、雲海雪景、春暖花開、保存完好的古鎮、建築、民俗、產業, …… 等。 原始自然,很少人類破壞的景觀大都被認為最好的,有人類活動,但是與自然和諧的;或是歷史悠久,呈現藝術美的創造,也是很受歡迎的。 景觀偏好,還包含著人類對環境安全的渴望、自然地貌、植物、天候的豐富多樣。甚麼樣的風景,令我們賞心悅目,心嚮往之 ? 景觀評價是否就能選出好風景 ? 景觀資源評價有何用途 ? 據說九寨溝景觀的發現,因為林業開採工作組,一路往深山挺進砍伐,探勘先鋒隊發現九寨溝絕世的美景,趕緊報請國家上級單位來進行景觀資源評價才幸運地保存下來。美國的黃石、優勝美地等國家公園也都是探險家、林務局、國土資源等單位的發現與評價才劃設保護下來。劃設保護可能與當地居民利益衝突、排除其他資源開採、建設,因此必需慎重推行,嚴謹的方法很重要,科學客觀的方法很重要。 早期的景觀評價研究也都是森林砍伐或國土管理單位發展的視覺分析方法,期望利用資源的同時,最小的破壞景觀資源。 如今風景資源管理、區域環境規劃都將景觀評價視為規劃管理之依據。 如果某些地區,地貌、生態、人文相當原始自然或完整,孕育著完整生態系,放眼世界也屬特色稀有。我們應該劃區積極保存、研究,不宜大規模開發,但可開放經營可持續的旅遊活動,那就是「國家公園」。 如果某些地區,因為灘塗濕地、偏遠森林、封閉寒漠等特殊環境,成為某些動植物 ( 丹頂鶴、貓熊、金絲猴、藏羚羊 ) 孕育發展的棲息地。我們應該劃區積極保存、研究,但是景觀價值沒那麼高、交通偏遠...

羽毛的結構基礎

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  羽毛的結構基礎 當人們被要求畫一根羽毛時,很多人會畫出三個基本特徵。首先是羽軸,它是細而硬的中央桿狀部分-羽軸(Rachis)。其次,羽側葉從羽軸往兩側延伸,兩側有寬闊、平坦且更柔韌的羽片區(Vane)。第三,羽片(Vane)-不是像單一光滑和堅固的塑料片,而是有細密平行的梳子細管線。為了完善這個一般描述,生物學家可能會將注意力集中在標準的典型羽毛的更多細節描述(圖 4.01)。羽軸可以細分為兩個區域,羽軸的根部(或靠近鳥皮膚近端-Proximal)沒有羽片細毛,它被稱為羽根管(Calamus)。羽根管嵌入鳥類的皮膚,將羽毛固定在鳥的身體上。羽軸的其它部分距離鳥皮膚較遠端稱為遠羽(Distal),兩側都有從羽軸延伸的羽片(Vane)。這個區域被稱為羽軸(Rachis)。羽軸通常佔整根羽毛總長的 90-95%。 羽軸Rachis:羽毛的堅硬的中央脊椎,如果存在羽片,則從其延伸。 羽葉片Vane:從羽軸兩側延伸平坦的羽片;羽片由互鎖的倒鉤形成。 羽根管Calamus:羽軸的中空下部,沒有葉片。 羽葉片Pennaceous:描述光滑平坦扇狀羽片。 絨羽Plumulaceous:描述蓬鬆的絨毛羽部分。 羽支幹Barb:從羽軸兩側延伸的規則平行纖維。 羽細枝Barbule:從羽支幹再往兩側延伸的小細枝(有倒鉤互掛固定,不易分離)。 當大多數人想像一根羽毛時,往往會先想到像樹葉的羽片,而不是一小撮蓬鬆的羽絨-它也是一種羽毛,稱為絨羽(Plumulaceous)。其實,羽毛葉片的基本結構特徵是飛行用的翼羽片或尾羽片。羽片(Vane)具有相對光滑的扇面,並具有明顯的平形細線輪廓。絨羽(Pennaceous)是蓬鬆狀的,無法保持固定形狀,會隨著微風而改變形狀。(圖 4.01)。 羽片是一種排列整齊、透氣、複雜的網狀物,由數百個微小的互鎖纖維管構成。仔細觀察,可以看到這些細絲上都有微小的倒鉤,從軸上一個接一個地分支出來,有點像梳子上的牙齒(圖 4.02A)。用放大鏡仔細觀察,羽片有都更複雜的細部結構,肉眼幾乎看不到。羽軸( Rachis) 分出左右兩側的羽枝幹( Barb), 羽枝幹再從左右分出更細小的羽小枝( Barbule)。 ...