在进行建筑景观重建时，为防止周围环境、信号干扰等原因产生点云噪声，提出基于3D激光打印的建筑景观可视化视觉艺术重建方法。利用Kinect获取物体表面点云数据，并做多视角对齐和点云去噪处理，使模型数据更加精准。利用迭代最近点算法对数据进行点云配准与融合，通过数据的预处理，使点云数据融合为表面光滑、无孔洞模型，根据建筑景观的三维模型，使用3D激光打印机打印技术的可视化系统实现模型的视觉艺术展现。模拟试验结果表明，所设计的建筑景观重建误差率在10%以下，重建数据平滑值保持在0.9左右，满足了建筑景观视觉艺术重构的要求。
3D激光打印 艺术重建 ICP算法 点云数据 点云去噪 3D laser printing art reconstruction ICP algorithm point cloud data point cloud denoising
北京科技大学科技史与文化遗产研究院, 北京 100083
Paraloid(乳胶粘合剂)是一系列丙烯酸树脂的商品名称, 是文物保护领域中最常用的保护材料之一, 主要用于文物的加固、 封护和粘接, 适用文物材质范围非常广泛。 其中以Paraloid B-72最具代表性, 在国内外的文物保护中被大量使用, 相关的应用案例、 性能评价及其老化机理研究都有较多报道, 而Paraloid系列的其他产品却鲜有关注, 在国内应用较少, 老化性能研究尚未开展工作。 该研究系统评价了Paraloid B-72, Paraloid B-44, Paraloid B-48N和Paraloid B-67的光老化性能, 采用红外光谱跟踪紫外辐照3 864 h过程中Paraloid材料分子结构变化, 对光老化机理进行了深入解析和半定量评测。 结果显示, 4种Paraloid系列丙烯酸树脂材料中, B-72老化前后颜色和光泽度均没有发生明显变化, B-48N和B-67老化前后色差较大, B-44光泽度降低最多。 丙烯酸树脂老化过程中高分子材料内部发生断链反应以及一定程度的交联反应, 表现在主要官能团吸收的减弱和羰基指数(CI)的增加。 根据主要官能团吸收峰C=O相对强度的半定量分析结果反映出, B-72的光稳定性最好, B-48N和B-44略优于B-67, 但与B-72相比差距较大。 B-67可能是由于异丁基上的叔氢键能较低, 易吸收光能量后产生自由基氧化反应, 因此耐光老化性最差。 综合评定4种Paraloid系列丙烯酸树脂的光老化性能, B-72在4种材料中光稳定性最好, 其次是B-44和B-48N, 最不适宜作为户外文物保护材料的是B-67。 研究结论有望为一线文物保护工作者在选择Paraloid丙烯酸树脂作为保护材料时提供一定的科学参考。
Paraloid产品 丙烯酸树脂 光老化机理 文物保护 Paraloid products Acrylic resin B-72 UV aging mechanism Art conservation science B-72 光谱学与光谱分析
2022, 42(7): 2175
陕西科技大学材料科学与工程学院, 陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021
采用紫砂土为铁源并引入Ca3(PO4)2与SnO2双添加剂制备艺术釉。利用紫外可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等探究添加剂对其釉色、显微结构及艺术纹理的影响。结果表明: 添加剂的引入除改变铁离子存在形式外, 也有助于不规则蓝色花纹的产生。当引入Ca3(PO4)2时, 部分铁离子被还原, 釉面呈蓝黄色且出现少量蓝色花纹; 而同时引入Ca3(PO4)2与SnO2会使得对铁离子的还原性加强, Fe2+与Fe3+的比值增加, 釉面呈蓝绿色, 花纹明显且明度值L*变大。釉玻璃体中存在的Fe3+―O―Fe2+是呈色因素之一, 液相分离形成的结构色是辅助色, 二者结合使釉面更为美观。
紫砂土 添加剂 艺术釉 呈色机理 purple clay addition agents art glaze coloring mechanism
1 Research Institute of Photonics, Dalian Polytechnic University, Dalian Liaoning 116034, CHN
2 Research Institute of Photonics, Dalian Polytechnic University, Dalian Liaoning 116034, CHN；Research Institute of Photonics, Dalian Polytechnic University, Dalian Liaoning 116034, CHN
搭建了美术馆实验环境，被观赏画作表面的照度为200 lx，采用LED光源的色温为3 300 K。改变投影仪的亮度和对比度参数，设定三种常用投影显示模式（模式1?亮度24.7 cd/m2，对比度12∶1；模式2?亮度57.7 cd/m2，对比度20∶1；模式3?亮度78.9 cd/m2，对比度24∶1），分别对32名实验者在三种显示模式下进行视觉舒适度评价的心理物理学实验。结果表明：在美术馆照明环境一定的情况下，投影显示的亮度和对比度影响参观者的视觉舒适度。在设置投影模式1的条件下，参观者视觉舒适度最佳。研究结果对于美术馆展陈设计中投影显示技术的合理运用提供了参考。
投影显示 亮度 对比度 美术馆 视觉舒适度 projector display brightness contrast art gallery visual comfort
浙江大学能源清洁利用国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
针对二维气体浓度分布, 主要选用多条H2O的吸收谱线, 采用代数迭代重建算法, 研究了在激光光束较少且假定温度分布已知的情况下, 即不考虑燃烧场中温度对谱线强度的影响时, 不同谱线条数对二维浓度重建结果的影响, 对比了在同一浓度模型下通过增加激光光束与增加H2O吸收谱线条数对气体浓度重建结果的影响; 研究了增加谱线条数重建气体浓度分布对不同温度与浓度分布模型的适应情况, 其中, 文中所选取的多条吸收谱线可以由一个激光器同时扫描得到。 浓度测量区域采用10×10的网格划分, 测量区域中的温度和浓度分布采用单峰不均匀分布与双峰不均匀分布, 重建过程中计算了吸收谱线与激光光束的有效利用率。 重建结果表明在激光光束较少时, 增加吸收谱线条数可以获得更多与浓度相关的谱线参数信息, 且与增加激光光束相比可以明显改善浓度重建结果, 更主要的是增加谱线条数可以有效降低实验中硬件设备的成本投入以及测量系统的复杂性。
代数迭代算法 二维浓度重建 多条吸收谱线 激光吸收光谱 ART algorithm Two-dimensional concentration reconstruction Multiple absorption lines Tunable diode laser absorption spectroscopy 光谱学与光谱分析
2016, 36(11): 3485
1 中国矿业大学信息与电气工程学院, 江苏 徐州 221116
2 淮北师范大学物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
为了实现烟羽二维空间分布的精确重建,建立了被动多轴差分吸收光谱断层扫描系统,实现了多台被动多轴差分吸收光谱系统对废气烟羽空间分布的测量.首先,介绍了多轴差分吸收光谱系统及其反演气体浓度的机理.接着,使用代数迭代算法对不同的重建模型,采用不同的扫描光路进行了重建模拟,并设计了重建程序.然后,对数值模拟仿真结果进行了分析比较.最后,搭建了多轴差分吸收光扫描系统平台,进行了外场试验.数值模拟的结果显示:MAX-DOAS层析技术能精确的重建出烟羽模型的二维空间分布,四光源光路的重建误差约是双光源光路重建误差的三分之一,四光源重建时间约是双光源重建时间的四分之一,且双峰模型的重建误差大于单峰模型的重建误差.外场试验的结果显示:重建图像的积分数据与多轴差分吸收光谱测得的投影数据是一致的,说明重建出的烟羽空间分布符合实际情况.研究表明,数值模拟的结果与外场试验的结果具有一致性.
多轴差分吸收光谱 断层扫描 代数重建算法 烟羽 MAX-DOAS Tomography ART Smoke plume 光谱学与光谱分析
2015, 35(8): 2252
海军驻江南造船集团有限公司军事代表室,上海201913
ART(algebraic reconstruction technique)算法是一种适合于投影数据采集量比较少的情况的图像重建算法。利用其进行图像重建时的主要工作是计算加权因子,该计算方法严重影响图像重建的重建质量和重建速度。讨论、研究并仿真了加权因子的三种计算模型,经比较分析最后得出了一种最优的重建模型。
图像重建 代数重建算法 加权因子 image reconstruction algebraic reconstruction technique(ART) weight factor
1 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 甘肃 兰州730000
2 中国科学院研究生院, 北京100049
3 乌鲁木齐气象卫星地面站, 新疆 乌鲁木齐830011
雪粒径反演是冰冻圈遥感的重要研究内容之一。 本研究通过设计不同雪粒径观测方案, 在我国北疆地区利用SVC HR-1024野外便携式光谱仪观测了不同雪粒径的光谱特征; 同时利用可拍照显微镜测量了雪粒径的大小和形状, 并通过DSPP方法计算其等效粒径; 最后, 基于渐进式积雪辐射传输模型（ART）对反演波段和积雪形状因子进行优化, 反演并验证雪粒径。 研究表明DSPP方法获取积雪等效粒径是可行的, 但由于同层积雪中样本选择存在较大差异, 在样本选择方面需要进一步改进; 近红外波段还是区分雪粒径的有效波段, 在研究区积雪是干雪的条件下, 基于ART优化反演波段和积雪形状因子优化方法反演雪粒径是可行的, 根据试验获取在该地区雪粒径反演最佳波段为1.20 μm, 最佳积雪形状因子b值为3.62。
雪粒径 光谱特征 Snow grain size Spectral reflectance DSPP DSPP ART ART
北京理工大学光电学院，光电成像技术与系统教育部重点实验室，北京 100081
激光距离选通成像系统与热成像系统组合应用模式已成为国内外关注的发展趋势之一。简要阐述了激光距离选通成像系统的工作原理及技术特点；结合国外最新出现的主/被动成像组合模式，介绍了4种典型实验系统：单纯的激光距离选通成像系统、短波红外距离选通成像＋热成像组合系统、热成像＋激光雷达共光路组合系统、多波段双模成像系统，分析了各组合系统的结构组成、核心器件和技术优势；介绍了相关实验研究结果，着重介绍了两种新的成像模式——非视域成像模式和双基成像模式。分析了激光距离选通成像技术的发展趋势，对发展新型激光距离选通成像技术和装备具有参考价值。
距离选通成像 组合系统 技术进展 Range-gated imaging Combined system State-of-art
1 西北工业大学 现代设计与集成制造技术教育部重点实验室, 西安 710072
2 咸阳师范学院 图形图像处理研究所, 陕西 咸阳 712000
针对锥束ART算法重建速度慢的问题,考虑到工业CT重建目标尺寸差异较大的特点,提出了一种基于最小重建区域的快速三维图像重建方法。由不同视角下的锥束投影构建最小区域包络,对最小区域包络进行膨胀处理,以消除重建目标边界附近所出现的伪影,在此基础上,给出了射线穿过最小重建区域的体素索引及权因子的计算。该方法能够根据重建目标的尺寸自适应地确定最小重建区域,从而最大限度地减少了计算量。实验结果表明,该方法不仅大幅度提高了锥束ART算法的重建速度,而且有效地提高了重建质量。
锥束CT 图像重建 重建区域 ART算法 cone-beam computed tomography image reconstruction reconstruction region algebraic reconstruction technique
