透视原理（共4篇）
透视原理 篇1
一、实验原理
所谓的灭点就是现实空间中那些相互平行的两条或多条直线, 在经过相机拍摄后, 在图像平面上汇聚成的一点。设有四点, 它们在一条线上, 简称为共线四点, 它们相互组成的线段用比值的方式表示出来, 这样的关系就是交比。如图1所示, abcd四条直线汇聚于一点, 再在连接四条线的直线, 四条直线在作的这条直线上的交点为ABCD四点, 其中把AB称为基点, 把CD称为分点, [A, B]表示A, B两点之间的距离。然后就可以用以下公式将交比表示出来:
实际操作中交比关系会有一些变化, 但经过总结, 以下几个基本性质是不变的。
(1) 交换基点和分点, 交比值不会改变:Cross (CD, AB) =Cross (AB, CD) ;
(3) 同时交换基点和分点的位置, 交比值不改变, 即:Cross (BA, DC) =cr;
(4) 若交换交比中间两个点的位置或两端两点的位置, 得到新交比的值等于1减去原来交比的值, 即:Cross (AC, BD) =Cross (DB, CA) =1-cr。
交比是仿射变换不变量, 在同一条直线上可以多次嵌套应用交比, 从而计算出该直线上任意两点的距离。在本文中, 平面距离量测都是基于交比理论, 因此下面介绍基于交比的平面距离量测的方法和理论。
二、实验
使用数码相机 (Canon EOS 700D) 拍摄照片, 图像像素设为4752 3168。分别在焦距为18mm、24mm、35mm、50mm、85mm、135mm时, 在不同拍摄角度, 即15°、30°、45°、60°、75°, 拍摄长宽相同的地砖。图2为焦距18mm, 拍摄角度为15°时拍摄的图像, 图中V点是灭点。本次实验验证了前面原理提出的基于交比对单幅图像进行测量的理论, 同时将测量值与真实值之差的绘制成表格, 用表格和图表的形式表现量测值与真实值之差的分布规律。
求得的d1、d2、d3、d4分别为X1X3、X1X4、X1X5、X1X6量测的值, 单位为cm。然后分别求得X2X3=11.624、X3X3=11.292、X4X5=10.736、X5X6=11.219。所得数值与地板砖边长及缝隙长度的和11.6数值相减, 取绝对值, 得到测量的误差值。然后与实际每个地板砖边长及缝隙长度的和11.6cm相除得到误差百分比, 然后将所得的误差与实际边长的比值所得的百分比以表格的形式列出 (表中空白部分因角度和焦距原因无法得到测量数据) 。
将上表数据以图表形式表示出来, 以下是当焦距一定时, 不同角度拍摄的误差数据的折线图:
可以看出, 当拍摄焦距为18mm时, 角度为30°和60°的误差相对于角度为15°和75°小。当拍摄焦距为24mm、30mm、50mm和85mm也是服从相应的规律。于是从整体看数据以及画出的折线图可以得出这样结论, 即当拍摄焦距一定时, 拍摄角度在中间时比角度太大或太小量测的数值的误差小。因此, 基于实验可以得出具体的误差值以及相应的误差分布规律, 即当拍摄焦距一定时, 拍摄角度不宜过大或过小。
以下是当角度一定时, 不同焦距拍摄的误差数据的折线图:
可以看出, 当拍摄角度为15°时, 焦距为18mm、24mm和135mm的误差相对于焦距为35mm、50mm及85mm大。当拍摄角度为30°、45°、60°也是服从相应的规律。于是从整体看数据以及画出的折线图可以得出这样结论, 即当拍摄角度一定时, 拍摄焦距在的数值在中间时比焦距太大或太小量测数值的误差小。因此, 基于实验可以得出具体的误差值以及相应的误差分布规律, 即当拍摄角度一定时, 拍摄焦距不宜过大或过小。
三、结论
基于实验中对摄影测量值与真实值之间的量测的误差数据分析, 可以得出具体的误差值以及相应的误差百分比, 即当拍摄角度在15°至75°, 镜头焦距在18mm至135mm时, 摄影测量的误差百分比为0-7.97%之间。但是拍摄角度对摄影测量误差有很大的影响, 当拍摄角度为60°时, 摄影测量的误差百分比最小;而镜头焦距对摄影测量误差的影响不大, 其摄影测量的误差百分比变化不大。
摘要：本文根据摄影透视原理, 在未标定的单幅图像中进行摄影测量, 通过拍摄不同角度和不同焦距的照片, 得出了相应的摄影测量值与真实值之间的量测的误差数据。通过大量的模拟实验来研究测量中误差的分布规律, 为交通事故现场摄影测量误差范围分析提供依据。
关键词：摄影透视,摄影测量,误差分析
参考文献
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[5]张彦辉, 王界茂等.道路交通事故现场快速测绘系统[J].解放军测绘学院学报, 1999, 16 (1) .
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[7]王之卓.摄影测量原理[M].北京:测绘出版社, 1979.
透视原理 篇2
关键词：3D成像 线性透视 弧面透视 双眼交替定视距 固定视点移动焦点透视
随着一部《阿凡达》票房的攀高，3D电影又被掀起了一个高潮。记得小时候在电影院里带着小眼镜看《孟良崮战役》，每到射击近镜头时就觉得枪口正对着我的眉心，那种身临其境的真实感常常让我从睡梦中惊醒。
高中开始学习绘画，造型课上老师总是在强调构图、比例、透视……老师讲的透视分为一点(平行)、两点(成角)、三点(俯视或仰视)、散点等等，当时觉得很难以接受。但无奈找不到更有效的解决二度虚拟三度空间的方法，每次画完都不免觉得画面呆板，没能将自己对对象的感受淋漓尽致地表现出来。
大学时在图书馆翻阅了大量的生物学资料，对人眼成像原理做了深入的研究学习。脱掉近视镜，裸眼，拿起望远镜，站在学校最高的建筑物上做了无数次的试验观察，终于得到了一些弧面透视方面的经验。用这种方法画场景、画静物、画风景得到了较好的效果，虽不能达到身临其境的境界，但真实可触性已经有了一些进步。
工作后有幸随恩师学习水墨山水。小时侯的枪口、战壕、丘陵再一次浮现在眼前，巍巍太行的雄浑磅礴让我一次次的早出晚归奔走其间，为的只是用笔尖触摸那份“仰望天一线，俯窥千仞壁”的气势恢弘，用心灵倾听那份“千里丰碑望不断，无情风雨任吹洒”的宽厚，然而无论怎样的意境总难以表现出太行“山峡十九转，奇峰当面立”的真实感受。
看过《阿凡达》后，我深入研究了一些双镜头模拟双眼的时差拍摄原理、双侧放映机偏振垂直播放胶片的成像原理以及部分有合成3D影像功能的软件和芯片控电眼镜等的工作原理，并且从中获得了启示。简单理解就是把两眼看到的图像分别记录，再通过左眼所见图像仅传入左眼、右眼所见图像仅传入右眼来实现人脑的3D立体合成图像功能。这与人的定点观察所得图像理论上应该一致。
不同的是电影可以利用人眼视觉暂留的1/24秒的时间差，左右放映机交替工作，使人所看到的影像还是集中在同一屏幕上，而静态的绘画作品不能利用时间差，因此在实验的初级阶段我只能借助单镜头照相机在左右眼(为了使试验效果更加明显，我选择了比左眼更左一点、比右眼更右一点的视点)处分别对同一组对象进行拍照记录，然后打印成等幅照片，分别在左眼和右眼的最佳视距处垂直于视线放置。观察过程中始终用一不透明隔板放在双眼连线的.中垂线上，以分隔双眼的视域范围。这有点像马的眼睛会出现盲区，但并不影响实验结果。结果表明这样做大脑合成的图像立体感甚至要超出人的正常观察结果，我想大概是因为人眼观察对象时双侧眼球的游移导致的。
左右视点的成像拼合在一起。简单的电脑对叠处理后，就会出现像脱掉专用眼镜直接看幕布3D电影一样的模糊重影的图像。我们要的当然不是必须戴上专用眼镜才能欣赏的平面艺术，于是我带着如何合成左右视点图片的困惑又做了很多试验。
一系列试验的无果而终，使我最后又不得不回到平面透视的起点上来。初学透视时，由于找不准焦点，老师经常督促我闭上一只眼睛用铅笔量静物结构线的方向，而每次闭上的眼睛都必须相同。这实际上就是跟单镜头摄像机的镜头一样，是单焦点透视。而我最初想要的只是真实感而已，跟焦点在哪、视心点在哪并无大的关联。又想起正方体平行透视讲解示意图中标示的视心点(焦点)多在静物外侧。而视心点的定义为：视点到视平线的垂心，即从视点(人眼睛)向视平线做垂线得到的垂足。视线的定义为：以人眼为顶点的射线——视点与物体任何部位的假想连线，非阻挡则延伸。视平线的定义为：与人眼等高的一条水平线。我们不妨坐下来演示一下：观者保持静止状态则视点不变;在观者的左前方、正前方、右前方分别放置三个物体，在观察三个物体时会产生三个方向的视线、视平线。线性透视理论中对视平线的罗盘方向并没有严格的规定，仅对高度和水平做了明确规定。也就是说总有一个方向的水平线会与视线相垂直，那么视心点也一定将会出现在物体左右剪影切线的延长线之间，也就等于是在同一视点分别直视三个物体，而得到的是各自独立的三张透视成像图。根据这一结果，我在对太行山写生中尝试运用了这种视点不变移动焦点的透视方法，打破了原来的以组排列单一视点的构图方式，取得了较为真实的画面二维假设三维空间的效果。在具体测绘焦点的过程中，我没有始终闭起一只眼睛，而是采取交替用左右眼测试最后取中点的方式。这种方法可以使视距延长，就像炮兵用大拇指测视距一样，会得到较为准确的距离。
当然，这种用双眼交替测视距，在双眼叠加视域范围内视点不变移动视心点(焦点参照)，把每个物体或每段距离都当作独立的再现对象独立进行线透视的方法仍然没有进行到最后阶段，我将继续用试验论证此法的可行性。在此暂且称其为模拟3D成像原理的透视理论研究，愿与同样追求平面再现三维真实性的朋友共同探讨。
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透视原理 篇3
检修:首先切换自动/手动千伏调整, 均无法调整千伏。查阅说明书, 该机的千伏调整是通过移动碳轮在自耦变压器上的位置实现的, 该碳轮由一个电机驱动。拆机, 在透视状态下, 手动调节千伏, 发现电机转动正常, 而碳轮不移动, 原来是驱动电机与导向轮之问的固定螺丝松脱, 重新固定后故障排除。
故障二:踩透视脚闸, 监视器上有图像, 只持续很短的时间后立即消失, 再踩透视脚闸无图像, 再开机故障重复。
检修:观察故障现象, 当X射线产生的时候, 监视器上的图像清晰, 并可以多次曝光, 判断高压发生电路及球管组件应该没问题, 故障可能出在透视控制电路中。为证实该判断, 手动强制闭合透视继电器KM2, 监视器上图像稳定清晰, 说明分析是正确的。
该机工作原理及回路如下:
(1) 透视工作继电器KM2的控制回路:床控板220 VAC→上闸光耦K8可控硅侧→X22-9→KM2线圈→地;KM2上电后机器工作。
(2) 上闸信号产生回路:床控板上+5 V→光耦K8发光二极管侧→床控板X26-6上闸信号→显示板X6-6→显示板上限时继电器K1触点→X43-3限时控制接点→主控板X12-3→主控板上过载保护继电器K1触点→主控板X12-4→JX2-7→温控开关→JX2-8→JX3-9→外部联锁装置→JX3-10→时间继电器KX触点→床控板X26-7→透视键/脚闸开关→地, 形成完整的回路。其中, 限时继电器由显示板上5 min限时电路控制, 透视时间超过5 min后, 限时继电器K1吸合, 断开透视继电器KM2;过载保护继电器由主控板上k V保护电路控制, 当变压器B1输入端电压超过220VAC时, N1:6变高, Tl导通, Kl吸合, 断开透视继电器KM2。
(3) 时间继电器控制回路:主控板上X13-6脚+24 v→时间继电器KX→床控板X26-7→透视键/脚闸开关→地, 当5 min限时电路不工作, 导致透视时问超过时问继电器KX设定值时, KX断开, 切断透视继电器KM2。
根据电路原理, 首先检测显示板上5 min限时电路, 定时芯片D2-18电平为低, Tl截止, Kl未工作, 说明该电路工作正常;继续检i贝4主控板上过载保护电路, 比较器N1-6输出低电平, T1截止, Kl未工作, 该电路也正常;检测KX限时继电器也正常。
最后, 顺着上闸信号产生回路检测, 发现X12-4→JX2-7之间接触不良, X12-4的插针轻轻一拉即松脱下来, 将该线焊于主控板背面, 试机, 曝光正常;但发现手动曝光和自动曝光键切换不良, 检查发现操作板上X2-3的插针接触不良, 将该线焊于操作板背面后, 机器工作完全正常。
透视原理 篇4
岛津XUD150L-30是一款多功能、全自动、变频式X线机, 在各大医院被广泛使用[1]。鉴于该设备透视管电流设定方式独特, 现将该部分电路原理分析如下, 并介绍几例故障的解决过程。
1 管电流控制电路的特点
毫安控制过程可简述为:与设定电流值相对应的电压加到灯丝加热变压器初级端, 该变压器次级感应出一定的次级电压经阴极高压电缆送至X射线管灯丝, 受热灯丝产生自由电子, 电子在高压作用下从阴极流向阳极 (高真空环境下) 而形成X射线[2,3]。该型X线机灯丝加热电路由MA POWER-96板控制, 具有高精度的电流输出和良好的可重复性, 具有如下特点: (1) 灯丝初级电路采用恒流控制; (2) 以变频方式提供灯丝加热; (3) 预热电流与工作时的灯丝电流成比例; (4) 曝光过程中管电流反馈控制, 使实际电流值与设定值一致[4]。
2 透视管电流设定电路原理
该设备管电流采取透视毫安电流与透视千伏电压对应比例曲线控制的方式, 即透视毫安电流由透视千伏电压值按一定线性比例确定, 见图1。
图中A-G表示不同区间透视千伏电压与透视毫安电流之间的线性关系, 其中A为总增益或透视毫安电流的起始值, B为50 k V时曲线的转折点, C为50~60 k V间电流的增益, D为60 k V时曲线的转折点, E为60~90 k V间电流的增益, F为90 k V时曲线的转折点, G为90~125 k V间电流的增益[5]。在电路中通过电位器与运算放大器实现。
3 维修实例
3.1 故障一
3.1.1 故障现象
机器启动正常, 开机过程中无任何错误报警。在踩下脚踏开关透视时, 显示器图像闪一下即消失, 而且每次踩下脚踏, 手动或自动均如此, 透视毫安显示值也闪一下后随即为零。
3.1.2 故障分析
根据现象可以判断机器启动和其他操作均正常, 说明高压电路正常, 而在踩下脚踏时, 无论手动或自动, 透视电流均为0 m A, 透视无毫安, 故障出现在透视毫安控制电路[6]。
3.1.3 故障检修
根据以上分析结果, 测量FMA3信号, 电压为0 V, 且不随透视电压值变化;继续往前级电路测量, FMA2信号正常, 且随透视电压值变化。说明故障点在FMA2和FMA3之间。进一步检查发现运算放大器A8.2温度较其他运算放大器高, 更换后透视恢复正常。重新调试, 故障排除。
3.2 故障二
3.2.1 故障现象
机器启动正常, 开机过程中无任何错误报警。在踩下脚踏透视时, 显示器图像闪一下即消失, 而且每次踩下脚踏, 手动或自动k V均如此, 透视毫安显示值也闪一下后随即为零。现象与故障一相同。
3.2.2 故障分析
由于故障现象相同, 怀疑出现问题的模块相同, 试采取原方法处理。
3.2.3 故障检修
更换运算放大器A8, 故障现象依然存在。于是重新对电路进行检测, 当测量到FMA3时, 发现不踩脚踏对FMA3测量, FMA3信号电压不稳定。继续进行其他电路测量, 无异常。重新对A-G电位器按上图中的曲线进行微调, 完成后FMA3电压恢复稳定, 故障排除。分析故障应为个别电位器接触不良或者维护保养周期太长导致。
4 总结
该设备电路板均采用多层电路板结构, 给换件维修带来困难, 维修者需提高自己的维修基本技能。关键元器件的品质对于精密控制十分关键, 有时相同型号具有不同的应用效果。对X线机这类比较精密的大型医疗设备要定期进行设备维护, 保持机器清洁, 同时保持合适的工作环境, 防止因环境因素 (灰尘、温度、湿度等) 造成的不良影响, 这样才能更好的使用设备, 降低设备的故障率。
随着高频数字X线机的广泛应用, 操作人员与维护人员的素质不断提升, 设备故障率有明显的下降。但维修难度随着设备的复杂度不断增加, 且维修的费用越来越高, 这就需要医院医疗设备维修工作者不断提高自身能力, 为医院节约资源。
摘要：本文介绍了岛津150L-30 X线机透视毫安控制原理和几例故障的维修过程。
关键词：X线机,毫安控制,医疗设备维修
参考文献
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