体视学和三维显微术:可选的还是相互竞争的显微组织定量分析技术?

随着现代三维图像显示技术的发展,使用体视学方法从二维截面估计三维几何似乎越来越显得多余了。本文将讨论这两种途径的局限性并概述两者在实际应用中的优点。对场和特征物参量及数据简约问题进行了讨论。结论是,在大量的应用中,体视学方法是表征不规则三维几何的最有效途径。当需要表征比较复杂的参数如形状、排列或尺寸分布时,应当优先采用三维直接测量手段。从二维截面分析获得的参数,对于比较研究、经验相关性分析和“指纹”识别式描述则是非常有用的。

三维X射线显微技术与小型-微体化石高分辨率无损成像

在古生物学研究中,以X射线断层成像(Computed Tomography)为代表的三维无损成像技术可以在不破坏化石标本的前提下,同时获得标本外观形态和内部结构的信息,相比传统的可见光成像手段有着明显优势。为推动化石三维无损成像技术在国内古生物学领域的发展,本文系统介绍一种新型显微CT技术——三维X射线显微术(Three-Dimensional X-ray Microscopy)。与基于几何放大和吸收衬度成像的传统显微CT技术相比,该技术有若干优势:(1)将同步辐射X射线显微断层成像的光学成像系统引入基于实验室X射线源的显微CT系统中,在几何放大的基础上增加了光学放大,优化了传统显微CT的系统架构,弥补了传统显微CT单纯依靠几何放大的不足,提高了空间分辨率;(2)采用可移动的X射线源和优化的光学成像系统,实现了低能X射线相位衬度成像,可以三维重构传统显微CT技术无法有效探测的、低吸收衬度的化石标本;(3)基于新的成像架构和成像算法,实现了厘米-分米级较大标本内部"感兴趣区域"(Region of Interest)精确导航和局部高分辨率(微米-亚微米空间分辨)成像;(4)可以实现小型扁平标本(宽厚比>4,宽<10cm)高效率、高分辨率成像和长条形微体标本长轴方向自动分段无缝拼接的微米至亚微米级高分辨率重建,弥补了传统工业显微CT针对小型扁平标本和长条形微体标本高分辨成像效果不佳的缺陷。这些优势使得基于实验室X射线源的显微CT成像技术可以获得接近同步辐射X射线源的成像质量,从而有效推动化石生物学研究。

漏光环形透镜的光学传递函数

推导了漏光环形透镜的三维(3 D)、2 D和1 D光学传递函数(OTF)公式,给出漏光系数对OTF的影响。模拟计算和分析表明:漏光不改变系统的横向截尾频率,但轴向截尾频率大大增加,由(1-ε2)/2变为1/2;高ε(遮挡率)系统具有较高的横向成像质量,但轴向信息几乎不能成像;对于高ε系统,中心遮挡区的稍稍漏光对横向成像质量几乎没有影响,但轴向成像质量可显著提高;简单的改变漏光系数,可以获得任意调节的轴向分辨率。