光源近场空间分布多路测试系统的设计

在LED光学设计中,多将LED看作各向同性的点光源,并不能精确地描述光源的空间光分布情况。LED光学设计的关键点是快速精确地获取光源近场信息,包括LED光源的近场信息。文章设计了一种光源近场空间分布特性的多路测试系统,该套系统采用CCD光谱仪与十六路光复用器,同时基于PC和Delphi开发测试软件能够方便快速地进行LED光源的二维近场空间分布特性的测试。通过精心设计的旋转机制,能够使十六路光纤进行旋转,从而高效地获取LED光源的三维光照强度空间分布立体图;能够将光谱仪采集到的光谱进行相关处理,得到众多光色参数,如辐照度、光照度、色坐标、色温、显色指数、峰值波长、主波长以及光通量等。与德国IS公司原配的光照强度分布测试系统相比测量误差整体保持在7%之内。研究表明,该套系统具有测试速度快、测量精度高、可靠性强等特点,能多方位得到光源近场空间分布。

基于GPU的光源空间平行分割阴影图算法

针对平行分割阴影图算法中当光线方向与视线方向不垂直时,场景中对象被冗余渲染到多层阴影图中的问题,提出一种基于GPU的光源空间平行分割阴影图算法.在光源空间中,利用光源视锥体将场景划分为不相交的多层区域,利用GPU为各层生成阴影图,以确保场景采样点不在多层阴影图中重复出现;同时给出了一种快速综合场景阴影效果的绘制方法,通过避免判断像素层次的操作提高了GPU的利用率.实验结果表明,文中算法解决了平行分割阴影图算法的冗余渲染问题,提高了渲染效率和场景阴影质量.

一种改进的光源空间透视阴影图算法及其实现

阴影对于虚拟环境真实感也有着重要的影响。阴影图算法具有良好的灵活性和性能优势,非常适合在实时虚拟环境生成中应用。基于光源空间透视阴影图算法给出了一种更精确的潜在遮挡物凸包体的计算方法,提出了一个更优化的光源空间透视变换参数计算方法,并对原算法中没有涉及的投射走样问题进行了讨论。最后给出了一种可以较好的模拟出软阴影效果的方法。

基于光源空间透视的平行分割阴影图算法

随着地理信息系统应用的深入,在真三维空间中处理问题已成为一种趋势,而实时阴影对提高三维场景的真实感和沉浸感非常重要。目前主流的平行分割阴影图算法对大尺度场景兼容性好,但在细节层次的渲染方面质量不高,而光源空间透视阴影图算法在细节层次渲染方面精度很高,但是对大尺度场景难以覆盖。针对该问题,提出了一种基于光源空间透视的平行分割阴影图算法,也称为光源透视平行分割阴影图算法。该方法将光源空间透视阴影图算法中透视锥体的透视变换矩阵应用于平行分割阴影图算法对各个子视锥体的渲染阶段并生成产生形变的阴影深度图,通过该方法减小其阴影走样误差。并且在计算透视变换矩阵的过程中,提出了一种确定阴影图形变程度的算法,使该算法更好地适应于不同大小的场景。实验结果表明,该算法通过提高视锥体近平面附近阴影采样率有效地解决了在平行分割阴影图算法中存在的阴影透视走样的问题。在对大规模场景的渲染方面,该算法在细节层次的表现要明显优于平行分割阴影图算法,满足了大尺度场景和精细建筑模型的阴影渲染需求。

一种光源空间角度的测量方法

基于光的直线传播特性,提出一种用多面体不同面上的传感器来测量光源空间角度的方法.通过建立等效矢量模型,将光源空间角度的测量变换为空间几何模型中几何角度的计算,降低了测量的复杂度,测量范围包括光源与检测点间的方位角和俯仰角,解决了现有技术测量范围不全的问题,适合在空中或地面对光源空间角度的测量.通过对太阳角度的实测分析,验证了方法的正确性和可行性.

基于等厚干涉的轴向空间相干度分析及其在表面形状测量中的可行性探讨(英文)

从等厚干涉的解释出发,推导出了二维空间的相干方程.基于空间相干方程,利用SLM产生了一个新的空间非相干光源.同时提出了新的相移方案,并结合这个新的相移方案,实现了轴向空间距离的探测和干涉条纹的相移.分析了空间方向角对相干方程的影响,并给出了实验验证.通过对非相干光源的参数和特定的空间距离以及空间方向角的匹配,重建了一个具有标准段差的实际物体的表面形状.为光学表面形状测量提供了新的思路.

湍流大气空间非相干LED可见光通信系统性能

为了研究光强闪烁对发光二极管(LED)可见光通信的影响,基于空间非相干单色LED光源,理论研究弱湍流下可见光通信的信道传输特性,推导出单色LED可见光通信系统光强闪烁系数的闭合表达式,对比分析了不同因素下LED、激光可见光通信的系统特性。仿真结果表明:弱湍流下LED可见光通信光强闪烁系数比激光可见光通信的闪烁系数更小,因湍流扰动引起的系统误码率也更低;此外,随着光强闪烁系数和平均发射光功率的不断增大,受湍流影响的LED、激光可见光通信系统之间的误码率差距也逐渐增大。

柱面菲涅耳太阳聚光透镜的光学设计和光学效率

研究了柱面线聚焦菲涅耳太阳聚光透镜的光学设计和光学效率。依据理论分析 ,对透镜参数进行了优化设计 ,成功地研制出了柱面线聚焦菲涅耳聚光透镜。还分析了透镜相对孔径 (F数 )和成型模具等因素对透镜光学效率的影响。

三维交互场景中基于图像的实时阴影渲染与反走样技术

阴影是增强三维场景真实感的重要手段。首先对三维场景中的阴影进行分类并分析其具体要求,考虑到满足虚拟场景的交互性,针对静态阴影,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙生成光照图方法分别实现了地形和地物阴影;针对动态阴影,采用光源空间透视阴影图技术进行实时渲染。对基于图像渲染阴影存在的边缘走样问题进行了分析,讨论了投影参数对反走样的影响,并验证其效果。实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感。

透视-曲变阴影图

文中提出一种高质量硬阴影生成算法——透视-曲变阴影图(P-DSMs)算法,其使用曲变阴影图(DSMs)算法和LiSPSMs算法进行相互改进,结合了DSMs和LiSPSMs 2种算法的优点.首先使用DSMs对LiSPSMs的阴影生成结果进行了优化,降低了阴影生成时对近切面参数的依赖性;然后利用LiSPSMs弥补DSMs自身对视点无关方面的缺陷,即当视点靠近阴影时DSMs阴影质量不够理想.文中方法利用采样重分布思想去除阴影边缘走样,对视点信息的变化具有良好的适应性.实验结果表明,P-DSMs算法能结合视点信息动态地优化阴影生成质量,即使在视点十分靠近阴影时也能渲染出高质量的阴影.

战场环境仿真中基于图像的实时阴影技术

阴影是战场环境仿真中增强真实感的重要手段。分析战场环境中阴影的特点,将其分为静态阴影和动态阴影,根据战场环境仿真对阴影效果实时性和真实感的要求,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙方法生成光照图,分别实现静态阴影中的地形和地物阴影,采用光源空间透视阴影图技术,改善阴影边缘走样,实时渲染真实的动态阴影。实验结果表明,实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感。

通过迈克尔逊干涉仪特殊现象理解光的干涉

观察迈克尔逊干涉仪实验调节过程中出现的特殊现象;分析了白光干涉中央条纹的特征、由定域干涉到非定域干涉光源的空间相干性、迈克尔逊干涉仪中没有补偿板的干涉条纹形状,以及迈克尔逊干涉仪的分光板被前后倒置及补偿板不平行干涉条纹的变化。

基于空间全角度光源的钢球表面微缺陷检测

针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响,提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法。通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息,利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积,放大微缺陷与背景差异,提升微缺陷检测能力。实验结果表明,基于所提方法的检测装置对直径为20 mm、精度为G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著,解决了金属球面高反光引起的检测盲区问题,并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。

光源空间透视下平行分割阴影图算法的思考

真三维空间在地理信息系统应用过程中发挥着重要的作用。实时阴影具有着提升三维场景的真实感与沉浸感的作用。现阶段地理信息系统主流平行分割阴影图算法存在着对大尺度场景难以覆盖的问题。基于光源空间透视的平行分割阴影图算法有助于满足大尺度场景与精细化建筑模型的阴影渲染需求。本文主要对平行分割阴影图算法的内容及光源空间透视下平行分割阴影图算法的实现问题进行了探究。