光线通信技术范文

光线通信技术范文（精选9篇）

光线通信技术 第1篇

医学影像的体绘制技术在临床上已成为辅助诊断和治疗的重要手段。光线投影法[1]是体绘制技术中图像效果较好的方法,且算法原理简单易实现。但由于光线投影法涉及三维数据场的随机检索,投影光线的数量巨大,每一条射线在和体元求交时,都要遍历所有体元,而且对每条光线都需要进行多次采样,计算量大,生成图像的速度较慢,不能满足医学图像处理系统中实时交互的要求。如何提高显示速度,是基于光线投影的医学影像体绘制算法要解决的核心问题[2,3]。

近年来,随着计算机技术的发展和体绘制算法研究的深入,已有很多体绘制加速算法和加速硬件被开发出来[4,5,6],但不可否认的是,这些方法在满足大数据量物体三维可视化的实时性方面,仍需做进一步的努力。本文在深入研究和综合分析各种加速技术的基础上,提出一种光线投影体绘制的综合加速新算法,在保证绘制质量的前提下,有效地缩短光线投影算法绘制的时间。

2 光线投影体绘制加速新算法

2.1 新算法的提出

算法主要从以下几个方面加速了体绘制过程:1)计算体数据立方体在成像平面上的投影多边形,让投影光线从投影多边形内发出,避免发出不与三维数据场相交的光线,从而减少投影光线的数目。2)利用包围盒技术避免对空体元的采样。3)利用三维体数据在不同坐标系间变换前后所呈现的规则或关联性质,推算投影光线上重采样点的物体空间坐标,减少矩阵变换运算所造成的大运算量。4)通过将Bresenham算法扩展至三维,实现了投影光线的体元化与重采样参数的计算一次完成,加速了光线投影的效率。5)利用Open GL提供的函数接口,简化算法的实现过程。本文提出的综合加速算法,在不增加算法复杂性前提下,贯穿于光线投影重采样整个过程中。

2.2 矩阵变换运算及其加速技术

光线投射体绘制算法中对取景体进行三维(3D)重采样处理时,需要运用矩阵变换Pi'=M-1oiPi计算每一个采样点iP在物体空间中的坐标描述iP′[7],其中,M1-oi是一任意的四阶矩阵,每次变换需要16个浮点乘和12个浮点加操作,耗费时间非常大。

矩阵变换运算中包括平移、旋转和不等比缩放等一系列基本的三维几何逆变换,平移和旋转不会改变图元的形状和大小,不等比缩放虽然会改变图元的形状和大小,但这种变化是均匀变化。也就是说,假如在变换前的直线段AB上任取一点P将直线段分为两个线段AP和PB,变换后可得到直线段A′B′及其上的点P′,则有AP/PB等于A′P′/P′B′不会改变;而且,长方形经矩阵变换后不会变成不规则四边形,至少能变成普通的平行四边形。根据这种均匀变化的特性,显然,直线段P0kP变换到物体坐标系中仍为直线段P′0kP′,从0P到kP的k-1个等间距采样点Pi(0

像平面变换到物体空间后,至少为平行四边形,如图1所示。假设像平面的长和宽分别为W和H,显然,如果通过矩阵变换计算出像平面的三个顶点P0,P1,P3在物体空间中的坐标描述P0′,P2′,P3′,则像平面内任意点Pij(0iH,0jW)在物体空间中的位置可由式(2)推出,其运算量为6次乘法6次加法。

整体上来看,在光线投射三维重采样处理时,只需对两个像平面的6个顶点运用矩阵变换,其余的采样点分为两类:一类是两个像平面之间的投影光线上的采样点,利用式(1)进行加速运算,运算量为3次乘法3次加法;另一类是两个像平面上除去6个顶点外的所有采样点利用式(2)进行加速运算,运算量为6次乘法6次加法。与常规的矩阵乘法的16次乘法12次加法的运算量相比真是天壤之别,大大减少了运算量。

2.3 包围盒技术

医学断层影像中,对分析有用的数据只占整个图像的一部分,如果对整个离散三维数据场都进行采样计算的话,会造成大量的冗余计算,为了最大程度上避免无用计算,本文利用包围盒技术避免对空体元的采样[8]。该方法用一个多边形包围体数据中的目标,将目标信息与无用信息区分开。当入射光线射入三维数据集时,从第一个采样点开始计算出沿入射光线该点与包围盒之间的距离,然后跳过这段距离直接进入包围盒内部进行采样处理,对于包围盒以外的采样点不进行处理。极大地加快了算法的绘制效率。

2.4 投影光线的体元化

为了得到高质量的绘制效果,体数据场的重采样采用三次线性插值法,使用三次线性插值法必须知道重采样点到体元的三个外表面的距离和采样点所在体元的编号,这实际上是一个投射光线的体元化过程。本文将效率最高的Bresenham画线算法推广到三维空间[9,10],并且用重采样点到体元表面的距离作为Bresenham算法中的决策参数,这样虽然在Bresenham算法中引入了浮点运算,但可以使投射光线的体元化与重采样参数的计算一次完成。设体元编号为(i,j,m),体元的长、宽、高分别为l,w,h;采样间隔向量为δ⋅V,其中δmin(l,w,h)为采样步长,采样间隔向量可以在物体坐标系中沿坐标轴分解为δx,δy,δz;采样点沿坐标轴与下一采样点相反方向,到体元的外表面的距离分别为dx,dy,dz。由于采样步长小于体元的最小宽度,在确定重采样参数和体元编号的初始值的情况下,可以用以下的递推关系确定所有的重采样参数和投射光线经过的体元编号。

如果:dxk+1=dxk+δx>l且δ⋅V沿x轴方向,则:dxk+1←dxk+1-l,i←i+1;

如果:dxk+1=dxk+δx>l且δ⋅V沿x轴反方向,则:dxk+1←dxk+1-l,i←i-1;

如果:dxk+1=dxk+δxl,则:dxk+1不变,i不变。

其中:dxk表示本采样点沿x轴方向到所在体元的外表面距离,←表示赋值关系,赋值后的dxk+1表示下一采样点沿x轴到自己所在体元外表面的距离;沿y,z轴方向的递推关系和相应变量的含义依此类推。

3 算法实现过程

算法在通常的PC机上,采用VC++作为开发平台结合Open GL函数库进行编程实现,所有的数据及其操作用MFC类进行有效封装,图形三维空间定位采用Open GL技术[11]。断层数据来自人体头颅纵向MRI切片,数据大小为51251284体素。主要实验步骤为:

1)清除图像缓冲区,建立坐标系(物体坐标系采用右手坐标系,视坐标系采用左手坐标系),并将体数据场形成的长方体投影到观察坐标系中,得到各可见面在像平面上的投影多边形。引入Open GL图形库,用gl Viewport来设置视口变换,gl Ortho来设置平行投影视景体,glu Look At来设置视点位置,将gl Viewport参数设为窗口的高度和宽度,gl Ortho设为一个能包围数据场的平行视景体,利用glu Un Project求长方体顶点在屏幕上的投影点。

2)对两个像平面的6个顶点运用矩阵变换计算其在物体空间中的位置,然后利用式(2)以及投影多边形各顶点在观察坐标系中与这6个点的关系计算投影多边形内各点在物体空间中的位置。

3)遍历数据场,找到其中的包围盒以避免空体素的采样。通常,一个平面可以用方程Ax+By+Cz-d=0来表示,我们用10个这样的平面产生一个包围物体的封闭的多面体,其中,平行于x,y,z轴的平面各两个,在x,y的四个象限内各有一个与x,y轴相交成45°角的平面。

4)利用式(1)及体数据场中各点与投影面的空间位置关系,计算出从投影多边形内的像素发出的投影光线与多边形包围盒内体数据场的一个交点在物体空间中的位置P;

5)从P开始对投影光线进行体元化,即重采样,同时用Over算子[7]计算像素的颜色且按位置写入图像缓冲区,当不透明度累积达到事先设定的阈值或者采样点穿出体数据场包围盒时停止采样;

6)如从投影多边形内像素发出的光线没有处理完毕,转向步骤4)继续执行,如所有的投射光线全部处理完毕,往下执行;

7)显示最终的重建结果。

4 算法结果分析

4.1 绘制质量分析

体绘制加速算法必须在保证图像质量的前提下才有意义,本文算法是通过对重采样的3D逆几何变换进行,并未改变光线投影的图像合成过程,理论上不会损失图像的质量。图2通过一组实验,来比较传统标准光线投射法和本文算法重建的结果。实验过程中为了更清楚的比较重建效果,将背景到皮肤的过渡处的梯度值增大加权值,使其不透明度值接近为1。

图2为从不同的视线方向来观察两种方法的绘制效果,从视觉上,两种方法成像质量变化不大,成像效果均较好。由于标准的光线投影法采用的是大量的浮点运算,对数据场的重采样更精细点,因此反映在图像上本文算法结果图像的沟纹较标准算法稍微明显点,但并不影响图像的整体效果和对细节的反映,一些较为细小的细节如眉间皱纹、眼窝部位和耳朵的轮廓等在本算法上均反映的很清楚。

对于医学图像重建的结果的定量分析是很困难的,通常采用的是通过专家评估或和标准图谱进行对照的方法。如果一幅图像反映的细节信息和标准图像基本相符,那么两幅图像信号变化的程度应该相似,因此我们想到可以通过比较两幅图像的灰度直方图分析图像重建的结果。图3是与图2中图像对应的直方图,从结果可以看出,两种方法对应的直方图几乎没有明显的差异,这说明本文算法保证了图像重建的质量。

4.2 绘制时间比较

下边再通过一组实验来比较传统标准光线投影算法、文献[12]中的光线投影加速算法及本文算法体绘制所需要的时间,图4是分别从左至右旋转六个角度的不同视线方向绘制的结果,三种方法绘制的时间如表1所示,通过各种数据对比可以看出,本文算法比传统算法快2~3倍,比文献[12]的算法快1~2倍。

5 结论

本文针对标准光线投射算法计算量大、速度慢的特点,在原有算法的基础上,提出了一种新的光线投影体绘制的加速算法。该算法利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少了矩阵运算量,同时该算法利用包围盒技术去掉体数据周围的空体元,利用递推关系确定所有的重采样参数和投影光线经过的体元编号。算法在保证成像质量的前提下,可以加快绘制速度,节省存储空间,并为进一步研究体绘制算法奠定了基础。通过大量的对比实验均表明,本文算法成像效果较好,在和传统标准算法具有相同图像质量的前提下,大大提高了体绘制的速度。

摘要：针对标准光线投射算法计算量大、速度慢的特点,本文提出一种满足医学图像实时需要的体绘制加速新算法。利用图元在矩阵变换前后呈均匀变化的特性,递推得到除6个顶点外的其余重采样点的物体空间坐标,大大减少矩阵运算量;同时利用包围盒技术避免对空体元的采样,通过将Bresenham算法扩展至三维使投射光线的体元化与重采样参数的计算一次完成,极大地加速光线投影的效率。大量的对比实验均表明,本文算法和传统标准算法具有相同图像质量,体绘制的速度提高了23倍。

关键词：光线投影,体绘制,医学影像,加速算法

参考文献

[1]Harvey R,Hanspeter P.Ray casting architectures for volume visualization[J].IEEE Trans.Visualization&Computer Graphics,1999,5(3):210-223.

[2]杨光,李冠峰,黄毓瑜.体可视化的快速光线投影算法[J].工程图学学报,2000,21(3):87-102.YANG Guang,LI Guan-feng,HUANG Yu-yu.Efficient ray casting algorithm in volume visualization[J].Journal of engineering graphics,2000,21(3):87-102.

[3]袁非牛,廖光煊,范维澄,等.基于光线投影算法的混合场景可视化[J].中国图象图形学报,2005,10(7):850-855.YUAN Fei-niu,LIAO Guang-xuan,FAN Wei-cheng,et al.Visualization of hybrid scenes based on ray casting algorithm[J].Journal of image and graphics,2005,10(7):850-855.

[4]XIE Kai,YANG Jie,ZHU Y M.Real-time rendering of3D medical data sets[J].Future Generation Computer Systems,2005,21(4):573-581.

[5]宋卫卫,李冠华,欧宗英.医学体数据三维可视化技术[J].计算机工程与应用,2006,42(18):22-26.SONG Wei-wei,LI Guan-hua,OU Zong-ying.3D Medical Volume Data Visualization Techniques[J].Computer Engineering and Applications,2006,42(18):22-26.

[6]彭延军,石教英.体绘制技术在医学可视化中的新发展[J].中国图象图形学报,2002,7(12):1239-1246.PENG Yan-jun,SHI Jiao-ying.The New Development of Volume Rendering Technology in Medical Visualization[J].Journal of Image and Graphics,2002,7(12):1239-1246.

[7]Marc Levoy.Volume Rendering:Display of surfaces from volume data[J].IEEE Trans Computer Graphics Application Trans,1988,8(3):29-37.

[8]Avila R,Sobierajski L,Kaufman A.Towards a comprehensive volume visualization system Proc[C]//IEEE Visualization’92.Boston MA:IEEE,1992:13-20.

[9]缪斌和,邓元木,黄斐增,等.基于对应点匹配的断层图像三维插值方法[J].中国医学物理学杂志,2000,17(1):1416-1419.MIAO Bin-he,DENG Yuan-mu,HUANG Fei-zeng,et al.Interpolation of3-D images based on point matching a[J].Chinese Journal of medical Physics,2000,17(1):1416-1419.

[10]Jung P C,Sung M K,Jong B R.Efficient multi-resolution volume rendering scheme[C]//Medical Imaging2000,Image Display and Visualization.Seoul:SPIE Press,2000:134-140.

[11]Clayton Walnum.3-D Graphics Programming with OpenGL[M].[S.l.]:Que Corporation,1995:65-106.

绘制动感彩色光线 第2篇

1、先建立一个新的文档，这里我使用了1024 X 768px 和72dpi的规格，

绘制动感彩色光线

。使用油漆桶工具(快捷键G)用黑色填充背景图层，另一方面，你也可以使用一个暗调的渐变代替。点击笔刷工具(快捷键B)，然后更改笔刷的设置为1px直径，白色，0%的硬度(当初不明白什么意思，后来发现在笔刷面板下有，默认为0%的，所以不必太仔细)。

建立一个新的图层，然后选择钢笔工具(快捷键P)，然后在主工具面板确定路径为选中状态。现在开始在画布的左边开始往右轻微地拉出大约4个点，组成一条流畅的曲线，如下图所示。在文件内任意地方右击，然后选择描边路径(描边记得要选画笔)确定模拟压力选项已经选上，然后点击确定，最后按两次Esc键去除钢笔路径。

光线通信技术 第3篇

可见光通信是一种利用可见光波段( 波长范围400 ~ 700 nm) 的光波作为信息载体,在空气中直接传输光信号的通信方式。它使用发光二极管( LED)发出的高速通断的光波信号对信息进行调制和传输,然后利用光电二极管等光电转换器件接收已调光波信号并解调出其所携带的信息。

信道研究对于一个通信系统的实现十分重要。可见光信道建模一般参考红外信道建模的方法,通过计算信道脉冲响应,建立信道模型。而信道脉冲响应与发射机和接收机的相对位置、光源发射角度和接收机视场角度( FOV) 有很大的关系。同时当发射机和接收机的相对位置、光源发射角度、接收机视场角度相互改变时,则会构成室内可见光通信的不同链路形式。

本文采用基于朗伯辐射模型的光线追踪算法,通过对6种室内可见光通信链路的信道脉冲响应的计算和分析,为可见光通信应用提供了更为精确的信道参考模型。

1 光线追踪算法

光线追踪算法是利用几何光学原理,模拟光在空中的传播过程的方法。基本思想是: 将光源发出的光束分解为一个个独立的光子,对每一个光子进行追踪,直到光子到达接收机或传输时间大于需要考虑的限度。在这个过程中计算出光子能量,求得所有到达接收点的光子数量。在此模型中,白光LED遵循朗伯辐射模型,进行光子发射。每一个出射光子包含4个变量: 位置、方向、所携带的功率和传输所用时间。所发射出的光子的强度模型也遵循朗伯模型,假设LED的中心发光强度为I( 0) ,则光源发光强度可表示为:

式中,θ为光子出射角度; m为光源方向性的参数,称为朗伯辐射系数,由光源半功率角Φ1 /2决定,其关系为:

m值越大光源的方向性越好,当Φ1 /2= 60°时,m = 1,表示为理想的朗伯光源,此时光源向各个方向均匀辐射。在此算法中的光源的发射模型如图1所示。

图1中,n为出射光线,则有

式中,r和z分别为出射光线在xoy面和z轴上的投影。

实际中,以θ角度出射的光线在平面xoy上的投影为一个圆,光子等概率且随机的落在圆上任意一点,即r与y轴的夹角为随机的。因此引入随机数v,其取值范围为[0,1) 。则在xoy面上的投影矢量有:

当光源光子发射后,首先计算其是否能被接收机直接接收。假如光子的出射光线与接收机表面有交点且与接收机法线夹角满足FOV的要求,则此光子所携带的能量将被接收机直接接收,同时将其标记为直射链路光子。当光源光子没有被接收机直接接收,且发生反射时,则在发射点产生新的光子,假设新光子的发射模型也遵循朗伯辐射模型。反射点的计算公式为:

式中,r2为反射点的坐标; r1为光子出射点坐标;d为出射点与反射点的距离; n1为由式( 3) 和式( 4)计算出的出射光线的单位方向向量。

当光子到达接收机时,接收机接收到的光子功率表达式为:

式中,d为光子所走的距离; Ф为最后一次反射时产生的光子的出射角; α为入射光线与接收机法线的夹角; Ar为接收机的接收面积; Pe为光子被接收时所带的能量。

光线追踪算法的流程图如图2所示。

2 室内可见光通信系统基本链路形式

室内可见光通信系统的链路形式有很多种,根据发射机和接收机是否定向、两者之间是否存在未受干扰的视距可对其链路进行区分。

所谓视距链路是指接收机接收到的光存在直接由发射机发射过来未经反射的光; 而非视距链路则是指接收机接收到的光信号中不存在直接从发射机射过来的光。

所谓定向,其实是一个角度问题。对发射机来讲,当其发射角很小、发出光束近乎平行时,称其为定向发射机。同样,如果接收机的视场角范围很小,则称其为定向接收机。若发射机和接收机均为定向,接发两端对准时就建立了一条链路,此链路就称为定向链路。定向链路中LED的光子最大发射角度为15 ! ~ 30 !,非定向链路使用的是大角度的接收机和发射机。若发射机与接收机中一个是非定向的另一个是定向的,其链路称为混合链路。根据以上分析,可以将室内可见光通信的链路方式分为以下6种: 定向式视距链路、混合式视距链路、非定向式视距链路、定向式非视距链路、混合式非视距链路和非定向式非视距链路。链路方式示意图如图3所示,其中T表示发射端,R表示接收端。

3 仿真结果与分析

仿真中采用了上述所描述的光线追踪算法,每次发射40万个光子,光子的最大存活时间为60 ns;采用蓝光( 波长420 nm) 激发的LED作为光源,接收机的接收半径为2 cm; 所采用的房间模型为5 m×5 m×3 m; 光源LED灯和接收机的位置关系如图3所示,在视距链路中发射机位于天花板,非视距链路中位于地板上,接收机一直位于地板上,具体坐标如表1所示。由于一般情况下,屋顶和墙面的光反射系数宜低于60% ,地面宜为15% ~ 35% ,因此仿真中墙、地板、天花板对蓝光的反射系数分别为0. 25、0. 3、0. 52。

仿真结果如图4、图5、图6、图7、图8和图9所示。

由图4、图5、图6、图7、图8和图9可知,在视距链路中,接收的光子总数主要以直射为主,且直射链路的光子同时到达,并携带的功率基本相同,经过1次反射的光子几乎没有被接收机接收。在非视距链路中,一般以1次反射为主,且1次反射链路的光子到达时间持续0. 3 ~ 4 ns。反射脉冲响应功率的具体成分组成比例如表2所示。

在视距链路中,脉冲响应的功率仍然以直射链路为主,反射次数越高,功率所占比例越小,4次以上的反射光子所携带的功率占总的接收功率的百分比不足0. 001% ; 在非视距链路中,脉冲响应的功率以1次反射链路为主,反射次数越高,功率所占比例也越小。

4 结束语

本文采用的光线追踪算法中的光子发射模型、反射模型均遵循朗伯辐射模型。该算法可以更加精确地模拟和分析每个光子的轨迹,使仿真结果更加贴近于实际。介绍了6种基本的室内可见光通信链路形式,并采用光线追踪算法对6种链路的信道进行了模拟,分析了其脉冲响应的组成特性、强度特性和功率分布特性,为以后更加精确地分析复杂环境下的室内可见光通信信道特性打下了基础。同时为基于此6种链路形式的室内可见光通信系统的实际应用提供了参考。

参考文献

[1]鲁辉.室内无线红外通信系统的研究与设计[D].成都:西南交通大学硕士论文,2006.

[2]王蒙,陈德章,杨晶晶,等.基于蒙特卡洛方法的频谱能量检测研究[J].无线电工程,2013,43(1):15-17.

[3]HARUYAMA S.Visible Light Communications in Optical Communication(ECOC)[C]∥36th European Conference and Exhibition,2010:1-22.

[4]CHENG Rong,YAN Xiao-ming.Indoor Multisource Channel Characteristic for Visible Light Communication[J].The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications,2013,20(4):106-111.

[5]魏承功.基于白光LED的室内可见光通信系统研究[D].长春:长春理工大学,2008.

[6]XIANG Y,ZHANG M,TANG X,et al.A Post-Processing Channel Estimation Method for DCO-OFDM Visible Light Communication[C]∥Proceedings of the 8th International Symposium on Communication Systems,Networks&Digital Signal Processing(CSNDSP’12),Poznan,Poland.Piscataway,NJ,USA:IEEE,2012:4.

[7]KOMINE T,NAKAGAWA M.Fundamental Analysis for Visible-Light Communication System Using LED Lights[J].IEEE Transactions on Consumer Electronics,2004,50(1):100-107.

[8]唐金元,王翠珍,魏俊淦.无线光通信技术及其应用分析[J].无线电工程,2003,33(9):41-43.

[9]陈娅冰,赵尚弘,夏贵进.大气光通信中的信道损耗分析[J].无线电通信技术,2003,29(1):62-64.

[10]KITANO S,HARUYAMA S.Nakagawa,High Accuracy Positioning System Using Visible LED Lights and Image Sensor[J].IEEE,2008(1):439-442.

[11]KOMINE T,HWAN L J.Adaptive Equalization System for Visible Light Wireless Communication Utilizing Multiple White LED Lighting Equipment[J].IEEE transactions on Wireless Communication,2009,8(6):2 892-2 900.

记忆光线散文 第4篇

同学们近日聚会，都已是古稀之年，50年未见，经历了太多太多的苦辣酸甜，白发鬓鬓，握手之间，还能依稀道出对方的名字见到了如今已耄耋之年辅导员赵老师，更是热泪满襟。而我在这个集体里只不过蜻蜓点水，同学们并没有忘记我。她们说，你也曾是我们班级的一员啊，让我十分感动，房间里与同学长谈到深夜，唠自己的学习工作生活，忆过去,谈今天和未来躺在床上怎么也睡不着，望着天空明亮星星，我想起天文学家来

天文学家的一生，他们苦苦思慕、追寻、凝视着遥远的天体，而那些远在天上的“恋人”却浑然不觉，既不眉目传情，也不摇手拒绝。但他们依然固执地捕捉她们的细微信息，一缕微光，一点脉冲，一丝烟云，都令他们兴奋、迷狂，好像恋人有了微妙的暗示。我们同学中间的那些热心肠到人，为了这次聚会就是像天文学家一样，用尽各种手段寻找着信息，翘望著半个世纪失联的同学哪怕是一丝信息也要千方百计，登门拜访身体欠佳的同学唤起了童心我看到：有的拖着疲惫残缺身体，有的拄着拐杖，有的作了手术还在家人陪伴，千里迢迢来相聚。他们中的不少人，曾用一生的激情和精力，在大山里，在荒滩上，在鸟无人烟的地方孜孜以求，饱含沧桑，把自己潜入在国家成长的年轮里，无论遇到什么困难都不放弃，对待自己工作的眷恋有着同血液一般真切，为祖国的国防工业默默奋斗一生，可他们中间有的人已经不在了但共和国光荣簿上记载着他们功劳，我们为他们感到自豪与骄傲!而今天离开工作岗位退休了，你可知道他们是多么想见见当年的老师和同学，向祖国人民汇报一下他们的奋斗历程啊

说到这里，好像是有点悲壮的意思了。但是细想来，我们人类的一切崇高的精神活动也都有点悲壮意味。读屈原的诗，我们被他的高洁情怀所感染，但谁见过屈原?屈原早已沉淀成历史长河深处的贵金属，我们感受到的是从语言的云层里辐射而来的诗人灵魂的光线;翻雪山、过草地的万里长征壮举，是何等感天动地，但我们听到那故事的时候，无数英雄们已经走进历史的壁画和浮雕，那让我们热血沸腾、情怀壮烈的，正是那穿透历史烟雨的强大记忆光线。

我们总是在正在穿越的这段时间里，同时回望和远眺那笼罩我们的历史苍穹，它已成为我们生存和心灵的深远背景和强大磁场。那穿越层层烟云抵达我们的精神光线，也如此时的`阳光一样，增加着我们的精神钙质，扩大着我们的心灵幅员，且由于它携带着更多的记忆密码，它更激起我们对一种崇高生命境界的缅怀、追慕和敬仰。亲爱同学，你说是吗?

同学见面之后，免不了要缅怀和追忆那逝去的激情燃烧岁月的一切，我们总是发思古之幽情，我们总想挽留流逝的时光。诗人普希金说：那逝去的一切，都将变成美好的记忆;诗人李商隐说：沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟，这是在回忆;诗人白居易说：天长地久有尽时，此恨绵绵无绝期，这依然是在回忆。

其实回忆就是情。人活着就是一个“情”字，亲情，友情，爱情，同学情。而这些都是心情，心情才是人生中最重要的啊!

心情是什么?心情是一种感觉，是对一个人，对事物，对社会，对所有社会活动的心理感受。人生如梦，岁月无情，穷也好，富也好，得也好，失也好，一切都是过眼云散，只要感觉好心情就好，只要心情好，一切皆好。

照耀万物生长的只有一个太阳，而构成我们生命背景并照耀我们精神宇宙的，则是亿万个太阳，亿万个星辰亿万条星河，正是宇宙的过去之光、历史之光、记忆之光在环绕、笼罩和照耀着我们，她离不开人与人之间的“情”字啊!

同学老师见面虽然是泪喜极致，但也是高高兴兴，快快乐乐的，游览一下觉华岛，看看古城，“龙回头“碑下留个影，晚上又一起唱唱歌，扭扭秧歌，打打太极拳这也是一种心情。一种自然，积极向上的的心态，要在平凡人生中寻求快乐，要在人生磨难中寻找快乐，要在曲折人生中寻找快乐。同学聚会是如此，这也是人生的哲理啊!

其实，宇宙就是一场漫长的回忆。从这个意义上说，人类的生存方式，其实都带着天文学的属性。我们也将变成记忆的光线，去缠绕和照耀后来的心灵，后来的人生。

光线通信技术 第5篇

关键词：库因吉,光线,情感,韵律,美

光线本身是一种物理现象, 是所有颜色的载体, 与人们的生活和心理感受都有着十分直接的联系, 它寄托着人们的信仰与希望。在圣经中, 光被用来象征上帝、基督、真理、美德和救世主。《旧约》中记载“上帝说有光于是就有了光”。在这些民族和宗教有关的创世神话中, 都将光赋予了至高无上的地位, 使得人们对光有着崇敬、向往之心。而在生活中, 远古的先民用火光摆脱了黑暗, 带来了光明与温暖, 也带来了希望。由于光与人们生活和心理感受产生的这些直接的联系, 使得光在其本身意义上就富有着美的特征。

阿尔希普·伊万诺维奇·库因吉是19 世纪俄罗斯著名的风景画家, 他的油画风景有着自己鲜明的特点, 重视光与色的调和, 用光独特, 用色大胆, 艺术感染力极强, 出色地表现了乌克兰美丽恬静的风光。在大自然的环境中, 客观物质世界的一切物体都是通过光才被人的视觉所感受, 光的行态可以说是多种多样、多姿多彩的, 随着时间、空间的转换, 光改变着自然万物的造型、色彩、温度以及气氛的变化。而库因吉则懂得创造光, 赋予这些物体以主观性, 将景色沐浴在光所创造的特有情调中, 通过光线作用于人的心理感受, 使观者产生情感的共鸣, 赋予作品节奏和韵律, 增强作品的艺术感染力, 展现光线之美。

光作为人类生命的条件之一, 影响着人们的深层心理和全部精神层面, 作用于人的心理感受和思想感情。光与色是密不可分的, 不同颜色的光照就有着不同的心理感受。当看红色的光时, 人的心理感受是温暖、热情。绿光给人的直观感受是凉爽, 平静悠闲。而蓝光让人寒冷、镇静又感到忧郁、悲凉。黄光则显得闪耀、耀眼, 给人光明与希望。光线除了在颜色上作用于人的情感, 在强弱的变化中也引起人的心理变化, 强烈的光线往往让人感到心境豁然开朗, 柔和的光线则体现幽静给人以心灵上的慰藉, 阴冷的光线又让人感到孤寂。在库因吉的风景油画中光线大多来源于自然光, 自然光则在变化中发着不同颜色的光芒, 有着不同强弱的变化, 引起人不同的心理感受, 表达出不同的情感。如在其油画风景《乌克兰的傍晚》中, 傍晚的阳光呈现出红色, 火红的阳光一片热情, 笼罩着乌克兰的村庄, 画面中虽然没有人的出现, 但正是由于阳光的热情使得画面充满着生命的气息。同时傍晚的光线特别柔和, 会使人引起丰富的思绪或富有哲理的遐想和感怀。画家对生活的热情, 对家乡的热情, 在光线的创造下得以烘托和抒发。库因吉对光线的创造不同, 从而给人的感受和表达的情感则完全不同。譬如在其另一幅油画风景《乌克兰之夜》中, 蓝色的夜光笼罩着乌克兰的大地, 白色的外墙在闪闪发着黄色光芒, 照耀着回家的路。柔和微弱的蓝光展现了乌克兰夜晚的幽静, 同时将画家忧郁、思念的情绪融合在画面中, 茅屋黄色的光芒显得格外耀眼, 如同光明与希望, 为回家的人们指引着方向。整幅画面库因吉通过光线的处理, 将自己的民族的情怀表现了出来, 光线是对民族的思考, 对生活的态度。在这两幅作品中库因吉对光线的创造和处理不同, 从而表达出不同的情感, 光线的色彩、强弱变化都会引起人的心理感受的变化, 作用于人不同的情感, 库因吉就是将光线的这种审美知觉作用于人的心理情感, 从而引起共鸣, 展现光线之美。

LED光线连接宽带网络 第6篇

LED=Light Emitting Diode, 发光二极管, 是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件, 它可以直接把电转化为光。LED灯不仅是一种新型的照明设备, 还可以通过LED发出的光线连接宽带网络。将笔记本电脑置于LED灯光的照射之下, 不用网线连接和无线网卡, 就可以上网络视频, 这在目前的科学研究中已成为事实。它的原理是将网络信号通过灯光传输给电脑, 传输速度也很快, 可以达到每秒2兆。LED灯是如何通过光线传输网络信号呢?专家介绍, LED灯与传统照明设备不同, 它可以通过高速的开关动作, 发出调制过的信号, 完成信息和指令的传输。它的开关速度每秒可达200万次, 肉眼根本无法感觉, 所以, 在供电脑上网的同时, 也不会影响正常的照明使用。

现在, 人们在享受无线网络便捷服务的同时, 也在担心它所产生的电磁波可能会对人体产生不利影响, 而用环保的LED灯光上网却能彻底消除这一顾虑。由于LED光线没有电磁波, 不会对周边电子设备造成干扰, 那么飞机内无线上网的难题就将得到解决;甚至在水下, 一束照进来的LED灯光, 也可以完成网络信号高速传输。专家介绍, 和目前的无线技术相比, LED灯光上网虽然还未广泛普及, 但是, 由于它特殊的信息传输方式的明显优势, 以及在未来能够达到每秒上G的接入速度, 这些特点都是很具有吸引力的。据了解, 目前美国、日本和欧洲都开始了关于LED无线通信技术的研发, 这可能会成为未来科技发展的一个重要方向。

光线强弱的数字化研究 第7篇

在改革开放的30年里, 我国以资源环境为代价实现经济的快速发展, 能源过度开发、环境恶化接踵而至, 目前能源问题已成为制约我国经济发展的瓶颈。发展清洁的、可再生的新能源将成为我国经济增长的新引擎。在光能、核能、风能等诸多的新能源中, 光能被公认为是未来最安全、清洁、可靠的能源。因此, 加快光能资源的开发与利用对我国的经济发展、能源结构优化及生态环境改善具有重大的意义。

当今社会, 光能的利用已十分普遍, 但现有的光能利用设备由于不能根据不同的光照强度智能的调节其功能或模式而普遍存在光能浪费的问题。所以, 研究光线强弱的数字化能够更加精确的表示出光线强弱, 以便在生活中更加合理智能的控制光能的使用, 最终达到节约能源的目的, 具有极强的现实意义。

2 问题分析

本文考虑利用不同光线强弱下的单位面积金属板上接收的光子数目不同来实现光线强弱的量化, 并将量化后的结果用0—100的数值表示。光子撞击在金属板上能够形成光电子 (见图1) , 如果在金属板两端加上一定程度大小的电压即可使光电子发生定向移动, 从而形成光电流。光照强度与这些发生定向移动的光子数目成正比, 由此便可得到光电流与光照强度关系。即首先将光照强度量化为光电流的大小, 然后利用单片机编程将接收到的光电流信号处理成数字信号, 再借助温度的数字化方式 (即以水的结冰点为0摄氏度, 水的沸点为100摄氏度, 将温度划分在这100个单位中) 确定光照强度为0和光照强度为100的时刻, 构建函数关系, 将这两个临界点之间的光线强弱转化为0-100之间的数值。即可实现光线强弱数字化。

3 模型建立

根据以上分析, 设金属板在一个光波周期接受的光子数为N, 逸出光电子数为Nα, 则有:N=sn (1)

其中s为金属板的面积, g为光波频率, n为单位面积内单位时间金属板接受的光子数, a为光子完全撞击电子概率。

3.1 电流的计算

设单个逸出光电子速度为, 则其运动过程满足动能定理:

(h为普朗克常数, m为单个光电子的质量)

每个光波周期打出的电子数Na可近似看作同处于一厚度不计的平面内, 则在1s内电子数量为:

所以1s内由撞击在金属板上的电子产生的光电流大小为:

e为一个电子所带电荷量, 又因为光照强度E=nhg, 所以:

将 (6) 式带入 (4) 即可得到光照强度E与光子完全撞击电子概率a的关系式:

由 (7) 式可以看出, 随着E的增大, a也在增大。即E、a成正相关关系;又设E=K1ab, 故

两边求对数得:

令lnI=y, lnE=x得

最后利用最小二乘法求出C, B, 即可得出将光照强度与光电流的关系, 实现了将光照强度转化为光电流。

3.2 单片机编程

得到光照强度与光电流之间的关系式后, 即可利用单片机实现对光电流的数据化。

单片机是一种集成电路芯片, 是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能 (可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A D转换器等电路) 集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统, 在工业控制领域广泛应用。在这里, 我们利用单片机, 通过在单片机中编写相应程序实现将光电流转化为数字信号。

3.3 构造函数

构造函数, 即通过构造一函数f将光照强度化为0-100之间的数值。

本文通过查询相关资料, 了解日常生活, 学习所需光照强度后, 将当金属板的光电子撞击数目恰好减少为0时 (即光电流刚好减小为0时) 的光照强度记为0, 将金属板的光电子撞击数目最多时 (即光电流达到最大时) 的光照强度记为100, 将这两个数值作为光照强度的临界值后, 再利用单片机输出的不同光照强度下的数据得出出如下模型:

然后利用此函数将光照强度转化为对应 (0, 100) 内的数值。当LED显示低于相应刻度, 即通过电路调检光强, 使之恢复到相应区间, 同时可以人工调控。

通过步骤3.1, 3.2, 3.3即可实现将光照强度转化为0—100之间的数值, 实现对光线强弱的数字化。

4 模型应用

实验证明, 我们日常生活和学习所用的不同光照强度均分布在此范围内, 并且利用该方法能够较为科学和准确的进行量化, 实现了对光照强度由感官到数字的转化, 这种对光线强弱的数字化结果具有极强的现实意义。我们知道, 在目前全球资源紧缺的背景下, 光控节能灯和利用太阳能的各类产品虽然都能对不同种类的能源起到节约和再利用的作用, 但在利用过程中还是有不同程度的浪费。如光控节能灯在不同的光线环境中亮度均相同, 太阳能电池等, 利用本文光线强度数字化结果, 所在空间的光照强度就可以清晰明了的运用数据表示出来, 为研发各种光能利用设备提供了理论基础。

5 小结

随着电子科技的飞速发展, 电子技术的应用越来越普及, 简单普通的控制技术已满足不了现代社会的需求, 高智能的、数字化控制技术才是当今社会主要研究方向。本文参照温度高低的量化方式提出并建立的光线强度数字化方案, 利用单片机编程将光电子撞击金属板形成的光电流转化为数据并通过函数把光线的强度用0~100之间的数字, 能够很好的将光能进行量化, 为光控智能电子类的产品发展和能源节约提供了理论支持。

摘要：为实现光能更充分的利用, 本文建立了光线强弱数字化的数学模型。利用光电子撞击在金属板上形成光电流, 再通过单片机编程将电信号转化为数字信号, 借助温度的数字化方式, 设置合理的光照强度为临界值, 通过相应函数关系将光照强度最终转化为0—100之间的数值, 实现光照强度的数字化。

关键词：光线强弱,数字化,单片

参考文献

[1]吴百诗.大学物理 (下册) [M].西安交通大学出版社.

[2]唐亚陆.金属光电效应逸出功简要分析[J].宜春学院院报, 2011.8.25.

[3]朱建华.光电效应实验改进[J].太原大学教育学院学报, 2012.3.15.

[4]刘芳.逆序量化原理及其应用[J].攀枝花大学学报, 1999.2.15.

可使光线弯曲的隐形材料面世 第8篇

超材料 (Metamaterial) 是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。理论学家认为, 超材料能够被用来制造各种各样的隐形装置, 这些装置能使物体周围的光等电磁波“绕道而行”, 使物体变得不可见。研究人员将10000多个超材料制成的玻璃纤维片平行地置于一个电路板上制造出了新材料, 其更容易制造并且带宽更宽。

在实验过程中, 研究人员让微波透过新的隐形材料射在一个平面镜的表面, 隐形材料阻挡了微波束, 使其不能四处散射, 平面镜看起来很平, 没有出现反光。

浅析电视摄像中光线的运用手段 第9篇

电视摄影的艺术形态可以通过光展现出来, 光可以保证摄像的基础工作顺利进行;光可以使摄像对象有多角度不同的表达;光可以将主题渲染出不同的生命力和表达性。在电视摄像中, 光一方面帮助画面展示, 另一方面帮助主题渲染。电视摄像中可以通过对光的合理运用, 将摄像对象, 周围环境, 故事内容最大限度的呈现出其艺术效果, 表达其动态特征。光线的正确选择, 合理运用, 灵活设计, 充分掌控能够完全展现出所追求的艺术表达。

二、电视摄像中光的运用要点

首先要了解色温变化, 实现灵活应用;其次要注重光线变化, 实现被摄体的特征展现;再次要巧妙设计光线, 突出真实的故事情节和场景;最后要配合节目需要, 符合不同的气氛和审美要求。

三、掌握不同光的运用方式

1. 自然光的使用

虽然是电视摄像中最常使用的照明方式, 照射范围大, 亮度好, 光度均匀, 但其会受到自然环境、时间、季节、位置、气候多方面的原因影响, 摄像者不能掌控, 所以摄像者要掌握熟知自然中光线的变化, 强度, 位置, 温度都要掌握。

第一, 真实的自然光。光的使用的最大的作用就是展现真实。不同的自然环境下的自然现象都能够展现特殊的艺术效果, 在摄像的过程中, 要依据摄像背景, 表现内容选择适合的自然光, 形成真实、完美的光线造型。

第二, 选择合适的光源。对于景物造型来说, 适合的光源是很必要的。顺光可以清楚地拍摄出摄像对象的形态结构;逆光可以显现摄影像主体的立体感和层次感;另外还可以运用剪影和半剪影形成景物造型。也就是说, 光线可以塑造人物形态, 渲染、提升人物情感。

第三, 光线烘托气氛效果。在电视摄像中, 可以运用光线展示故事内容和画面效果, 引起观众心里的共鸣。比如说日出或者日落的效果, 形成温暖大气的画面, 能够使人欣赏到美的色彩, 体会到欣喜的感觉。反之, 万里无云、天气阴沉的光线效果, 就会形成压抑、深沉的氛围, 使人心里苦闷, 压制气氛。

2. 人工光的使用

包括烛火, 篝火, 白炽灯, 卤钨灯等在内的都属于人工光。虽然人工光光源范围小、照射光线短, 照射时间长会产生变化, 显色性低, 设备多、使用不便等缺点, 但是, 人工光可以按照摄像人员的意识构造不同的光效。可以补充自然光及阴影部分, 创造层次感;人工光使用不受场地、时间、自然环境的限制, 可以依据不同的需要进行各种光效的调节, 体现出摄影主题, 实现表达需要。

第一, 室外摄像时人工光加入调节, 可以实现亮度平衡, 体现明暗对比;可以调节, 丰富影调层次;还能够弱化景物中不需要的特征体现, 强化阴影中的摄像对象;可以模仿自然光, 展现真实环境。包括星光、月光、日光、燃烧的焰火的模仿。

第二, 室内摄像人工和自然光混合的照明, 交织展现。可以运用自然和人工光二者结合使用展现室内摄像的主体, 景物的形态、特征, 表达不同的心态。所以, 在室内摄像使用人工光, 要强调摄像对象展示其性质、特征、外部形态多方面的效果。

四、电视摄像中运用光的其他注意事项

第一是主光光位的确定。运用室内人工光的时候, 除了保证照明和机器需要之外, 还要通过确定光主位营造形象, 整体的光线造型。主光光位和摄像机主位和摄像对象所处位置有关, 首先要找到电视摄像中摄像最多的主拍摄位, 这样可以根据角度确定光的作用方向, 然后依据不同的角度使用不同的光线。其次是要根据摄像对象的位置、范围, 确定运用强度、高度, 照射不同的主光。

第二是光在空间氛围营造的表现。在电视摄像中, 光可以和景物、色调一样营造不同的空间感。在室内人工光的运用上, 距离近的要调暗光线, 距离远的物体要调高亮度, 形成近暗远亮的效果, 以延伸方向感的深度, 形成空间的层次;还能够运用光线制造不同的位置和距离, 所形成的影调可以提升空间的立体感;再有, 色温、色调不同, 也能够制造不一样的空间感。另外, 在制造空间氛围的同时, 要注意其中亮度高的反光强的物体反射强光影响摄像效果, 摄像角度、灯位变换、散射光使用都可以有效地调节此类高光亮点。

第三是光线要渲染好的氛围。电视摄像中室内光要灵活运用, 使摄像主体展现出如同在自然光下一样的生动形象的效果, 另外要依据实际情况的需要, 用灯光营造出或欢快或沉闷的创作、表演氛围;其次要重视将多种灯光混合在一起的混合灯光的使用效果;再有要将不同光源统一色温, 实现色彩、亮度的平衡, 协调明暗差距。电视摄像中, 调整白平衡用高亮度, 强度的光, 特定的光线效果可以使用混合光调节, 比如说夜晚屋内射出的光线;尤其要注意的是, 在摄像的时候要减少在不同拍摄位置间镜头的运用, 以保证色调统一。

结论:

通过分析光在电视摄像中的作用以及使用要点, 分析不同光的具体运用, 最后总结出注意要点。主要目的是使得电视摄像工作者能够掌握不同光的特性, 明确其使用特点, 灵活运用在实际工作中, 不断提升运用技巧, 实现更高的艺术追求。■

摘要：在电视摄影中, 光的正确运用可以达到有效的曝光, 以形成影像画面。另外, 在电视摄像中光也对人物形象和周围景象以及整体气氛的构成起到很重要的作用。在电视摄像这种艺术形态之中, 光是否成功运用直接决定其作品的效果。本文旨在探讨在整个电视摄像的过程中为形成不同的效果, 所采用不同光所要注意的要点。

关键词：电视摄像,光线,运用

参考文献

[1]高修程《光线效果与照明技术》西部广播电视2001年第6期。

[2]汝质《摄像用光技法》, 影视技术2004年第8期。