圆明亮琢型立方氧化锆在环形光源下的亮度测量研究

运用钻石光学效果观察仪采集合成立方氧化锆（CZ）样品的光学效果的实测图样，采用中国地质大学（武汉）珠宝学院石斌博士研发的宝石切工仿真分析系统模拟样品的光学效果仿真图样及可视亮度。通过量化程序统计样品实测图样的亮度值，以及仿真图样的亮度值。研究在入射角度为7．12°-12．58°的环形光源下，样品的实测亮度与主要切工参数的关系；对比仿真图样与实测图样的异同；分析样品可视亮度与仿真图样的统计亮度值的变化趋势，发现样品仿真图样的统计亮度值与模拟的可视亮度变化趋势基本一致；对称性较好样品的仿真图样与实测图样较一致；亭角38．5°-41．5°，冠角27°-39°之间一些特定组合的样品具有较高的亮度。结果表明，通过采集、分析图样测量圆明亮琢型宝石实际亮度的方法是准确可行的；对称性或某些参数的细微变化都可能引起样品亮度很大的变化；亮度较高样品的亭角、冠角满足加和规律，即亭角减小必须与需锫增加相静会．

圆钻琢型光学效果的仿真模拟研究——模型与原理

钻石切工与其光学效果的关系较复杂,深入研究需要借助计算机三维仿真系统。介绍了钻石三维仿真系统的基本原理与组成。其基本原理为光线跟踪。该系统由光源模型、钻石模型、观察模型及光线跟踪模块组成。定义了两个量化指标:亮度返回值与色光返回值,分别作为成品钻石产生好亮度与好火彩的能力指标。

圆明亮琢型宝石分拣计数器的设计与实现

针对人工宝石分拣、计数相关设备市场缺乏的现有情况,研究和开发了一种集宝石分拣与计数功能于一体的设备。论文对宝石市场现有分拣计数的现状进行了阐述,详细介绍了所研发的宝石分拣计数装置的总体结构,并对设备工况进行了阐述。在此基础上,对所研发的设备分拣装置和计数装置的详细结构进行了系统的介绍。最后,对设备的控制系统进行了研究。开发的设备能全自动分拣和计数市面上产销量大的3mm、4mm、5mm三种尺寸的圆明亮琢型宝石。配备的液晶显示系统,能实时显示所计数的宝石数量,也可通过控制系统设定所需要的宝石数量,实现宝石的"定量计数"功能。设备的研发对现有宝石分拣及计数的效率和水平起到促进作用。

圆明亮琢型的星刻面和上、下腰刻面倾角数值计算

精确计算星刻面、上腰刻面和下腰刻面的倾角是圆明亮琢型宝石加工的重要问题。通过几何分析与计算,分析了冠角、台宽比、星刻面长度比、下腰刻面长度比和亭角对星刻面倾角、上腰刻面倾角和下腰刻面倾角的影响,获得了较精确的星刻面倾角、上腰刻面倾角和下腰刻面倾角的线性拟合计算方法及相应的参数。

宝石琢型电脑设计

阐述了用计算机设计宝石琢型的意义 ,介绍了刻面宝石琢型设计软件 Gem Cad的主要功能和使用方法 。

圆明亮琢型的上、下腰刻面倾角在GIA新切工标准中“EX级”的规范

上腰刻面和下腰刻面的倾角是圆明亮琢型宝石切工中两个重要的参数。本文对美国宝石学院(GIA)新切工标准中"EX级"的上、下腰刻面倾角加以规范,并运用数学方法和计算机软件(Pro/E、Matlab和MathCAD)对规范进行可视化处理;最后对相关文献提供的样品数据进行可视化、参数化处理。这种方法对圆明亮琢型宝石的设计、加工和成品检测都具有指导意义。

圆明亮琢型宝石随机平衡特征的研究

为了对批量宝石进行图像处理,对随机放置的宝石平衡状态及特征的研究是必要的。通过对圆明亮琢型宝石几何结构的分析,讨论宝石重心位置与随机平衡的关系,得出其在台面或者亭部为支撑面时才能平衡的结论,同时处在台面时的稳定性更高。然后,分析宝石处于台面和亭部为支撑面时的图像特征,得出面积和圆形度为宝石的典型特征,并依此将宝石处在随机平衡下的状态进行分类。最后,结合图像处理实验结果对结论进行验证。

圆钻型宝石款式计算机辅助设计

应用计算机辅助设计确立圆钻型宝石款式是宝石加工发展的需求。本文根据圆钻型刻面宝石款式设计的基本原则与要求,尝试建立圆钻型款式设计的数学模型。通过优化经验参数,在计算机上实现圆钻型款式自动绘制三维图型对不同折射率的宝石,进行圆钻型款式设计,以使得其获得最大的亮度值。该模型充分考虑冠角、亭角、台面比例三个对亮度影响最大的参数,跟踪计算亮度值展开随款式参数组合变化而变化的效果。圆钻型款式的计算机辅助设计优化程序和绘图程序运用matlab语言编写。在绘图程序中,调用参数,自动成图,从不同角度可观察三维立体圆钻型款式模型。

圆形明亮琢型钻石切磨比例的探讨

利用MATLAB软件模拟钻石内部的光路,选取平行等距的光源分别从冠部及亭部照射钻石,重点研究光源从垂直入射至倾斜入射下不同的切工比例对钻石亮度及火彩的影响,从光线返回值、暗区比值和加权平均色散角等方面分析探讨了影响圆形明亮琢型钻石亮度及火彩的各种因素,给出了达到最佳加工效果的各种因素间搭配关系。模拟分析认为：亭角在39.0°-41.0°范围内较为合适,具有最大光线返回值及较小的暗区比值。通过加权平均色散角计算分析,当亭角的大小一定时,存在唯一大小的冠角使加权平均色散角出现明显的峰值,从而获得能够出现最佳火彩效果的亭角与冠角的组合。当钻石的台宽比大于最小台宽比（Amin）时,台宽比对亮度无影响;在Amin-100%范围内,台宽比越小,加权平均色散角的权数越大,火彩效果越好。

圆明亮琢型钻石的计算机自动三维解析模型构建方法研究

采用转台图像采集的方法,通过对样品截面影像的边缘提取、参数空间转换、直线识别等操作,测定了圆明亮琢型样品的三维结点。采用多元链表数据结构组织圆明亮琢型样品的点、线、面等几何要素,并构建它们之间的拓扑关系。结合所测三维结点与拓扑模型,表示出圆明亮琢型钻石的三维实体模型。该方法具有图像采集方便、硬件体统简洁、计算速度快等优点,非常适于刻面宝石的三维重建,并可应用于钻石/宝石的切工评价、光学效果的模拟以及加工设计等方面。

圆明亮琢型几何结构的研究

采用数学方法和可视化计算机软件Pro/E与MATLAB处理圆明亮琢型切工参数与该琢型其它几何元素之间的定量关系。首先,用数学语言描述托尔可夫斯基琢型亭部演化的规律。随后,用分析表达式和图形表达以下几个问题的新见解:(1)星刻面倾角不能随意取值,它是某些切工参数的函数;(2)腰棱厚度和腰棱总面积能够用数学公式定量描述;(3)冠部俯视图的变化服从一定的数学约束条件,认为台宽比评定中的"弧度法"不可行。分析结果表明将现代光学分析和MATLAB等计算机技术结合,可用于宝石最优化设计。