家蝇复眼视觉空间自动制图

该系统和协议旨在通过最少的人为干预进行映射来分析苍蝇的物理系统。通过系统和协议，我们可以精确地知道苍蝇大小的视觉空间是如何组织的。该系统的优点是映射的可重复性和速度。

复眼的研究是动物视觉研究的重要组成部分，并激发了一些产生人造眼的技术创新。我们已经为如何构建和测试用于扫描复眼的自动设备树立了榜样。需要特别注意将各部分组合在一起的算法开发细节。

从实验室饲养的种群中收集一只苍蝇开始。通过从上部切割六毫米来准备约束管，使管子的外径为4毫米，上部的内径为2.5毫米。将苍蝇放在切好的管内，用棉花密封管子，以防止损坏苍蝇。

然后推动苍蝇，使头部从管中突出，身体被限制在管中。使用蜂蜡固定头部，同时眼睛保持未覆盖。完成后，切割管子以达到10毫米的长度。

然后将装有苍蝇的塑料管放在黄铜支架中，苍蝇的一只眼睛指向上方，支架放在桌面上。按照手稿中所述调整显微镜上管子的方向，以在设置允许的方位角和仰角范围内扫描整个眼睛。通过在方位角旋转台上安装一个对准销来设置显微镜，以便可以调整尖端的X-Y位置以与电动载物台上的方位角轴重合。

使用配备5X物镜的显微镜进行观察时，使用Z轴操纵杆聚焦在尖端上。接下来，将方位角轴的X-Y调整与显微镜的光轴对齐，并使用X和Y轴操纵杆确保仰角和方位角旋转轴与居中销预先对齐。操纵方位角和高程操纵杆以检查引脚是否相对于两个自由度居中。

如果居中良好，引脚尖端在方位角和立面旋转期间保持在同一位置。将苍蝇与立面台的零度对齐并安装，并在方位角级上固定。然后用显微镜观察苍蝇的眼睛。

打开照明LED后，调整苍蝇的水平位置以对齐伪癡蚜的中心。然后使用支架的旋转螺钉改变伪蜱的垂直位置，使深伪蜱在仰角轴的水平上聚焦。接下来，通过将深伪蜃蚣相对于方位角和高程轴在视野中居中来排列它。

设置准备就绪后，将视图切换到安装在显微镜上的数码相机，并运行宽限系统的软件初始化，其中包括初始化电机控制器和Arduino LED控制器。为此，请打开 MATLAB 版本 2020a 或更高版本并运行 MATLAB 脚本。在计算机屏幕上，确认苍蝇的伪傀儡位于投影图像的中心。

使用 Z 轴操纵杆将焦点带到角膜假癥的水平。焦点对齐后，运行自动聚焦算法以获得角膜水平的清晰图像。然后通过调整电动Z轴载物台将焦点返回到深伪木偶水平。

存储深假癡蝶和角膜假痂起之间的距离。接下来，使用自动对中算法微调伪癡脂对中，然后将焦点带回角膜伪癡脂水平。重新运行自动对焦算法，并将电动载物台归零到其当前位置。

扫描眼睛时，运行扫描算法以五度步长沿轨迹对眼睛图像进行采样，同时执行自动对中和自动对焦算法。采样后，关闭 LED 和电机控制器。稍后，通过应用图像处理算法来处理图像。

在苍蝇眼光学的研究中，眼睛表面水平的图像显示了活化状态下的刻面反射和颜料颗粒反射。在眼睛曲率中心水平拍摄的图像说明了感光细胞以梯形模式排列的反射，其远端位于小平面透镜的焦平面附近。将两个连续的图像相关联，以确定小平面图案平移的变化。

在眼睛上扫描期间拍摄的图像与小平面质心一起显示。在方位角旋转五度后，此处说明了后续图像。质心过程无法识别所有刻面。

由轻微的表面不规则性或灰尘规格引起的低局部反射率导致错误的质心。通过计算快速傅里叶变换解决了该错误。第一个谐波环定义了由蓝色、红色和绿色线条指示的三个方向。

谐波沿三个方向的逆变换产生了灰色带。家蝇的右眼从正面到侧面扫描了24个步骤。该图将分面的组装显示为沃罗诺伊图。

在扫描开始时，应特别注意在测角系统旋转中心调整飞眼的深伪丘比。在这里，我们应用落射照明显微镜。该方法可以直接扩展到荧光显微镜，以研究没有反射假蜉蚓的昆虫。

对眼睛视觉轴分布的定量知识将允许了解物理系统如何针对某些任务（例如狩猎，交配或检测捕食者）进行优化。