传统的植物标本数字化往往面临三维结构导致的清晰度流失难题。本文将探讨德国 book2net 如何通过先进的景深合成技术，在不损伤珍贵标本的前提下，为耶拿大学哈斯克内希特植物标本馆（JE）实现从微小纤维到复杂花卉结构的全面清晰捕捉，开启自然遗产数字化的新篇章。
自然遗产的数字化挑战：从标本馆到虚拟实验室
在科学界，植物标本馆扮演着至关重要的角色。通过收集、干燥并压制植物及其部分组织，并详细记录名称、采集者与发现地，科学家们能够对存档植物与现生植物进行严谨的比对研究。这不仅对植物学意义重大，也为考古学等学科提供了宝贵的参考。然而，如何让这些深藏在博物馆中的数百万份标本走向公众？数字化是唯一的途径。
耶拿大学哈斯克内希特植物标本馆项目
目前，耶拿大学及图林根州立图书馆（ThULB）正在开展一项宏大的数字化工程，旨在将其馆藏的约400万份哈斯克内希特植物标本（JE）进行数字化。该馆藏由药剂师兼植物学家卡尔·哈斯克内希特于1896年奠定基础，涵盖了极其珍贵的干燥植物标本、专业植物学文献及历史档案。
突破物理极限：景深合成（Focus Stacking）技术的引入
在数字化过程中，植物的花朵、种子等具有明显的三维结构，而非完全平面。传统的扫描方式如果使用玻璃压板强行“压平”标本，极易造成不可逆的物理损坏。然而，如果不使用压板，由于镜头景深的限制，标本的高低部位往往无法同时保持清晰。
技术原理：多层融合，全域清晰
景深合成（也称为焦平面合并）是一种最大化图像景深的方法。系统在极短时间内对同一物体进行多次拍摄，每次拍摄时微调焦点位置。通过这种方式，物体的每一个微小层面都被精准捕捉。随后，book2net 的专业软件会自动将这些图像进行“堆叠”，仅提取每张照片中最清晰的部分并整合到最终图像中。其结果是获得一张从底层到顶端都极度锐利、细节惊人的高分辨率影像。
book2net Archive Pro A2+：为科研而生的扫描系统
为了应对这一挑战，ThULB 引入了配有 M150 相机系统的 book2net Archive Pro A2+ 高性能扫描仪。该设备首次搭载了全新的“景深合成工具”，为科研人员提供了前所未有的图像精度。
| 核心功能/参数 | 技术规格 / 描述 |
|---|---|
| 相机系统 | M150 高分辨率科研级相机 |
| 扫描尺寸 | 支持 A2+ 幅面 |
| 景深合成模式 A | 通过相机滑块移动改变焦平面，确保无位移畸变 |
| 景深合成模式 B | 通过电动对焦控制镜头焦点设置 |
| 软件集成 | 扫描软件内预设程序化自动执行 |
| 应用灵活性 | 非接触式扫描，无需玻璃压板 |
两种灵活的合成模式
book2net 提供了两种实现景深合成的技术路径：首先是通过相机滑块移动相机位置，由于滑块具有极高的稳定性，可以有效防止图像偏移；其次是通过电动对焦直接控制镜头参数。这两种过程均可在扫描软件中进行精确的预设编程，确保了操作的简便性与结果的一致性。
跨学科的广泛应用
虽然景深合成技术在植物标本数字化中表现卓越，但其应用远不止于此。对于任何具有三维结构且需要观察细微细节的收藏品，该技术都是理想的解决方案：
- 昆虫学： 捕捉昆虫复杂的肢体与翅膀纹理。
- 钱币学： 展现硬币表面的微小磨损与浮雕细节。
- 考古学： 对陶器碎片、纺织品残片进行高精度建模。
常见问题
什么是景深合成（Focus Stacking）技术？
这是一种通过拍摄多张不同焦点的照片，并利用算法将其合成一张全焦段清晰图像的技术。它解决了微距摄影或近距离拍摄三维物体时景深过浅的问题。
为什么在植物标本数字化中不建议使用压盖玻璃？
许多植物标本（如干燥的花朵或果实）非常脆弱且具有立体结构。使用玻璃压板会压碎标本，造成科学信息丢失和物理损坏。景深合成技术可以在不接触标本的情况下获得清晰图像。
使用景深合成会显著增加扫描时间吗？
虽然景深合成需要多次曝光，但 book2net 的 M150 系统和自动化软件优化了这一过程。对于科研级数字化而言，这种微小的时间增加换取的是极高质量的数据，是完全值得的。
book2net Archive Pro A2+ 是否支持其他类型的文档扫描？
是的，它是一款多功能扫描仪。除了支持三维对象的景深合成外，它同样适用于普通档案、书籍和古籍的高效数字化，具有极高的行业通用性。