Новый Год - чудесный праздник: веселый, сказочный, волшебный. Наряженные елки, запах мандаринов в воздухе. Идут последние недели декабря, настроение праздничное, и на работе тоже пора заниматься праздничными делами. Вот мы и решили побаловать наших читателей новогодней томографической статьей. Самая прекрасная традиция - дарить подарки на Новый год. Ко всем детям на планете приходят Дед Мороз, Санта Клаус и другие герои культурного наследия и приносят разные подарки. Вот и под нашим пристальным рентгеновским взором оказались новогодние игрушки - детские подарки. В статье мы расскажем об ожиданиях, полученных результатах и наконец ответим на вопрос, что же скрывается в мешке у Деда Мороза.
Отбор игрушек
Как вы уже знаете, над томографией мы работаем давно. Непростая перед нами была задача - найти подходящие игрушки. Кандидаты на томографирование должны удовлетворять следующим требованиям:
Новогодняя тематика: поддержим дух Нового года и Рождества
Размер: игрушка должна войти в поле вида детектора, установленного на томограф в лаборатории ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН (ФНИЦ КФ РАН), на котором будут выполняться томографические исследования
Не слишком металлический состав: все-таки в томографе наших коллег оловянного солдатика не просветишь
Составив список требований, мы объявили на работе конкурс на поиск лучшего кандидата для съемки. Непростым оказалось требование найти игрушку, подходящую по размеру, ведь поле вида детектора всего 3 на 3 сантиметра. Однако игрушку такого размера легко проглотить малышу, вот и делают их побольше. После долгих поисков мы собрали вот такую коллекцию игрушек.
Как Вы видите на фотографии, было отобрано 5 пластиковых претендентов на томографирование: снеговик, Дед Мороз с мешком подарков, елочка, Елка-НЛО и Санта.
К томографированию готовсь!
Елочка, к сожалению, оказалась великовата. А вот Дед Мороз с мешком, Санта, Елка-НЛО и снеговик - в самый раз. В нелегкой борьбе приз зрительских симпатий у нас в фирме получили 2 игрушки: снеговик и Дед Мороз с мешком подарков. В канун Нового Года спорить и ссориться нельзя, поэтому мы решили, что для статьи будем томографировать обе игрушки.
Вот как выглядит снеговик в томографе!
Для того чтобы узнать, что у этих новогодних персонажей внутри мы отнесли их на томографические исследования на лабораторный микротомограф, сконструированный и функционирующий во ФНИЦ КФ РАН в лаборатории рефлектометрии и малоуглового рассеяния (о нём мы рассказывали тут).
Для исследования было выбрано излучение энергией 17.5 кэВ, этого достаточно для исследования маленьких пластиковых изделий. Томографирование проводилось с разрешением порядка 10 мкм и заняло примерно 20 мин. Игрушка оказалась великовата, поэтому нам пришлось для каждого объекта делать два томографических измерения, сдвигая объект по вертикали.
Покажем на примере снеговика. Сначала мы снимали голову снеговика, а затем его тело. Вот первый и второй экспериментальные кадры для одного и того же проекционного угла.
Такие же манипуляции были проделаны и с Дедом Морозом.
Подготовка экспериментальных кадров
В голове снеговика, судя по кадрам, что-то сильно поглощающее, стержень или палочка от конфетки чупа-чупс? А что в мешке у Деда Мороза? На эти и другие вопросы мы сможем ответить только после реконструкции, а для того чтобы ее выполнить, сначала надо подготовить данные.
Немного пошаманим. Подберем наклон, сдвиг, найдем строку, по которой надо сшивать, и соединим каждую пару кадров для каждого угла сканирования в один большой.
Со стержнем в голове у снеговика слегка прояснилось, но что же внутри у Деда Мороза. Туловище как будто разбито на 2 части - прозрачный для рентгена стержень из вибраниума или адамантия из мира Marvel. Может поэтому он такой сильный и несет такой большой мешок подарков? И что же у Деда Мороза в мешке? Кажется куча подарочных коробок. А может что-то поинтереснее? На проекциях кажется, что так и есть. После подготовки кадров пришло время их реконструировать. Реконструкция выполнялась с помощью разработанной нами программы Smart Tomo Engine. О ней мы писали тут (ссылка:). В качестве нового функционала у нас появился модуль 3D визуализации. Он позволит нам рассмотреть Деда Мороза как сплошную изоповерхность или полупрозрачное видение, не зря же его существование остается под вопросом! Дополнительно в Smart Tomo Engine мы реализовали функцию обрезания части реконструкции вдоль координатных осей OX, OY, OZ.
Вот такие видео с результатом реконструкции мы записали с помощью нашего модуля 3D визуализации:
Видео со снеговиком:
Новогоднее заключение
Ожидание и реальность. Что же получилось. Оказывается у Деда Мороза в мешке подарков нет. У эльфов еще не наступил дедлайн. А вот снеговик сделан на славу, ни за что ему не развалиться. Голова с носом-морковкой, которая выглядит довольно тяжелой, прикреплена к туловищу надежным металлическим стержнем. Что нас особенно порадовало, что нос сделан из пластика меньшей плотности, по сравнению с головой и туловищем, такую игрушку и на елку не страшно повесить. На сегодня у нас все. Надеемся, что вы как и те эльфы успеете наполнить мешок своего Санты! Счастливого Нового Года! Merry Xmas!
