AI在植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)繪圖中的應(yīng)用

馬三梅, 劉超予, 王永飛

(暨南大學(xué) 生物工程學(xué)系， 廣州 510632)

在傳統(tǒng)的植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，植物的結(jié)構(gòu)圖一般使用鉛筆手工繪制[1-6]。鉛筆繪制中，一旦畫錯(cuò)，需要用橡皮擦去畫錯(cuò)的地方，重新繪制。繪制后的圖片以紙張的形式保存。由于電腦已經(jīng)普及，一些電腦軟件在生物學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛[7]。技術(shù)和軟件的進(jìn)步為電腦繪圖提供了條件。Adobe Illustrator(簡稱AI)是一款功能非常強(qiáng)大的繪圖軟件。這款軟件非常適合植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的繪圖，使用簡單方便，修改容易，上色容易，繪制完成后的圖片可以用電子版的形式保存，也可以打印出來[8-10]。利用AI來繪制植物學(xué)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，可以讓一些繪畫自動(dòng)化，和用鉛筆一個(gè)一個(gè)細(xì)胞繪制相比，速度非?？?。繪制好的結(jié)構(gòu)可以復(fù)制，減少工作量。下面以雙子葉植物蓖麻根的初生結(jié)構(gòu)例子作為說明繪制植物結(jié)構(gòu)圖的方法(圖1)。

首先，在網(wǎng)上搜索這款軟件，在電腦上安裝Adobe Illustrator軟件，然后打開軟件，新建一個(gè)文件，同時(shí)按住Ctrl和″，顯示畫板上的網(wǎng)格。

繪圖的時(shí)候，先認(rèn)真觀察，確定各個(gè)部分的名稱。在蓖麻根的顯微圖片可以明顯看到，最外層是表皮，然后是皮層，內(nèi)皮層，中柱鞘和維管柱。維管柱的中央是木質(zhì)部，外面是韌皮部。明白了各部位的名稱及特征之后，就可以按照從外向內(nèi)的順序進(jìn)行繪制。

圖1 蓖麻根的初生結(jié)構(gòu)

打開橢圓工具(圖2)，鼠標(biāo)在畫板上一拉，就可以繪制一個(gè)橢圓。在描邊左側(cè)的箭頭所指處，可以選擇橢圓填充的顏色，右側(cè)的箭頭所指處，可以選擇橢圓邊的顏色。選定這個(gè)橢圓。點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)工具(圖3)，按住Alt鍵，確定一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓心(圖4)，在彈出的旋轉(zhuǎn)窗口上，輸入旋轉(zhuǎn)的角度2度，并點(diǎn)擊復(fù)制按鈕(圖5)，然后，同時(shí)按住Ctrl和D復(fù)制成一個(gè)大圓。使用鼠標(biāo)在這些圓上拉一個(gè)矩形，選擇這些排成一圈的圓，Ctrl和G重組這些圓。重組以后，這些圓就可以一起移動(dòng)(圖6)。取消重組，可以使用鼠標(biāo)右鍵，彈出對(duì)話窗口，選擇取消重組即可。

繼續(xù)使用橢圓工具，繪制一個(gè)稍微小一點(diǎn)的圓(圖7)。打開效果—紋理—染色玻璃窗口(圖8)，選擇單元格大小為26，邊框粗細(xì)為7，光照強(qiáng)度為3(圖9)，點(diǎn)擊確定，這個(gè)大圓就填充了染色玻璃的效果(圖10)?？梢愿淖冞@個(gè)大圓填充的顏色(圖11)。

圖2橢圓工具Fig2Ellipsetool圖3旋轉(zhuǎn)工具Fig3Rotatingtool

圖4確定旋轉(zhuǎn)的圓心Fig4Theplaceofthecirclecentre圖5旋轉(zhuǎn)窗口Fig5Thewindowforrotating

使用同樣的方法，繪制一個(gè)小圓，半徑為大圓的三分之一，填充染色玻璃效果，單元格大小為10，邊框粗細(xì)為3，光照強(qiáng)度為3，描邊為無(圖12)，點(diǎn)擊確定按鈕，填充染色玻璃后的小圓。然后繼續(xù)使用橢圓工具，繪制一個(gè)小橢圓(圖13)。

使用變形工具(圖14)，稍微變形這個(gè)橢圓，然后填充染色玻璃效果，單元格大小為12，邊框粗細(xì)為8，光照強(qiáng)度為3，描邊為無，點(diǎn)擊確定按鈕，填充染色玻璃。填充后如圖15所示。使用旋轉(zhuǎn)工具，確定圓心，旋轉(zhuǎn)90度，并復(fù)制，調(diào)節(jié)它們的大小，如圖16所示。

圖6旋轉(zhuǎn)后的大圓Fig6Thebigcircleafterrotating圖7使用橢圓工具繪制的圓Fig7Drawingacirclewithellipsetool圖8填充染色玻璃效果Fig8Theeffectoffillingstainedglass

圖9 染色玻璃窗口工具

圖12 染色玻璃窗口

圖15填充染色玻璃Fig15Fillingthestainedglass圖16旋轉(zhuǎn)并復(fù)制Fig16Rotatingandcopying

圖17新建一個(gè)圖層Fig17Creatingofanewlayer圖18隱藏圖層1和圖層2Fig18Lockoflayers1andlayers2

圖19繪制橢圓和直線Fig19Drawingtwoellipsesandaline圖20旋轉(zhuǎn)并復(fù)制Fig20Rotatingandcopying

圖21顯示所有圖層Fig21Unlockofallthelayers圖22直線段工具Fig22Linesegmenttool

點(diǎn)擊右側(cè)的圖層窗口，增加一個(gè)圖層2(圖17)。然后在圖層2上繪制一些橢圓和多邊形。多邊形的繪制是采用多邊形工具。描邊為紅色，粗細(xì)為3pt，填充顏色為白色。這就是木質(zhì)部。使用同樣的方法，增加圖層3。點(diǎn)擊圖層左側(cè)的眼睛圖標(biāo)，隱藏圖層1和圖層2(圖18)。在圖層3上，使用橢圓工具和直線工具分別繪制2個(gè)圓角矩形和一條橫線(圖19)。將橫線的顏色修改成紅色描邊，紅色的線代表內(nèi)皮層細(xì)胞上的凱氏點(diǎn)，按住Ctrl和G，重組它們，然后將它們旋轉(zhuǎn)成一個(gè)圓圈(圖20)。選擇它們，并按住Ctrl和G，繼續(xù)重組它們。點(diǎn)擊圖層左側(cè)眼睛圖標(biāo)所在的位置，顯示圖層1和圖層2，將內(nèi)皮層的位置移動(dòng)到中柱鞘的外面(圖21)。

使用橢圓工具和變形工具。在表皮外面加上幾條根毛。然后利用直線工具(圖22)繪制水平橫線，橫線顏色為黑色，粗細(xì)為2pt。橫線要右端對(duì)齊。使用文字工具(圖23)，增加文字標(biāo)注，將字體的大小修改成21pt(圖24)。不同部位名稱的標(biāo)注，最好左側(cè)對(duì)齊。完成文字標(biāo)注后的圖片如圖25所示。接下來，保存圖片，并導(dǎo)出成圖片格式，在Word或者網(wǎng)頁文件中使用。分辨率的大小可以根據(jù)使用的地方調(diào)整。如果是印刷，分辨率最好是300 dpi，如果是網(wǎng)頁文件中使用，分辨率最好是72 dpi。

圖23文字工具Fig23Typetool圖24字體大小的選擇Fig24Thechangeofwordsize

圖25 蓖麻根的初生結(jié)構(gòu)Fig 25 Primary structure of castor bean root

利用AI繪制蓖麻根主要使用了橢圓工具、旋轉(zhuǎn)工具、直線工具、染色玻璃效果、文字工具等。使AI繪制植物結(jié)構(gòu)圖可以自由改變不同部位的顏色，很容易用顏色說明不同結(jié)構(gòu)的名稱。和傳統(tǒng)的鉛筆繪圖相比，更加漂亮，更加吸引人。

由于“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告圖片大多采用鉛筆來繪制圖片，專門介紹電腦繪圖的技巧并不多。利用AI軟件中的一些工具，可以快速畫出五顏六色的植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。同學(xué)們在植物結(jié)構(gòu)繪圖的過程中，也同時(shí)掌握了AI的使用。特別對(duì)于一些手工繪圖不漂亮的學(xué)生來說，AI真是一個(gè)好幫手。使用這款軟件，讓學(xué)生在植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同時(shí)，學(xué)會(huì)了電腦繪圖的技術(shù)。傳統(tǒng)的植物結(jié)構(gòu)加上電腦繪圖技術(shù)，讓學(xué)生的圖片繪制和圖片加工能力大大加強(qiáng)。五顏六色的植物結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)更加有吸引力。

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