阿簡生物筆記: 2007-09

2007/9/29

觀察淡水浮游生物

用顯微鏡看水中的小生物這個單元，在我剛開始任教的時候，一直是個頭痛的單元。因為老師懶得找水樣，就請學生帶水樣，學生看水樣看了老半天找不到東西，老師過去幫學生找，好不容易找到一隻，可是只有一隻，學生花好久時間還是沒看到。就這麼折騰了一節，然後就下課了。學生什麼也沒看到，沒成就感，老師也覺得煩。

但最近有比較認真啦！今年泡的稻草還是上回去苗栗看米蟲順便採回來的，夠認真了吧！不過上禮拜預定觀察的進度被颱風假打亂了，稻草多泡了幾天，結果蟲就少了很多，許多腎形蟲都掛掉了，我猜想是氧氣的問題，也許下次要試試看打氣泡稻草。

如果遇到採得的水樣明明就有生物，偏偏數量不多，密度太低怎麼辦？這個問題在我遇見「它」之後，情況就此改變！

它就是濾紙，濾紙是用來製作「精華液」的！

什麼精華液？浮游生物的濃縮精華液！

我用的還是咖啡濾紙呢，因為咖啡濾紙是杯狀的，只要反折就可以套在燒杯上。把取得的大量水樣過濾，原本一張片子只能看到3隻生物，現在可是密密麻麻全是生物，這樣學生怎麼看都看得到啊！只是我必須花點時間在等待過濾，下次我要考慮弄一個抽氣過濾裝置，這樣速度才會更快。

觀察完這些小生物之後，辨認更是一個麻煩的事情，因為在台灣只看過浮游性藻類的圖鑑，其他浮游性動物的還不曾看過，所以只好向外發展。我透過網友代購了幾本圖鑑，一本是簡體中文，兩本是日文。

淡水微型生物圖譜

定價是人民幣30元
簡體中文
手繪圖

日本淡水産動植物プランクトン図鑑 (単行本)

定價：9500日圓
超級厚的圖鑑(3cm厚)，介紹了約1800種的生物
手繪圖

やさしい日本の淡水プランクトン図解ハンドブック

定價3800日圓
顯微照片為主，手繪圖為輔
標榜是小學生就會用的圖鑑，雖然是日文，但是有漢字和學名為輔。

這本書的官方網站(滋賀理科教材研究委員會)
http://www.digitalsolution.co.jp/nature/science/plankton/index.html

三本書裡我推薦第一本和第三本，第一本是因為便宜，而且是簡體中文，至少看得懂。第三本是因為清楚，容易使用。更棒的是，第三本如果不想買或是買不到。這裡甚至有整本書的pdf檔可以下載！
http://www.digitalsolution.co.jp/nature/science/plankton/webpdf/

這次我用的水樣來源除了乾草浸液外，還有敝校的死水小水池

用濾紙過濾之後，取濾紙上面的精華液。

學生在觀察的五秒內絕對立刻發出驚嘆聲，因為數量很多！這個池子裡以扁眼蟲(Phacus)為主，另外就是小型的纖毛蟲、喇叭蟲..等等。

顫藻是到水溝邊取乾掉的片狀物泡水觀察

矽藻來源是水溝裡的水

明年有時間的話打算來泡個豐年蝦(海猴寶寶)在加上個水蚤吧。

這些小生物如何取得，在母校(師大)有詳細的說明：
資料來源：http://140.122.143.143/lin/exp1-2.htm
# 變形蟲 ────── 路旁積水污泥或水田污泥
# 衣沙蟲 ────── 稻田污泥
# 蕈頂蟲 ────── 混生於絲狀藻間
# 太陽蟲 ────── 混生於絲狀藻間
# 眼蟲 ─────── 排水溝邊緣污泥，綠色或深綠色
# 扁眼蟲 ────── 綠色池水，或眼蟲混生
# 線鞭蟲 ────── 與眼蟲混生
# 合尾蟲 ────── 枯草浸液或腐敗的污水
# 唇滴蟲 ────── 腐敗的污水或水蚤死屍旁
# 櫛毛蟲 ────── 混生於絲狀藻間
# 板殼蟲 ────── 腐敗的污水或枯草浸液中
# 長吻蟲 ────── 池塘、稻田或枯草浸液中
# 足吸管蟲 ───── 稻田污泥中
# 腎形蟲 ────── 池水、枯草浸液中或稻田綠藻間
# 草履蟲 ────── 排水溝白色表層或富含機崟之污水中
# 四膜蟲 ────── 富含有機質之污水中或枯草浸液中
# 鍾形蟲 ────── 附著於絲狀藻或有機碎屑上
# 群鍾蟲 ────── 附著於流動水之剛毛藻上
# 喇叭蟲 ────── 附著於水蘊草葉面上
# 玉帶蟲 ────── 富含有機質之污水中或枯草浸液中
# 彈簧蟲 ────── 稻田污泥或池底污泥
# 沙殼蟲 ────── 附著於稻田旁水溝剛毛藻上
# 桿尾蟲 ────── 路旁積水、栽花水盤或稻田污泥
# 游僕蟲 ────── 富含有機質之污水、藻類中
# 輪蟲 ─────── 水池或與藻類混生
# 淡水腹毛蟲 ──── 含腐植質之水池或與藻類混生
# 線蟲 ─────── 污水或土壤中
# 瓢體蟲 ────── 富含有機質之池塘或溪流
# 水蚤 ─────── 池塘或稻田
# 劍水蚤 ────── 富含有機質之水域
# 藍球藻 ────── 盆栽水盤或花盆陰濕面
# 藍鼓藻 ────── 花盆陰濕面或稻田土壤
# 微胞藻 ────── 滯水或積水池塘
# 顫藻 ─────── 積水土壤或稻田土壤
# 葛仙米藻 ───── 草地或土壤表層
# 念珠藻 ────── 苔蘚或幼厥根部土
# 美髮藻 ────── 盆栽水盤或花盆陰濕面
# 單胞藻 ────── 稻回或水耕積水處
# 實球藻 ────── 稻田或池塘
# 空球藻 ────── 稻田或池塘
# 雜球藻 ────── 稻田或池塘
# 團藻 ─────── 稻田
# 網水綿 ────── 溪流
# 盤星藻 ────── 池塘
# 四聯原藻 ───── 稻田或池塘
# 原球藻 ────── 大王椰樹幹或窗檯
# 綠球藻 ────── 魚池石頭或水瓶瓶底
# 波髮藻 ────── 溪流石頭
# 爬崖藻 ────── 山坡陰濕面
# 尖枝藻 ────── 溪流
# 間生藻 ────── 池塘或溪流
# 剛毛藻 ────── 溪流
# 水綿 ─────── 溪流
# 新月藻 ────── 路旁積水或稻田
# 鼓藻 ─────── 路旁積水或稻田
# 矽藻 ─────── 池塘、溪流、水盤

2007/9/28

本氏液檢驗澱粉和唾液的反應-精簡版

在教酵素這個單元時，有個實驗是用來驗證唾液裡有酵素可以分解澱粉。

在課本上，這個實驗的安排是讓學生在試管中（有些版本已改成燒杯）吐口水3~5ml，然後加上澱粉液之後，以37度水浴25~30分鐘後，再加入本氏液隔水加熱觀察反應。通常這個實驗需要一節課的時間。

而這個實驗常出現的問題是

口水吐不出來或是沒那麼多。不過我去年在這篇唾液的採取方式已經列出一些解決的方法。
花很長的時間在等待反應。
水浴的溫度無法維持在37度。
學生花很多時間在前面等待取得藥品。

針對上面的問題，最近開始作一些實驗。終於，我找到一個五分鐘內完成這個實驗的方法，不過需要一些前置作業！

先準備好眼藥瓶和塑膠試喝杯

在實驗前泡好澱粉液後，裝入眼藥瓶中，各組（或是各人）一個塑膠杯先發給各班。
實驗當天的早自修朝杯子裡吐一口口水，不需要收集到3~5ml，只要「呸」一下就可以了。
把澱粉液滴入杯中，量大約和唾液相同。
實驗時把杯中的液體倒入試管中，加入數滴本氏液，只要能使試管中液體呈藍色即可。
放入飲水機取得的熱水中，一分鐘之內就會有反應了！

這裡有幾點要說明的

沒有用到37度水浴，因為酵素是很厲害的東西，我在27度的室溫下作，一樣能反應。
等待的時間就是早自修到實驗的時間，至少有半小時，把等待的時間拉回到班上，就算是第一節課作實驗也來得及。
唾液量、澱粉液的量、本氏液的量都不需要太多。因為酵素很厲害、本氏液很靈敏，所以不用那麼多。
沒用到酒精燈加熱，我用過50幾度和40幾度的熱水，一樣能反應。
使用眼藥瓶，這個部份和染劑裝瓶的原因一樣，為的就是減少學生浪費在等待藥品的時間。

在我的實驗室中，我為每組準備了一套共六瓶的眼藥瓶，每瓶都貼上了標籤。
這六瓶分別為：

碘液
亞甲藍液
水
本氏液
葡萄糖液
澱粉液

在國中生物實驗中，有了這一套，從顯微鏡觀察做到生化實驗，節省的時間超過想像！足夠我玩很多活動或作其他實驗。

最後回頭看看這個實驗，加上前一個本氏液和碘液的檢定，這兩個最多需要用到兩節課的實驗，我只要十分鐘就可以完成了。

2007/9/27

本氏液做糖的檢定-精簡版

這學期因為任教的課程和另外一個老師完全相同，實驗室勢必無法同時使用。因此只好想辦法把實驗器材弄進教室。而過一陣子就要做本氏液測定糖的實驗了，所以最近都在研究有沒有辦法簡化這個實驗。

課本上的實驗步驟是用試管裝2ml的本氏液加上2ml的葡萄糖溶液，然後在燒杯中隔水加熱。

不過就在我讀了本氏液發明者Stanley Rossiter Benedict在1908年發表的論文 A REAGENT FOR THE DETECTION OF REDUCING SUGARS之後，想到了一些可以改變的步驟。

Stanley Benedict在這篇本氏液的發表論文中提到的特點包括。

可儲存於無色瓶中，不會遇光分解。
遇熱也不會反應，甚至加熱24小時之後，都不會起化學變化。
耐儲存，配好之後至少可以放一年不會變質。而且沒有腐蝕性。
對醣極為靈敏，可檢測到0.1%的尿糖，甚至到0.08%，比起菲林試劑好多了(菲林試劑必須現用現配)

更重要一點，他提出了檢測尿糖的方式是：

5ml的本氏液加上8滴(0.5ml)的代測溶液，隔水加熱2到3分鐘，自然冷卻之後觀察改變。(這裡可以看到本氏液檢測尿糖的結果反應)

令我訝異的是原來只需要這麼少的代測溶液就可以了？那過去我們加那麼多的溶液是加心酸的嗎！？

經過幾次試驗之後，終於找到簡單的方式

本氏液分裝到眼藥瓶中，葡萄糖溶液也可以分裝成一瓶，方便各組取用。
以這種容器來說，大約滴26滴才會有1ml。我拿試管先滴入10滴(接近0.5ml)的本氏液，只要略高於試管底部即可。然後滴入4-8滴左右的葡萄糖溶液。
燒杯不需加熱，直接取用飲水機的熱水(溫度只有43度)
這樣的試劑量和溫度，不用一分鐘就可以看到本氏液變色了。

就算加上澱粉和碘的反應，這個實驗也不到5分鐘就完成了！

Stanley Benedict的樣子，還蠻帥的喔！

2007/9/26

亂畫的虎克顯微鏡

這學期用的課本換了新的版本，顯微鏡的這個單元放了一個虎克顯微鏡的圖。不過當我仔細一看，至少發現二個錯誤。

1.光居然不是走直線？這個顯微鏡的光源是火光經過裝了水的玻璃球之後再經過凸透鏡折射，結果這張圖的火焰、玻璃球和凸透鏡的光居然不是直線。

2.把虎克畫的木栓細胞圖鏡像倒置了

以下這是虎克所著的Micrographia中的圖，注意看光源和上面的有何不同？

再來是虎克所繪的木栓細胞，仔細看，課本上的插圖居然把圖給「鏡像處理」了！為什麼要這樣做？！畫插畫的人在想什麼？

再來是我忍不注要抱怨的兩點

1.為什麼肌肉細胞的圖要放這麼大？文字裡寫肌肉細胞細長，如果老師沒有說明，大概所有學生都會把那些橫紋都當作是一個個的肌肉細胞了。不過還好我有肉鬆可以給學生實際看肌肉細胞的樣子，反正肉眼就看得到肌肉細胞了。

2.這裡所有的顯微照片，居然都沒有比例尺，只寫放大倍率是不夠的！

好了，抱怨完了，反正課本亂它亂的，我還是教我的！

2007/9/24

啥！？透明蛙

圖片來源：http://www.pinktentacle.com

這兩天有個「透明蛙」的新聞還蠻特別的。日本廣島大學的住田正幸教授培育出了一種透明蛙，是用有基因缺陷的赤蛙(Rana japonica)交配繁殖出的，這種基因缺陷會造成較淡的皮膚顏色。而這種蛙可以用在醫學上，不需要解剖就可以觀測到內部器官的疾病。之後可能會結合螢光基因，還可以應用在研究基因表現上。

看到這新聞還真是嚇一跳，上網找看看有沒有透明蛙的照片，結果在新聞剪輯網站中找到的上面的圖片。另外在住田正幸的網站上是看到了這張照片，不知道那些是不是透明蛙的「父母」？

圖片來源：http://home.hiroshima-u.ac.jp/~amphibia/sumida/

這種蛙說不定有一天會打入全球的寵物市場？

蛇骨標本製作-下集-麻將牌的蛇骨

前情提要：
蛇骨標本製作-上集-酵素真是好東西
 蛇骨標本製作-中集-這裡不只有蛇骨

距離中集已經過了半年，趁著中秋佳節趕快把擺在一旁的蛇骨們集合起來。

「來來來，一個一個站好！排頭為準，向右看齊！」

一個晚上的努力就是把他們擺得跟麻將一樣，本來想要熬夜把它們串起來，結果找不到針，只好等到隔天再繼續進行。

串這些蛇骨我用的是0.2mm的魚線，這原本是梅子拿來做串珠的，結果被我威脅之下貢獻出來串蛇骨。花了快一個小時終於把它們串好了，其實真的不花時間，只是我之前的三分鐘熱度過了，一兩個小時能完成的事情居然拖了半年。

串好的蛇骨繞一繞轉個圈，還蠻像便便的。

把它們攤開照一張像，右邊尺的長度是40公分，這串蛇骨大約有240cm左右

不知道有多大是吧！？那我的腳來當比例尺吧！我可是大腳祥哩，這樣知道蛇骨有多長了吧。

肋骨沒有拼上去，一方面是懶，另一方面是拼上去就不能整串骨頭拿來甩，也不能當項鍊了。

你知道這串蛇骨有幾個脊椎骨嗎？答案是323個！

想想當蛇的推拿師傅也不簡單

阿蛇：「師傅，我腰酸背痛，不知道是哪個骨頭有問題？」
師傅：「嗯，讓我來看看」
十分鐘後
師傅：「嗯，你的第172個脊椎骨附近長了骨刺啦」
阿蛇：「開刀有沒有救？」
師傅：「沒救，因為我算數不好，會算錯」

2007/9/22

用心智圖想科展題目

學生在想科展題目的時候，一直沒有辦法找到好的方向。為了讓他們能多「亂想」一點，我在最近上課的時候，教他們用心智圖來「胡思亂想」。

心智圖是一種用來紀錄、呈現發散性思考的方式，用google去找mindmap可以看到許多範例。

我在黑板上寫上想做的實驗材料，再由這個材料去想它的特徵、行為，藉此協助學生找出可能實驗的方向。

除了紙上作業外，原本是打算教他們用開放原始碼的freemind，不過學生一到了電腦前面就找出了另外一套軟體mindman。原來是小學的時候，老師就曾教過他們使用這個軟體。那也好，用freemind還要下載java才能用，不過用mindman直接下載安裝後就可以使用了。

大概有一半學生能藉此找到執行的方向，另外一半則是繼續恍惚中。

氣泡玻片解決氣泡問題

學生在初次使用顯微鏡的時候，常常會把氣泡當細胞。為了解決這個問題，我今年在進行這個課程前，就請學生作出一個氣泡玻片來觀察。

平常在做玻片要做出氣泡還蠻容易的，但要故意做出氣泡就不怎麼簡單了。可以平行放下蓋玻片，或是蓋上後再挑起來重複蓋上，這樣都可以產生一些氣泡。除此之外，下次來改用膠水試試看。

當學生在顯微鏡下認出氣泡的樣子之後，接下來觀察細胞就順利多了，至少不會指著氣泡跟我說那是細胞。

2007/9/18

以Imagej合成全對焦影像

使用顯微鏡拍照時，有一個難以克服的問題就是淺景深，整個畫面中無法讓前到後都清楚。
想像一個細胞是一棟透天厝，顯微攝影是從高空往下拍，因為淺景深，所以往往是三樓清楚、而一二樓模糊，或者是二樓清楚、一三樓模糊。

景深和數值孔徑的關係密切，計算公式可以從這篇論文(以全對焦影像合成技術修正失焦顯微鏡影像
)找到。

數值孔徑越小，放大倍率較大，景深數值較深
以10倍物鏡來說，數值孔徑是0.25，景深是8.5um
換到40倍物鏡，數值孔徑是0.65，景深只剩下1um

克服景深的問題，在軟體方面，有很多專業的顯微量測影像處理軟體都可以處理，不過那些是收費軟體。屬於開放原始碼的ImageJ當然也有這樣的能力來處理。

處理的流程如下

攝影
安裝ImageJ的Plugin
使用Plugin做影像對齊校正
使用Plugin做全對焦合成

攝影的部份，我先以數位相機拍攝書本的例子來說明。

下方的四張圖拍攝位置都不變，但改變的是對焦的地方，因為使用微距攝影，所以景深淺，每張照片都只有一部分是清楚的。拍攝時要注意相機位置、構圖不可改變，另外曝光量也不可以改變，數位相機有AE Lock的功能可以鎖定曝光值(我在拍攝這四張樣本的時候，忘記鎖曝光值，所以看起來曝光不一樣)

再來是安裝Plugins，這裡需要三個Plugins，分別是TurboReg、StackReg、Stack Focuser
前面二個是作影像自動對齊的，雖然我們固定了相機位置和構圖，但是實際拍攝的相片還是會有些微的差距，所以需要另外做自動對齊。
而最後一個Plugins是用來做產生合成圖的。

TurboReg、StackReg下載以後解壓縮直接放在plugins的資料夾即可，Stack Focuser 可以放在plugins的Stacks資料夾中。

首先開啟拍攝的四張不同焦點的照片
File-->Open

將多個影像合成一個Stack
Images-->Stacks-->Convert Images to Stack

使用stackreg自動對齊影像
Plugins-->stackreg-->Stackreg

使用Stack Focuser合成為全對焦的影像
Plugins-->Stacks-->Stack Focuser

結果如下，看起來有點醜喔？那是因為我失焦的地方太模糊了，所以才會變成這樣，再加上我一開始拍攝的時候沒有鎖定曝光值。

接下來以顯微照片實際示範，以下是拍攝彩葉草葉脈處的導管(像彈簧的東西)，三張的焦點都不同。我也沒有事先做白平衡，打算最後再用影像處理軟體處理。

然後我把三張合成為一個Stack之後，用Stackreg作自動對齊，順便做剪裁，只留下中間我需要的部位。影像如果太大，那些Plugin處理會弄很久。

最後用Stack Focuser生出的影像，原本失焦的地方不再模糊。

最後用Gimp開啟影像作自動白平衡
圖層-->色彩-->白動-->白平衡

參考資料
複数の深度に焦点があっている画像を作製する方法

2007/9/17

桌上阿蝦支持模組(生態球啦)

前一陣子查生態球的資料，意外看到Make雜誌居然也有製作生態球的專題，稱為The Tabletop Shrimp Support Module (TSSM)，我就把他稱為桌上阿蝦支持模組(我的命名真瞎)。

(圖片來源:http://www.makezine.com/)

準備物品：罐子、自來水、石子、除氯劑、裝飾物、水網、礦物質提供劑、黑殼蝦、螺、水草、一茶匙小蘇打(pH緩衝)、池塘爛泥、一些端足類、一些橈腳類..。

把這些東西加進去之後，別擺在陽光直射的地方，但還是要在陽光照得到的地方。幸運的話，可以撐個幾個月，不幸的話..，嘿嘿，可能隔天就掛了。

(圖片來源:http://www.makezine.com/)

Make雜誌的參考網址
http://www.makezine.com/10/biosphere/
http://www.makezine.com/blog/archive/2007/08/make_labs_biosphere_more.html
http://www.makezine.com/blog/archive/2007/07/make_a_tabletop_biosphere_1.html

製作生態球的pdf檔
http://cachefly.oreilly.com/make/wp_aquanaut.pdf

另外在搜索引擎找生態球，可以看到國內外有很多廠商都在做這個東西，在誠品也可以買到進口的生態球。

以下就是其中一家國外廠商ecosphere，所出的生態球。似乎是誠品賣的那種？

http://www.eco-sphere.com/home.htm

他們還有做專門放在展覽館或博物館的大型生態球呢！

http://www.exhibitionecospheres.com/

2007/9/16

2007製作單式顯微鏡

又是新學年的開始，第一堂的專題研究課先安排讓大家認識顯微鏡。
從桌上擺了單式顯微鏡、複式顯微鏡，還拿出虎克的顯微鏡。一字排開，說明顯微鏡的種類。

然後就給大家試用我做的單式顯微鏡，當然大家也是一陣驚訝，很難想像那麼小一片東西也可以變成顯微鏡。
其實雷文霍克的時代就是用那麼小的顯微鏡，只是他是用金屬做的，我是用紙做的。

試用完就是開始做自己的。
做顯微鏡最難的就是挖洞和放鏡頭。
這兩步沒做好，往往前功盡棄！

完成的作品當然不能白白淨淨交給我，還是請學生們做點彩繪裝飾再給我。
從這點就可以看出學生願不願意用心。

有一些學生完全不知道該怎麼做裝飾，因為「老師沒有教」。
有一些則是丟三落四的，交給我的時候鏡頭也沒有了。
當然值得欣慰的還是有做的不錯的作品啦！

m

顯微鏡實驗前的準備

下禮拜開始要進行顯微鏡觀察的實驗，正好有些時間，乾脆把顯微鏡整理一下。

常常有學生會趁著老師不注意就把目鏡拿起來把玩，所以我得先把目鏡鎖好。

需要準備鐘表用小起子，一盒才30元

要鎖的地方是在目鏡和鏡座相接的地方，有個小螺絲

有的是十字的

也有的是一字的

反正鎖好了，目鏡就不會被拿起來了。

再來是準備染劑的部份，以前常遇到的問題是：學生會混用不同染劑的滴管，導致交互污染。而滴管隨便放在桌上，也把桌上弄髒，插在瓶子裡，試管會沈進去，然後就拿不出來。

為了避免以上情形發生，有前輩就建議可以黏一隻試管在試劑瓶旁。

這樣的作法很不錯，不過還有一個問題，染劑只有一瓶，學生有三十幾個，作玻片滴染劑的時候往往會塞車。
我的作法是用眼藥瓶直接分裝給各組，免了滴管，也免了塞車的困擾，只是要事前花點時間分裝。

但為了染劑不變質，沒用完的染劑必須放在不透光處。

整理顯微鏡的時候，順便再複習一下物鏡頭上數字的意義。這些數字不常用，每年都忘記。

顯微鏡的物鏡的標示，以下方這個10倍物鏡上的數字為例
10/0.25
160/0.17

10代表倍率
0.25代表數值孔徑：數值孔徑越大，解像力越好
160代表鏡筒長度
0.17代表蓋玻片標準厚度

而這個40倍的物鏡差別除了倍率以外，數值孔徑也變大成為0.65。利用數值孔徑可以計算出顯微鏡可以有多「顯微」。

解像力指的是能分辨出兩個點分開的距離。
計算的方式是d=0.61λ/NA

d：物鏡的分辨距離，單位 nm

λ：照明光線波長，單位 nm

NA：物鏡的數值孔徑

若以可見光波長範圍為400~700nm的平均波長550 nm來計算
倍率-- 數值孔徑-- 分辨距離
4倍-- 0.1------    3355nm
10倍-- 0.25-----    1342nm
40倍 - 0.65------    516nm
100倍 - 1.25-----     268nm

光學顯微鏡最大的解像力差不多就是把相距268nm的兩個點分清楚。如果要看更清楚，那就要從波長著手。電子的波長大約是可見光的十萬分之一，所以要看得更清楚當然得找電子顯微鏡囉！

參考資料

生物顯微鏡的光學性能

顯微鏡各構件的說明和使用方法

2007/9/12

微量元素和大量元素

在網路上晃到一個微量元素和大量元素的快速記法

微量元素：Fe（鐵）、Mn（門）、B（碰）、Zn（醒）、Cu（銅）、Mo（母）
鐵門碰醒銅母（驢）

大量元素：C （探）、 0（洋）、H（親）、N（丹）、S（留）、P（人people）、Ca（蓋）、Mg（美）K（家）
洋人探親，丹留人蓋美家。

挺有趣，還有沒有類似的記法哩

2007/9/11

以ImageJ計算米象移動速度

在網路上看到有個做米蟲(擬穀盜)的科展，他們研究米蟲速度的方式是：在A4的白紙畫上最大半徑8 公分，間隔0.5 公分之同心圓，將擬穀盜放入圓心中，待其開始爬行後，計時10 秒，用紅筆點出擬穀盜所在位置並記錄離圓心的距離。
研究結果是，在10秒中擬穀盜多數的距離在3~5公分的區間中。

反正我家裡米蟲也很多(主要是米象)，哪我也來看看米象的速度吧！不過我用ImageJ來做。

整個流程是先用數位相機拍一段米象移動的短片，然後用ImageJ去統計米象移動的距離，只要確認經過的時間，就能夠知道米象的速度了。

我用NIKON s3拍攝的短片格式是mov檔，本來ImageJ是可以開啟mov檔，不過不知道哪個環節有問題，所以無法開啟mov檔，出現的錯誤訊息是
Plugin or class not found:'QT_dovie_Opener" (java.lang.NoClassDefFoundError.quicktime/qd/QDConstants)

明明已經裝好Plugins啦，不解。不過沒關係，山不轉路轉，我把mov檔轉成其他格式，照樣能處理。

在Linux的命令列用ffmpeg把MOV轉成gif，我把輸出的gif，命名成bug.gif
ffmpeg -i inputfilename.mov -pix_fmt rgb24 outfilename.gif

另外為了知道這個Mov的播放速率(每秒幾個影格)，所以也在命令列用mplayer去找他的速率資訊
mplayer -identify movie-filename -nosound -vc dummy -vo null

出現這串文字
VIDEO: [jpeg] 160x120 24bpp 15.000 fps 0.0 kbps ( 0.0 kbyte/s) 15.000fps代表每秒有15個Frame(影格)
然後就是用ImageJ去開啟轉檔好的gif檔，這裡要注意因為這個gif是個動畫檔，所以用
File-->Inport-->Animated Gif

調整成灰階模式
Image-->Type--8 bit

開啟Threshold，把非蟲的部份通通處理掉(原本打算用Image Calcalator去做處理掉背景，不過不太成功)
Image-->Adjust-->Threshold

按下OK，把所有的圖片都處理掉

接著要再用圈線的工具把多餘的範圍圈起來，然後把線外的範圍刪掉
Edit -->Clear Outside

就會變成這個模樣

再來要變為背景為白色、前景為黑色的圖案
Edit-->Invert

經過Set Scale校正比例尺後，再使用MultiTracker，產生Results視窗。
雖然我的影片一共有132格，但是只有在前115格有出現那隻蟲，所以在Results裡只有前115格有資料。
統計結果：前115格一共移動了47.54mm

一開始我已經知道我的影片速率是每秒15格，現在知道了115格移動了47.54mm。
簡單的數學統計後，就可以知道我家的這隻米象移動速度約為每秒6.2mm！

2007/9/10

暑假的科學營-魚的觀察

開學前幾周，郭組長打給我說有個暑假的科學營要辦，請我協助。然後陳老師已經把東西都準備好了，我只要到實驗室協助就可以了。

依約到了實驗室，陳老師跟我說這次要做的活動主角是「魚」，在二個小時的活動內。包含了以下活動

魚的外型觀察

觀察魚的眼瞼、瞳孔
觀察魚口中入水動作和鰓蓋張閉之間的關聯性
觀察側線
觀察魚鰭的型態和位置，辨別偶鰭和奇鰭。

魚體構造的長度量測

紀錄魚體的頭部、軀幹、尾部、尾鰭的長度，並總計身長。

觀察魚的鱗片和魚鰓

觀察側線處的鱗片和非側線處的鱗片並繪圖。
觀察魚鰓並繪圖。

魚的呼吸作用

觀察水溫（室溫、冰水、溫水）對小魚呼吸運動的影響，並討論之。
觀察水中含鹽量(1%、3%）對小魚呼吸運動的影響。

自製生態球

利用貝殼砂、小魚、金魚藻、玻璃罐製作生態球。

這個活動陳老師準備了好幾天，準備小魚、黑殼蝦、魚鱗、魚鰓。為了怕魚鱗、魚鰓的味道太嗆人，還特地先用酒精泡了一天。我到實驗室的時候就看見壯觀的一堆魚鰓和魚鱗。

這些魚鰓、魚鱗是陳老師特地去市場要來的

我的工作就是把這些魚鱗、魚鰓給分組

每一盤會有一個側線處的鱗片和非側線處的鱗片。

另外我最大的工作就是從一大袋黑殼蝦中，把活的和死的分開來，最後牠們要進去生態球。另外那些拿來作實驗的太陽魚，有些居然是懷孕的，放在杯子沒一會，就多了好多隻小隻的魚。

學生們帶回去的生態球，根據側面瞭解，掛掉不少啊。

2007/9/9

米若無蟲，天下就無人

昨天(9/9)又到了苑裡的有機稻場，這回是去聽農試所的姚美吉老師演講「昆蟲之旅-遨遊米蟲世界」

姚老師是國內少數研究米蟲的專家(還是唯一？)，會場還擺了很多米蟲的活體，然後放在精美的木箱裡。哇，看起來就是美觀大方，經濟實惠，送禮自用兩相宜！

俗稱的米蟲就是積穀害蟲，台灣至少有65種，常見的種類約20種，最常見為米象。
五穀雜糧幾乎都吃
穀蠹生活史約一個月，米象約20~50天，是觀察昆蟲生活史的好材料
防治米蟲可用低溫冷藏、脫氧劑殺蟲、燈光誘殺。
選好米的七要訣

選認證米：例如台灣好米或CNS
看規格標示
檢查製造日期及外觀：製造日期半個月內食用最佳
檢查是否有米蟲
檢查真空袋的完整性
選用低溫冷藏米
選用置放脫氧劑米袋

要避免米蟲，最好的方式就是買小包裝米，平常就存放在冰箱冷藏。
17度的低溫環境，米象的生活史延至90天，13度時成蟲不會活動，10度的冷藏環境，對害蟲有極佳的防治效果。

姚老師演講十分風趣，動作很誇張非常能吸引注意，會場裡的小朋友都被他逗得要瘋了，下課時小朋友都圍著老師要看米蟲。平常在家沒人注意、喜歡的米蟲在他的演講下，居然變得很有趣。

因為我當學生很認真，用心回答問題，姚老師還給我好寶寶獎-米蟲棒棒糖。

原來米蟲糖果是這家公司出品的， HOTLIX，好多「好棒」的糖果，有興趣和膽量的應該來看看。

演講完還有個活動就是做樹枝蟲

梅子做了一隻蜻蜓

還做了一隻侵害鴨子的長臂金龜

我則做了一隻除暴安良貓頭鷹

參考資料
積穀蟲害傳播途徑與防治
作物病蟲害與肥培管理技術資料光碟-積穀害蟲

2007/9/7

以ImageJ手動挑選計算面積

前幾天一位網友來信問一個ImageJ的使用方式。他作某種哺乳動物的消化道潰瘍研究，需要計算潰瘍處的總面積。

如果用我先前提到計算葉面積的方式去作，很難成功。因為拍攝的照片的亮度不一、潰瘍的顏色也不同。用同一個Threshold無法將所有的潰瘍處選出來，所以必須手動去挑選出需要的面積，不過還是會用到Threshold的設定。

在經過他的同意之下，我用他寄給我的照片在這作說明。

以ImageJ開啟之後需要的圖檔，圖中深色的部位即是要計算的區域，我第一個要計算的是中間的潰瘍
File-->Open

調整為灰階
Image-->Type-->8 bit

開啟Threshold
Image-->Adjust-->Threshold

開啟ROI Manager
Analyze-->Tools-->ROI Manager

透過調整Threshold讓大潰瘍區域變色

用工具列的第八個Wand tool去點一下中央大潰瘍，點了之後就會在那個區域外面出現黃色圈選區（如上圖）

也可以是調整Threshold讓大潰瘍區域不變色，而其他區域變紅色。

選出第一個區域之後，在ROI Manager按下Add，就會出現第一個圈選區的資料

接著處理左下角的幾個小潰瘍，調整Threshold讓小潰瘍變紅色，然後用Wand tool點選。每點一次，就要到ROI Manager去Add一次。

將四處的潰瘍加入了ROI MAnager 之後就是要計算面積了。當然在一開始之前，應該先設定比例尺，才能算出正確的面積。要計算面積只要點選Measre就可以了

點了之後就會出現Results 視窗，Area那一欄就是各處潰瘍的區域面積。

2007/9/6

苑裡的稻米、鴨子與米蟲

幾個月前參加了智邦生活館舉辦的部落客美食聚，那個活動是為了推廣勞委會的多元就業服務方案其中的五個社區營造計畫
http://www.justtaiwan.com.tw/bestgoods.asp
其中火炎山苑裡沖積扇平原生態人文發展協會的鴨耕米就是其中一項
http://www.duck-field-rice.org.tw/
也就是我週日去看鴨子的地方

事實上我為了看這裡的鴨子，已經來了兩次，第一次是八月的時候，因為在美食聚的時候問了那邊的工作人員，什麼時候可以看到鴨子，那時候是說大約八月中的時候，不過第一次去因為沒有問清楚到底有沒有鴨子就去了，所以當然白跑一趟。

第二次去就是上週日了，我在出發之前，先去電詢問參觀的事。接電話的是專案經理，她說這一期稻作的鴨子才剛到，本來是可以看到黃毛小鴨在田裡工作，不過週六的時候，才出生十天的小鴨因為工作太累了，所以週日就只好休息啦。大鴨子哩？現在也都躲在鴨寮裡沒上工。

協會的位置不難找，只要能找到「華陶窯」就找得到，不過我們剛到的時候還弄不清楚哪裡有鴨子，隨便亂逛的時候，正好被專案經理看到，於是就由專案經理代領我們看鴨子，順便瞭解這個「生物防治」的過程。

這些鴨子是從宜蘭的黎明農場來的，叫做「合鴨」。在插秧之後放入小合鴨，藉由合鴨雜食以及不會啄食稻葉之特性，讓牠們在水田間啄食雜草、害蟲及福壽螺。而鴨子划水使田水混濁也使水中溶氧量增加，促進水稻發育。另外排泄物也可以做為稻作的氮、磷、鉀及微量元素的補充。

小合鴨雖然經過品種改良不會吃稻葉，不過第一次下田的小合鴨還是會咬幾片葉子然後吐掉，所以靠近合鴨宿舍的一小塊秧苗會因為被偷吃，所以產量不佳。

小合鴨也會成群結隊，五點多就呼朋引伴下田工作，八點多又會跑回宿舍吃早餐，中午也會跑回宿舍睡午覺。聽專案經理介紹牠們的習性實在很生動。鴨子從放養下田工作就開始跟著稻子成長，可是到了稻子開花的時候，鴨子就得退休了。因為鴨子會吃穗而且稻子開花的時候不可以受到驚擾，否則結實會有問題。

而鴨子如何在一個一個高低起伏的田移動呢？靠得就是鴨梯

經理說一分地大概放養二十隻鴨子，但是若有三塊地相連，不能把六十隻鴨子都放進去，因為鴨子會聚集在一起，可能會破壞農地，就算沒有鴨梯，上面的鴨子也還是會努力跳下來找另外一群鴨子。

稻作收成之後，協會的米以「鴨耕米」的品牌透過宅配銷出，而苑裡地區也有其他以合鴨耕種的稻米，那會送去「山水米」，以鴨間稻的品牌銷出。

稻子收成也是鴨子收成的時候，鴨子除了下田工作吃福壽螺的工作之外，最後一項工作就是增加農民的額外收入，這些鴨子會由餐廳收購，至於下場如何，大家都知道。

其實我到這邊一直想到「鴨肉飯」，專案經理說，未來的計畫可能結合多項產品，裡頭說不定就會有「鴨肉蓋飯」。

下午我們到「有機稻場」參觀，因為中午在藺草博物館看到了宣傳單，這禮拜在這裡有個米蟲特展。嗯？米蟲要展什麼？第一次聽到，所以當然要去看看。

這個有機稻場是為了山水米公司籌設興建，然後以公益性委託交給「觀樹教育基金會」營運管理，由「觀樹教育基金會」負責推廣有機耕種及環境教育的工作。是個很有趣的自然學習中心，真是個好地方，9/8還有個認識米蟲的演講呢！

從小我看過的米蟲就只有象鼻蟲，梅子看過的米蟲只有擬步行蟲。結果在這裡真是開了眼界！
原來米蟲的種類非常多！用途也很廣，有些可以拿來吃！

其實我們熟悉的麵包蟲就是一種米蟲，國外有很多這樣的米蟲料理

米蟲小點心，有辣味和起司口味

米蟲棒棒糖，ㄛ....我暈了

為了防治米蟲，專家們想出很多方式來勾引牠們

性費洛蒙誘引器

燈光誘引器

至於米蟲還有什麼有趣的事情，就等這週六我再去一次有機稻場聽一次米蟲演講，ㄛ..不是，是聽老師演講米蟲再說吧。

我還蠻愛這個有機稻場的，因為除了展覽以外，也有很多活動可供大眾參與，像是體驗插秧、收割..等
。不過至少要20人才能成團。我在櫃台翻閱他們的活動紀錄，正好看到一個我可以拿來用的活動，就是認識葉形的樹葉賓果遊戲。

預計下學期會進行植物特徵辨識的課程，我想就從這裡偷學吧！

2007/9/4

以ImageJ作手工細胞計數

前面有提到可以用ImageJ做細胞計數，但如果影像的品質讓電腦每次都無法抓出正確的數目，那麼還有個選擇就是純手工作業。

首先到這裡下載cell_counter.jar
http://rsb.info.nih.gov/ij/plugins/cell-counter.html

然後把cell_counter.jar 放到ImageJ資料夾的Plugins/Analyze子資料夾。然後開啟ImageJ。

以這血液抹片的圖片來說吧，紅血球很多，只有一些白血球，血小板則散佈其中。

Plugins-->Analyze-->Cell Counter
會出現以下視窗
左邊的Counters是設定計算的類型，以這血液抹片來看，我只要算紅血球、白血球和血小板，所以我只要3個Type，其他的Tupe 4~8可以用Remove去刪掉，途中如果又需要其他的Type可以隨時按Add增加，然後就可以按下Initialize開始工作



接著只要先選擇Type，然後在圖片上的細胞上點一下，細胞上就會有個記號，如果不想要在細胞上有Type的數字，那就把Show Numbers取消勾選。
現在已經點了16個紅血球、2個白血球和4個血小板。

繼續努力，全部點完，一共有87個紅血球。

點錯就按下Delete，會把最後一個點的刪掉。如果是勾選Delete Mode，畫面中點一下就會把最靠近點選區的點刪掉。

如果要把結果存成文字檔，可以按下Result看結果然後存檔。

如果一次點不完，可以用Save Markers存檔，下次用Load Markers就可以繼續作業了。

2007/9/3

以ImageJ分析影片中面積的變化量

假設你有個培養皿，上面養了某種會變大的生物，你想知道在這個生物隨著時間變化的面積變化量。這樣的分析，ImageJ 也能做！

首先當然要想辦法處理出簡單化的影像。
以下方這個影片檔當作範例吧！這個影片檔其實是蝙蝠耳蝸的圖，不過就假裝當作是培養皿裡會變大變小的生物吧！
File-->Open Samples-->Bat Cochlea Volume

首先也是要用Threshold設定範圍
Image-->Adjust-->Threshold
調整的目標是每一影格的物體都變成紅色，其他背景不能有紅色

然後就進行分析
Analyze-->Analyze Particle

然後選擇Yes

很簡單的，數據就出來了，在第一個影格中只有一團生物，面積是7單位，到第六影格變成2團生物，面積變為478單位。如果想要有實際的單位，只要在進行這步處理之前，先設定scale即可。

這些產生的數據，都可以另外送到試算表中(Excel或oocal)去處理。

另外還會有輪廓描出的動態檔產生

以ImageJ分析影片中物體的座標及路徑

在ImageJ裡，可以把一串連續的影片放在同一個檔案，稱為stack，而構成一個stack的每一個影像就是一個個slice。stack可以被存成TIFF檔。

假設培養皿中有兩隻白蟻，我們想知道兩隻白蟻移動的路徑和在每一個slice(影格)中的座標，進而去分析白蟻的行為模式。怎麼做，看下去！

要做這些分析，需要加一些plugin，這些plugin加入的方式非常簡單。這裡以兩種plugin為例
一個是Object Tracker ，另一個則是MultiTracker。

Object Tracker可以分析兩物體的座標和兩者相對距離，並產生距離vs影格的圖。
MultiTracker可以分析多物體的座標、軌跡、移動距離。

進入到Object Tracker的介紹頁，在Installation那裡找到Tracker_.class ，把它存到ImageJ/Plugins/Stacks資料夾中。MultiTracker也是下載MultiTracker_.class之後，存到Stacks資料夾裡。重新開啟ImageJ，在Plugins的Stacks裡就可以看到MultiTracker和Tracker兩個功能了。

然後就是處理影像的部份了。我們以下面這個檔案為例
http://rsb.info.nih.gov/ij/plugins/images/termites.zip
解壓縮之後會看到有四個檔案，
background.tif
binary-stack.tif
raw-stack.tif
README.txt

background.tif和binary-stack.tif是由raw-stack.tif經過處理產生的，至於README.txt當然就是說明怎麼產生的。

首先以ImageJ開啟raw-stack.tif
File-->Open

移動下方的捲軸，可以看到畫面中的兩隻白蟻跑來跑去
我們的目的是要把這個檔做成像binary-stack.tif一樣，影像簡單化才能進行分析。

要做成那樣，當然就是要把這段影片的背景去除。首先我們就要產生一個背景圖案
影格停留在第一格，然後複製一張影像
Image-->Duplicate
出現以下視窗，Title就打backgroun好了，因為我們只要一張圖片，所以下方的勾就別打了。

如此就會產生一張圖片，然後就要把那兩隻白蟻弄掉，才能產生乾淨的背景。

利用方格工具選取沒有白蟻的位置，然後用Ctrl+C和Ctrl+V把兩隻白蟻貼不見！

然後就要把raw-stack.tif的背景弄掉
Process-->Image Calculator
設定如下，以下的意思就是Image1減掉Image2然後產生新視窗。

按下Yes，把50張slice都處理掉

然後就會看見黑黑的背景，上面有兩隻白色的物體在移動。

然後就是要設定範圍
Image-->Adjust-->Threshold

只要兩隻白蟻變成紅色，而背景不要跟著變色就可以了

按下OK

出現的就會是單純的背景加上兩隻黑點跑來跑去，這樣單純的畫面，才能進行接下來的處理。

接下來就簡單啦
Plugins-->Stacks-->Tracker
這裡設定的是要追蹤的物體大小上下限

按下OK，就可以看見每一影格數到兩個物體，然後分別是他們的座標和相對位置

這裡則是相對位置的變化圖
大約在第4格的時候，兩隻最接近，然後就跑遠了。

如果想畫出路徑，那就改用Multitracker。基本上MultiTracker功能比較強，雖然不能畫出相對位置，不過只要有座標的數據，其實用別的軟體就能夠畫出來了。

我們以剛剛的黑色白蟻在白色背景上跑的那個檔案繼續用MultiTracker來作分析。
Plugins-->Stacks-->MultiTracker

上面兩格是設定追蹤的物體要多少大小。底下就全勾吧，看看效果如何！

這是路徑的畫面

同樣有座標資料，不過沒有相對位置(那用畢氏定理就可以算出來了)

最底下還有移動總路徑長度

另外還會在原檔加上標籤、編號和座標

如果有無法用電腦自動抓軌跡的檔案，也可以用別的Plugin，例如Manual Tracking

2007/9/2

以ImageJ分析跑膠

用ImageJ也可以用來跑膠的結果
開啟範例圖檔：

File-->Open Samples-->Gel

先以工具列的第一個方格選取工具，把其中一道框選起來，然後設定

Analyze-->Gels-->Select First Lane
或者用快速鍵Ctrl+1

然後再設定接下來的其他道，不需要再重新畫框，只要用滑鼠拖曳第一道的框即可。到定位之後：

Analyze-->Gels-->Select Next Lane或者用快速鍵Ctrl+2

如果超過兩道以上需要分析，就重複這個步驟，拖曳方框，然後按下Ctrl+2

設定範圍之後就可以產生圖形了

Analyze-->Gels-->Plot Lanes
快速鍵是Ctrl+3

以ImageJ分析年輪

這裡要介紹如何用ImageJ做樹木年輪的分析。我們開啟ImageJ的範例圖檔

File-->Open Samples-->Tree Rings

然後以第五個工具-直線工具，在年輪上拉一條線

產生分析圖，分析線段上的灰階變化

Analyze-->Plot Profile

透過這個圖，就可以看到樹木年輪的變化了！

以ImageJ計算黃豆數目

因為ImageJ功能十分強大，所以解決問題的方式就不只一種，以下我要用ImageJ來算黃豆數目！

國中階段會學到用標定捉放法來計算族群數目，我們會用豆子來當例子。現在我也用豆子來當例子計數。

前面算胚胎的方式如果套用在黃豆上，問題會很大。
因為黃豆彼此靠在一起，最後計算的時候，數目會嚴重誤差，除非把黃豆一顆一顆分開來。

用以下這方法也要注意背景顏色的選擇。因為拍攝光源的問題，所以每顆黃豆會有一個最亮的點，我就是用那個亮點來計算黃豆數目。如果用白色背景，那麼背景也會有亮點，最後就會有誤差啦。所以我這裡用的是黑色背景來拍攝黃豆。

開啟黃豆圖片之後，先把圖片做反相

Edit-->Invert

用以下功能來尋找亮點

Process-->Binary-->Find Maxima

第一個Noise Tolerance的容忍值要經過測試才能知道。值數字太低，抓出來的點會變多，值太高，點會變少。
Output type：選擇Point Selection，這會把選出的點都標出來，而且還有編號
Exclude Edge Maxima:是否要排除圖片邊緣的物體
Light Background:我還搞不懂這個意思，不過以我這個例子，選了才會正確運算。
Preview Point Selection：預覽，勾下去之後，每次變更Noise Tolerance就會重新運算一次。

勾了之後出現的畫面如下，計算出114個點，這是正確答案，因為我有實際算過。

這些點就是標記在黃豆的最亮點，不過因為反相過，所以選擇的是最暗點。

用這個方法，要精算幾千個黃豆也不成問題。

以ImageJ計算胚胎數目

這次要說的是用ImageJ計算顯微鏡下海膽胚胎的數目

同樣的，還是利用程式的範例圖檔
開啟範例圖檔

File-->Open Samples-->embryos

將影像改為8-bit的影像

Image-->Type-->8-bit

將影像改為Binary的影像(只有黑白兩色)

Process-->Binary-->Make Binary

設定影像比例尺：先以上方工具列的第5項的直線工具，在影像上的比例尺上畫線然後設定比例。

接著把影像放大(按+)，選擇工具列的自由繪圖工具(第四個 Freehand selection)，找一個最小的胚胎描一下輪廓，然後作測量一下

Analyze-->Measure

從出現的Results視窗中可以知道這顆胚胎大概有59.770(um^2)，這和我們接下來設定的數據有關係。

接著要做全面的測量計數

Analyze-->Analyze Particles

因為剛剛最小的胚胎是59左右，所以我在Size填入50，意思是說面積在50以上的都要拿進來算。如果這裡設成0，會把影像裡的小斑點都算進來。

而下方的Include Holes和其他設定的意思請看官網的圖片說明(Flood Fill就是Include Holes)

經過運算之後，看Summary視窗可以知道一共有24個胚胎，每個胚胎的面積可以從Results視窗中得知。如果你在前面的設定選了show outlines就會把這些胚胎的輪廓框出來，而且上面還有編號。

不過要注意一點，其實這個影像檔中的胚胎數目不只24個，因為有些胚胎太靠近，會被算成一個。

這些問題解決的方式有很多，不過我還沒找到最好的。大致上可以用以下方法

用Watershed切割區塊：Process-->Binary-->Watershed
削減區塊相接的像素：Process-->Binary-->Erode
用橡皮擦工具把相鄰的部份擦掉
手動計數：Analyze-->Tools-->ROI Manager

2007/9/1

以ImageJ測量葉面積

以前我們在植物葉面積測量時會先準備一張方格紙，先剪下一小方格以電子天平秤重，然後把葉子描在方格紙上，然後沿線剪下秤重。

真實葉的面積/ 單方格的面積= 方格葉子的重量 / 單方格的重量

假設
單方格的面積是1平方公分，重量是0.02克。
方格葉子的重量是10克

依此計算就可以知道真實葉面積是50平方公分。
而以上需要電子天平、剪刀、方格紙。

不過如果用電腦處理
我們就需要尺、數位相機(或掃描器)、電腦、ImageJ

以下我會用ImageJ附的範例圖檔來計算一片葉子的綠色面積
**************************************************

開啟ImageJ

開啟範例圖檔

File-->Open Samples-->Leaf

將影像改為8-bit的影像

Image-->Type-->8-bit

設定影像比例尺：先以上方工具列的第5項的直線工具，在拍攝的尺上畫線，我是從5公分畫到10公分，然後設定比例

Analyze-->Set Scale

Distance in Pixels：是你剛剛畫的那條線的長度，不用改。
Know Distance:已知的長度，這裡我畫的是5公分，不過底下的單位我用mm，所以我這裡填50。
Pixel Aspect Ratio:不用改，除非你的影像被拉長過或是壓扁過才需要改。
Unit of Length：長度的單位
Global：如果之後處理的影像都是相同比例尺，這裡打勾，之後就不用再到這邊設比例尺。

把尺的圖案刪掉，選擇工具列的第一個方形工具，把葉子框起來，然後選擇

Image-->Crop

設定閾值範圍

Image-->Adjust-->Threshold

調整Threshold的上下兩列的捲軸，使紅色的面積剛好覆蓋在葉子的綠色部份。

計算綠色面積

Analyze-->Analyze Particles

Size (mm^2)：設定的是要計算的範圍，先不用管。或者直接打0，代表0以上的都要計算。

因為目的是計算面積，所以至少Display Results或Summarize要打勾。這樣才知道結果。

經過快速的運算之後，會出現很多視窗。在運算過程中，之前被框成紅色的部份有些是分離的，就會被計算成分離的區塊。Results視窗就有這些區塊的資料，而Summary視窗就是統計這些結果，Count代表有11個區塊，Total Area就是綠色的面積1995.754(平方公釐)。

但是光知道葉子的綠色面積還不夠，我們還想知道這片葉子的總面積是多少，這樣才知道綠色面積的比例。

所以我們再取一次閾值，設定範圍

Image-->Adjust-->Threshold

也可以改用快速鍵Ctrl+Shift+T，讓紅色範圍把全部葉子蓋住。

然後再計算一次

Analyze-->Analyze Particles

那些Summary或是Result可以選擇要不要把之前的資料留下來，我沒把計算綠色面積的部份刪掉，所以在Summary視窗裡就會有兩筆資料。

葉片總面積是2475.965 (mm^2)
綠色面積是1995.754(mm^2)
比例大約是80.6%

Summary或是Result的這些資料都可以剪貼到其他文書處理的軟體中