为构建全球植物数据库播下种子
準確的植物品種編目對植物學研究及教學至關重要。然而，實物編目的缺點在於大部分人無法輕易取得標本。雖然現時有不少電子資料庫可供搜尋標本，但2D圖像未能完全呈現種子的結構。
中大生命科學學院胡秀英植物標本館館長劉大偉博士帶領的團隊，建立了一個創新的3D植物果實種子資料庫來解決這個問題。它採用數碼攝影測量法對標本進行編目，即是為每顆種子拍攝不同角度的2D圖像，再用3D模型呈現植物標本果實及種子的真實立體結構、大小和顏色。用家可隨時隨地在資料庫上將種子模型360度旋轉及放大，觀察種子最細微的結構。數據庫用途廣泛，從植物鑑定到保育都大派用場。有關3D種子庫的建構過程及詳情已發表於科學期刊PLOS One。
刘博士表示﹕「这个项目展示了在植物研究中应用先进技术的可行性。即使种子标本的直径只有三毫米，用家也可轻松地将种子影像放大50至100倍，并从不同角度进行观察，犹如把实物放在手中。」
刘大伟博士于中大取得硕士及博士学位，专攻中药鉴定及药理学。他在国际著名植物学家胡秀英教授的鼓励下，投身植物分类学，特别是植物鉴定，并于2013年加入胡秀英植物标本馆。
这个采用数码摄影测量方法的3D虚拟数据库构思，源自刘博士在2017年的一趟韩国之旅。他到访其中一个旅游景点，内里放置了一个有逾百部相机的房间，从不同角度拍摄旅客，然后将影像制成3D模型。刘博士当刻惊觉3D科技如此普及，却未有广泛应用于植物学，驱使刘博士建立全球首个3D种子数据库。
「起初，我们几乎研究了所有的影像扫描方法，甚至买了一些现成仪器做试验。后来，我们又尝试以不同相机配搭不同镜头，最终找到一个最佳组合，可以用于拍摄由三毫米至30厘米不同尺寸实物的影像。这是我们这个数据库的独特之处，因为若使用其他技术，最小尺寸只能拍到三厘米的标本。」
刘博士及其研究团队，包括论文第一作者及中大胡秀英植物标本馆研究员王颢霖先生、教育经理王天行先生，以及研究员陈耀文先生及郑一心先生，花了两年时间建立数据库，目前已为300多种植物建立3D模型，其中200多种为香港本地原生植物。每个植物标本需时一日半至两天拍摄90至100张相片来建立3D影像。所有标本将永久保存于胡秀英植物标本馆，供全球学者使用。有需要时，他们亦可用于进行标本比对。
刘博士说﹕「这个虚拟植物标本馆让公众、教师和学生等用家随时登入网站观看标本，而不用将实物带到他们眼前，这种做法不但可节省植物资源，更毋须费时收集多个样本用于教学。」
刘博士认为，处理结构半透明、全透明、微细毛发状、刺状及很薄的标本是研究过程中最具挑战性的一环，因为这些结构有时难以用3D形态展示出来，团队正研究解决方法。
时间及金钱是另一挑战，因为采集、处理及扫描标本都需要大量人力。刘博士估计，日后若将本地近2,000种原生植物加入数据库，整个项目至少需时10年。
刘博士表示，「现时3D数据库涵盖的标本，有部分属于《中国药典》认可的重要药用物种，部分物种则有利于种植和重新造林，我们相信数据库将有助本地植物的鉴定。另外，我们已对外公布3D模型的建构过程，希望为有意建立3D数据库的海内外植物学专家及标本馆提供参考蓝本，一同为构建全球植物数据库出一分力。」
如欲观看数据库的3D模型，请登入此网站。
原文刊于CUHK in Touch
