一種偏光顯微鏡虛擬仿真實現方法與流程

2024-01-21 17:11:16

本發明屬於地質勘測研究技術領域，尤其與一種偏光顯微鏡虛擬仿真實現方法有關。

背景技術：

偏光顯微鏡是地質學的重要研究工具，利用偏光顯微鏡鑑定礦物和巖石薄片是每個地質學相關從業人員必備的技能。隨著科技發展，越來越多功能可通過網際網路技術實現，可利用網際網路技術建設一個虛擬仿真偏光顯微鏡，模擬一些顯微鏡操作(旋轉物臺、單/正交偏光、錐光切換、插入試板、提升鏡筒)，用來展現各種礦物巖石薄片的鏡下特徵。有別於一般圖片形式展現，該虛擬仿真偏光顯微鏡可重現許多動態現象，如多色性、波狀消光、貝克線等，也可通過動手操作，使學生掌握解理夾角、突起、消光角測量的方法。

例如專利公開號為cn106251285a公開的一種巖石薄片的虛擬仿真圖片製作方法，它包括：將巖石薄片放置在顯微鏡載物臺上，在目鏡中觀察所述巖石薄片並找出需要展示的現象；對單偏光和正交偏光光路下的所述巖石薄片分別拍攝照片；將所述巖石薄片沿一個方向以預定間隔角度進行旋轉，並在每次旋轉過一個所述預定間隔角度後重新在單偏光和正交偏光光路下拍攝照片，直到將所述巖石薄片旋轉一周，獲得多個所述巖石薄片在單偏光光路下的照片和多個在正交偏光光路下的照片；將多個所述巖石薄片在單偏光光路下的照片和多個在正交偏光光路下的照片分別進行全景合成，獲得一個單偏光光路下的圖片文件，以及一個正交偏光光路下的圖片文件；將所述單偏光光路下的圖片文件和正交偏光光路下的圖片文件上傳至伺服器，使用者通過網頁瀏覽所述單偏光光路下的圖片文件和正交偏光光路下的圖片文件。但是該方法是通過將多張合成全景照片實現的，從而導致合成的內存體積大、加載速度慢，而且該方法並沒有提出具體實現方法。

技術實現要素：

針對上述背景技術存在的缺陷，本發明旨在提供一種偏光顯微鏡虛擬仿真實現方法。

為此，本發明採用以下技術方案：一種偏光顯微鏡虛擬仿真實現方法，其特徵是，包括以下步驟：

步驟一：將挑選出的典型礦物或巖石薄片放置在偏光顯微鏡的載物臺上，並找到需要展示的現象；

步驟二：旋轉物臺一周，每隔一定角度拍攝一張鏡下照片，則每張照片對應一特定角度；

步驟三：保持薄片位置不變，在單偏光、正交偏光、錐光下分別重複上述過程，得到一系列照片，並分別進行存儲在「-n」、「+n」、「cl」文件夾下。

步驟四：在單偏光某些特定角度下拍攝提升鏡筒或下降鏡筒的照片，命名規則為旋轉角度/拍攝間隔角度.jpg，並存儲於「-n」文件夾的子文件夾「up」或「down」中；

步驟五：在正交偏光和錐光某些特定角度下拍攝插入試板的照片，命名規則為旋轉角度/拍攝間隔角度.jpg，並分別存儲於「+n」和「cl」文件夾下，不同的試板照片存放於不同的子文件夾內；

步驟六：在瀏覽器中首先顯示0°位的鏡下照片，此時計載物臺角度d＝0，監控滑鼠的拖動或手指滑動操作；當有滑鼠拖動或手指滑動時，計算拖動或滑動距離相對於整個圖片顯示寬度的百分比p，則拖動後載物臺應旋轉角度d』＝(360*p+d)％360；

步驟七：依次快速切換顯示轉動前d至轉動後d』的照片，以圖片為幀實現轉動物臺的動態效果；

步驟八：保持圖片名稱不變，直接切換到不同偏光類型對應的文件夾，即實現了單偏光、正交偏光、錐光的切換；

步驟九：旋轉到特定角度後，保持圖片名稱不變，切換到升降物臺或插入試板照片的文件夾，則實現升降物臺、插入試板的操作。

作為對上述技術方案的補充和完善，本發明還包括以下技術特徵。

步驟二中：每隔5°拍攝一張照片，獲得72張照片，且分別命名為0.jpg～71.jpg，其對應特定角度為該圖片命名名稱的數值乘以5。

為獲取顯微鏡下照片時，也可通過抽取視頻幀的方式進行，具體方法如下：

(1)將挑選出的典型礦物和巖石薄片放置在偏光顯微鏡的載物臺上，並找到需要展示的現象；

(2)利用攝像頭拍攝顯微鏡物臺勻速旋轉一周呈現的鏡下視頻，其旋轉速度應小於12度/秒，視頻時長應大於30秒；

(3)計視頻時長為l秒、抽取照片數量為n，則從該視頻中每隔l/n秒抽取一幀存為照片，各鏡下照片之間物臺旋轉夾角為360/n度；

(4)抽取保持薄片位置不變，在單偏光、正交偏光、錐光下分別重複上述過程，得到一系列照片，分別存儲在「-n」、「+n」、「cl」文件夾下。

使用本發明可以達到以下有益效果：本發明通過多圖片快速切換來實現顯微鏡物臺旋轉、偏光類型切換等功能，可實現按需加載，一次加載時間短。本發明實現了在各種網頁瀏覽器上，模擬操作偏光顯微鏡觀察礦物或巖石薄片，可以實現的偏光顯微鏡操作包括旋轉物臺、切換單偏光、正交偏光和錐光、插入試板、提升鏡筒。本發明創新地提出通過響應滑鼠或觸摸操作切換圖片，實現顯微鏡物臺旋轉、偏光類型切換等功能。

附圖說明

圖1為本發明的虛擬仿真偏光顯微鏡照片文檔結構示意圖。

圖2為本發明的虛擬仿真偏光顯微實現原理示意圖。

圖3為虛擬仿真偏光顯微鏡布局示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1～圖3所示，本發明具體步驟如下：

(1)將挑選出的典型礦物或巖石薄片放置在偏光顯微鏡的載物臺上，並找到需要展示的現象。

(2)旋轉物臺一周，每隔若干角度拍攝一張鏡下照片(例如每隔5°拍攝一張照片，則最終獲得72張照片，分別命名為0.jpg～71.jpg)，則每張照片對應一特定角度(以72張照片為例，5.jpg對應角度為5*5＝25°)。

(3)保持薄片位置不變，在單偏光、正交偏光、錐光下分別重複上述過程，得到一系列照片，分別存儲在「-n」、「+n」、「cl」文件夾下。

(4)在單偏光某些特定角度下拍攝提升鏡筒或下降鏡筒的照片，命名規則為旋轉角度/拍攝間隔角度.jpg(例如在45°位拍攝的，間隔角度為5°，則命名為9.jpg)，存儲於「-n」文件夾的子文件夾「up」或「down」中。

(5)在正交偏光和錐光某些特定角度下拍攝插入試板的照片，命名規則為旋轉角度/拍攝間隔角度.jpg(例如在45°位拍攝的，間隔角度為5°，則命名為9.jpg)，分別存儲於「+n」和「cl」文件夾下，不同的試板照片存放於不同的子文件夾內(例如，正交偏光下的石膏試板的照片存於「+n/gypsum」，錐光下的雲母試板的照片存於「cl/mica」)。文檔結構如圖1所示。

(6)在瀏覽器中首先顯示0°位的鏡下照片(0.jpg)，此時計載物臺角度d＝0，監控滑鼠的拖動或手指滑動操作。當有滑鼠拖動或手指滑動時，計算拖動或滑動距離相對於整個圖片顯示寬度的百分比p(例如，拖動距離100px，圖片顯示寬度200px，則p＝50％)，則拖動後載物臺應旋轉角度d』＝(360*p+d)％360。

(7)依次快速切換顯示轉動前d至轉動後d』的照片。以d＝0、d』＝180、拍攝間隔角為5°為例，則應依次切換0.jpg、1.jpg……36.jpg，以圖片為幀實現了轉動物臺的動態效果。

(8)保持圖片名稱不變，直接切換到不同偏光類型對應的文件夾，即實現了單偏光、正交偏光、錐光的切換。

(9)旋轉到特定角度後，保持圖片名稱不變，切換到升降物臺或插入試板照片的文件夾，則實現了升降物臺、插入試板的操作。實現原理如圖2所示，功能布局如圖3所示。

作為獲取顯微鏡下照片的另一種實施例：其方法如下：

(1)將挑選出的典型礦物和巖石薄片放置在偏光顯微鏡的載物臺上，並找到需要展示的現象。

(2)利用攝像頭拍攝顯微鏡物臺勻速旋轉一周呈現的鏡下視頻，為保證視頻清晰，旋轉速度應小於12度/秒，視頻時長應大於30秒。

(3)計視頻時長為l秒、抽取照片數量為n，則從該視頻中每隔l/n秒抽取一幀存為照片，各鏡下照片之間物臺旋轉夾角為360/n度。

(3)抽取保持薄片位置不變，在單偏光、正交偏光、錐光下分別重複上述過程，得到一系列照片，分別存儲在「-n」、「+n」、「cl」文件夾下。

本發明通過多圖片快速切換來實現顯微鏡物臺旋轉、偏光類型切換等功能，可實現按需加載，一次加載時間短。本發明實現了在各種網頁瀏覽器上，模擬操作偏光顯微鏡觀察礦物或巖石薄片，可以實現的偏光顯微鏡操作包括旋轉物臺、切換單偏光、正交偏光和錐光、插入試板、提升鏡筒。本發明創新地提出通過響應滑鼠或觸摸操作切換圖片，實現顯微鏡物臺旋轉、偏光類型切換等功能。本發明實現了利用各種計算機終端模擬操作偏光顯微鏡，來觀察礦物或巖石薄片，特別適用於展現礦物或巖石薄片的鏡下動態光學現象，如多色性、波狀消光、貝克線等，也可通過動手操作，使學生掌握解理夾角、突起、消光角測量的方法。本發明能使學生不進顯微鏡實驗室，也可進行巖石學、晶體光學等顯微鏡實驗教學，滿足了學生自主學習和課後複習的需求。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。