幾何投影變換展示器的製作方法

2023-12-08 12:22:31 2

專利名稱：幾何投影變換展示器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種幾何投影變換展示器。
背景技術：
幾何投影變換在幾何學，機械製圖和光學測量投影儀等領域都有應用。通常人們 所了解的幾何投影都是以平面作為反射面，成像面也為平面，這種成像原理人們都比較熟 悉。但是以曲面如圓柱面作為反射面，在圓柱面上成像是什麼形態，就無從知道。因此，需要 一種展示器作為平臺，演示這種成像過程，使人們了解曲面成像原理以及曲面反射的知識。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供了一種幾何投影變換展示器，使參觀者了 解柱面鏡成像原理和柱面反射的知識。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種幾何投影變換展示器，包 括座椅和操作臺，操作臺上安裝有攝像頭和內含圖像處理軟體的液晶顯示器，液晶顯示器 位於攝像頭前方，操作臺中攝像頭後方設有圓形的圖像顯示器，圖像顯示器的中部具有一 個高出操作臺平面的柱面鏡。所述的操作臺中圖像顯示器旁還設有文字說明板。本實用新型的有益效果是該幾何投影變換展示器操作簡便，方便參觀者了解柱 面鏡成像原理，了解因反射面形態的不同，成像也會發生相應改變的知識，拓展了參觀者的 思維，豐富參觀者的業餘生活。

圖1是本實用新型結構示意圖；圖2圖1的俯視圖；圖3是計算成像點坐標的圓柱體幾何圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型做進一步說明。如圖1、2所示，一種幾何投影變換展示器，包括座椅1和操作臺2，操作臺2上安裝 有攝像頭3和內含圖像處理軟體的液晶顯示器4，液晶顯示器4位於攝像頭3前方，操作臺 2中攝像頭3後方設有圓形的圖像顯示器5，圖像顯示器5的中部具有一個高出操作臺2平 面的柱面鏡6，操作臺2中圖像顯示器5旁還設有文字說明板7。本幾何投影變換展示器由PLC控制系統控制，由圖像識別感應系統感應影像的變 換。本幾何投影變換展示器的操作過程閱讀相關操作說明；參照操作臺2上的液晶 顯示器4，操作拉杆，調整攝像頭3至合適位置；按下確定按鈕，進行面部圖像採集；觀察柱
3面鏡6中反射出的圖像及圖像顯示器5中的圖像。操作臺2面上的攝像頭3可以捕捉人臉，圖像處理軟體對捕捉頭像進行畸變處理， 畸變影像在圖像顯示器5中顯示，並投影到柱面鏡6，通過柱面鏡6反射則得到正常影像，參 觀者可通過對比柱面鏡6反射的正常影像與圖像顯示器5中的畸變影像，了解柱面反射的原理。展示原理為當以曲面作為反射面時，入射光線與過曲面上的成像點的法線所夾 的角即為入射角，仍然等於反射光線與同一法線所夾的反射角，且入射光線、反射光線以及 法線位於同一平面內，該平面垂直於過曲面上的成像點的切平面，但是，由於過曲面上各點 的法線方向並不互相平行，因而，柱面反射的虛像就沒有固定的所謂對稱位置可尋，而是隨 著視點的位置不同有所不同。如圖3所示，設坐標係為oxyz，圓柱半徑為R，為了使計算方便，現使圓柱直立放 置，且柱軸與軸y重合，圓柱底圓位於OXZ坐標面上，視點取在Z軸上，若已知空間物點A，視 點S，假設所求成像點為A*，根據空間解析幾何可知，圓柱面的方程為x2+z2 = R2 (1)根據幾何光學可知，當以曲面作為反射面時，入射光線、反射光線 以及法線位於同一平面內，該平面垂直於過曲面上成像點的切平面且法線 一定與圓柱軸線垂直相交所以Ao1S位於同一平面上，該平面Ao1S的方程為
χ yζxa yAZA=0(2)xs ys[0018]又根據幾何光學知，光線的入射角α ！等於反射角
,O 一般地，若V1, 和 都 是非零矢，則關於它們之間的角可以寫成
IL +πιλπι -\-rin0 cosq-
COSa7 =
-^Z12 +WT12 +W12 Φ2 + +
Z2Z3 + m2m3 + n2n3 Φ2ml +nl
艮口 cos α χ = cos α 2 (3) 其中矢量 力和V3數為
_ X^ — Xl2=x[0023] ·rrH= yA~ y·m2 = 0·.nI=2A-2η2=Ζ
一 X
y由式(1) 一 (3)可以組成一個非線性方程組，然後可以利用數值計算的方法解得 未知數X，1，Z該點的坐標即為所求的成像點坐標。若把柱面鏡換成球面鏡，其成像原理相同。
權利要求一種幾何投影變換展示器，其特徵在於包括座椅(1)和操作臺(2)，操作臺(2)上安裝有攝像頭(3)和內含圖像處理軟體的液晶顯示器(4)，液晶顯示器(4)位於攝像頭(3)前方，操作臺(2)中攝像頭(3)後方設有圓形的圖像顯示器(5)，圖像顯示器(5)的中部具有一個高出操作臺(2)平面的柱面鏡(6)。
2.根據權利要求1所述的幾何投影變換展示器，其特徵在於所述的操作臺(2)中圖 像顯示器(5)旁還設有文字說明板(7)。
專利摘要本實用新型涉及一種幾何投影變換展示器。它包括座椅和操作臺，操作臺上安裝有攝像頭和內含圖像處理軟體的液晶顯示器，液晶顯示器位於攝像頭前方，操作臺中攝像頭後方設有圓形的圖像顯示器，圖像顯示器的中部具有一個高出操作臺平面的柱面鏡。該幾何投影變換展示器操作簡便，方便參觀者了解柱面鏡成像原理，了解因反射面形態的不同，成像也會發生相應改變的知識，拓展了參觀者的思維，豐富參觀者的業餘生活。
文檔編號G09F19/18GK201741356SQ201020215430
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月3日 優先權日2010年6月3日
發明者王長波 申請人:上海雲罡同匯視覺藝術設計有限公司