基于渐进式聚类的局部光与材质设计技术

文中提出一种基于图形处理器(GPU,graphics processing unit)的重光照技术,可以在局部点光源,表面反射属性和视点的同时变化中,以交互式的帧率计算全局光照.为了支持这些变化,选择在运行时刻模拟光能的物理传播过程.尽管这种模拟往往由于计算代价过于昂贵而难以被交互式系统采用,但是文中通过引入一个被称为传播树的层次性结构来大大降低模拟计算的开销.在误差允许的范围内,传播树将近似的发光面片进行聚类,然后便可以使用聚类的代表面片来近似整个场景.另外,还挖掘出了光能分布场在空间上和时间上的连续性,并以此为基础对聚类进行渐进式调整,以避免在每一帧中都得从头计算聚类划分,这就叫渐进式聚类.由于采样点之间的可见性可以预计算,把本来很复杂的间接光照计算问题化解成了简单的累加和少量的合并与分裂操作,即聚类代表所发射出的光能的累加以及聚类的合并与分裂.而累加、合并和分裂都是可以直接在图形硬件上并行执行的.在材质动画和场景装修等实际应用中,使用文中技术能够以交互式的速度生成带有多次反射效果的全局光照.     

点光源照射下彩色图像随机相位编码的实现

为了实现对彩色图像的单随机相位编码,根据随机相位编码原理,提出采用单色点光源照射系统结合波长多路技术,实现了对组成彩色图像的三基色图像进行随机相位编码。理论分析和数值模拟显示,采用单色点光源照射系统,对彩色图像进行随机相位编码是可行的;同时由于系统装置的减少,有效地减少了由于随机相位掩膜所引起的相应光能损失和图像噪声。结果表明,这种方法在追求彩色还原度高的场合具有实用价值。     

点光源消失法检测航空有机玻璃光学畸变实验方法研究

按点光源消失法目前规定的操作方法检测航空有机玻璃光学畸变消失角时,离板材中轴线较远位置处的光学畸变在靠近幕布与远离幕布两位置所测的数据相差较大,影响到产品合格与否的判定。此现象的形成与缺陷距板材中轴线的距离和缺陷的截面形状等因素有关。解决问题的方法:在现有的检测置物架上加装可水平滑动的装置,检测时水平移动板材使所测光学畸变移至置物架旋转轴附近再旋转板材,分别读取各位置消失角数据后,取最大值。     

点光源照明参数估计的算法研究

针对使用朗伯反射模型描述漫反射表面的形状恢复算法存在较大误差的问题,提出了一种偏角的计算和特定方向的选择相关的点光源参数估计的从明暗恢复形状的算法.首先假定摄像机采用正交投影,方向与光源方向一致,建立适合漫反射表面的图像辐照度方程,然后将方程转化为包含物体深度信息的偏微分方程,使用点光源估计方法应用于SFS技术的线性化方法,进而得到物体表面的三维形状.合成人脸的PGM格式的图像实验结果表明,采用改进的算法成像准确,且深度信息值域比较宽,效果满足要求.     

方差分析在激光点光源质量评价中的应用

为了更好地评价激光点光源的发光质量,本文引入方差分析来研究激光点光源的系统误差以及随机误差。首先,本文从理论上推导了理想激光点光源的统计学模型,分析了理想点光源的基本统计学性质;之后,将方差分析引入了点光源质量评价之中,提出了一种检验激光点光源发光均匀性的检测方法并利用本文所提出的方法,对于某激光点光源的发光质量进行评价,得出了在0.99的置信概率下,其系统误差分布均匀的结论,验证了本文理论的正确性以及方法的可行性。最后以三十米望远镜为背景考虑了本文方法在下一代大口径光电系统误差分析中的应用。本文的工作对于点光源的发光质量评价有着一定指导意义;同时,对于光电系统的误差分析也有很好的帮助作用。     

基于点光源图像分析的料位测量方法

利用半导体光纤点光源设计研制了料位测量装置,通过采集和分析点光源照射物料表层形成图像的方法,实时检测随容器内物料的高低而不断变化的圆形光斑,然后分析光斑的直径或面积大小以求出料位值,并将该值与料位现场实景图像同时输出,以有效避免误导操作.实验结果表明,所提方法是可行和有效的.     

人像摄影的魅力光线之硬光

正光的性质和形态可分成两类,即硬光(直射形态)和软光(散射形态),硬光(直射光)照明下,被摄体上有受光面、背光面和影子,这是构成被摄体立体形态的必要元素,可以造成明暗对比强烈的造型效果,这样的造型效果使被摄体形成清晰的轮廓形态。这种光效可以达到有"力"和"个性"的艺术效果。     

偏振及光源不敏感的光子晶体平板透镜

提出了一种散射子尺寸梯度型光子晶体平板透镜,该透镜在TM偏振和TE偏振模式下可同时实现对点光源的成像及对平面波的聚焦,且在TM偏振模式下成像及聚焦均突破了衍射极限,而在TE模式下均实现了亚波长成像及聚焦。该平板透镜无需任何偏振附加组件便可实现偏振不敏感成像及聚焦,有望用于设计多功能新型光学偏振不敏感成像及聚焦器件,可应用于实时生物显示、高密度光存贮及微电子光刻等领域,提高梯度光子晶体平板透镜的应用潜力。     

大孔径球面镜轴外点的共轭象性质研究

提出一种研究大孔径球面镜轴外点共轭象性质的基本思想，探讨了球面镜成像的规律．文中推导了球面镜成像的计算模型且给出了点光源和圆形平面光源成像的计算方法．通过计算，得出了关于共轭象性质的统计特性．结果可应用于瞬态表面温度传惑器动态校准的实验设计．     

实现两个点光源干涉的研究

提出了在迈克尔逊干涉仪上实现二实点光源干涉的方法，分析了其干涉状态及实验结果，得出三个结论：（１）二会聚相干点光源的空间等光程差面为回转双曲面；（２）二发散相干点光源的空间等光程差面为回转双曲面；（３）一会聚和一发散相干点光源的空间等光程差面为回转椭球面。