專(zhuān)利名稱(chēng)：幾何投影變換展示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種幾何投影變換展示器。
背景技術(shù)：
幾何投影變換在幾何學(xué)，機(jī)械制圖和光學(xué)測(cè)量投影儀等領(lǐng)域都有應(yīng)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么形態(tài)，就無(wú)從知道。因此，需要 一種展示器作為平臺(tái)，演示這種成像過(guò)程，使人們了解曲面成像原理以及曲面反射的知識(shí)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)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(shí)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種幾何投影變換展示器，包 括座椅和操作臺(tái)，操作臺(tái)上安裝有攝像頭和內(nèi)含圖像處理軟件的液晶顯示器，液晶顯示器 位于攝像頭前方，操作臺(tái)中攝像頭后方設(shè)有圓形的圖像顯示器，圖像顯示器的中部具有一 個(gè)高出操作臺(tái)平面的柱面鏡。所述的操作臺(tái)中圖像顯示器旁還設(shè)有文字說(shuō)明板。本實(shí)用新型的有益效果是該幾何投影變換展示器操作簡(jiǎn)便，方便參觀者了解柱 面鏡成像原理，了解因反射面形態(tài)的不同，成像也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變的知識(shí)，拓展了參觀者的 思維，豐富參觀者的業(yè)余生活。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2圖1的俯視圖；圖3是計(jì)算成像點(diǎn)坐標(biāo)的圓柱體幾何圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)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(tái)2，操作臺(tái)2上安裝 有攝像頭3和內(nèi)含圖像處理軟件的液晶顯示器4，液晶顯示器4位于攝像頭3前方，操作臺(tái) 2中攝像頭3后方設(shè)有圓形的圖像顯示器5，圖像顯示器5的中部具有一個(gè)高出操作臺(tái)2平 面的柱面鏡6，操作臺(tái)2中圖像顯示器5旁還設(shè)有文字說(shuō)明板7。本幾何投影變換展示器由PLC控制系統(tǒng)控制，由圖像識(shí)別感應(yīng)系統(tǒng)感應(yīng)影像的變 換。本幾何投影變換展示器的操作過(guò)程閱讀相關(guān)操作說(shuō)明；參照操作臺(tái)2上的液晶 顯示器4，操作拉桿，調(diào)整攝像頭3至合適位置；按下確定按鈕，進(jìn)行面部圖像采集；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(tái)2面上的攝像頭3可以捕捉人臉，圖像處理軟件對(duì)捕捉頭像進(jìn)行畸變處理， 畸變影像在圖像顯示器5中顯示，并投影到柱面鏡6，通過(guò)柱面鏡6反射則得到正常影像，參 觀者可通過(guò)對(duì)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(dāng)以曲面作為反射面時(shí)，入射光線(xiàn)與過(guò)曲面上的成像點(diǎn)的法線(xiàn)所夾 的角即為入射角，仍然等于反射光線(xiàn)與同一法線(xiàn)所夾的反射角，且入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)以及 法線(xiàn)位于同一平面內(nèi)，該平面垂直于過(guò)曲面上的成像點(diǎn)的切平面，但是，由于過(guò)曲面上各點(diǎn) 的法線(xiàn)方向并不互相平行，因而，柱面反射的虛像就沒(méi)有固定的所謂對(duì)稱(chēng)位置可尋，而是隨 著視點(diǎn)的位置不同有所不同。如圖3所示，設(shè)坐標(biāo)系為oxyz，圓柱半徑為R，為了使計(jì)算方便，現(xiàn)使圓柱直立放 置，且柱軸與軸y重合，圓柱底圓位于OXZ坐標(biāo)面上，視點(diǎn)取在Z軸上，若已知空間物點(diǎn)A，視 點(diǎn)S，假設(shè)所求成像點(diǎn)為A*，根據(jù)空間解析幾何可知，圓柱面的方程為x2+z2 = R2 (1)根據(jù)幾何光學(xué)可知，當(dāng)以曲面作為反射面時(shí)，入射光線(xiàn)、反射光線(xiàn) 以及法線(xiàn)位于同一平面內(nèi)，該平面垂直于過(guò)曲面上成像點(diǎn)的切平面且法線(xiàn) 一定與圓柱軸線(xiàn)垂直相交所以Ao1S位于同一平面上，該平面Ao1S的方程為
χ yζxa yAZA=0(2)xs ys[0018]又根據(jù)幾何光學(xué)知，光線(xiàn)的入射角α ！等于反射角
,O 一般地，若V1, 和 都 是非零矢，則關(guān)于它們之間的角可以寫(xiě)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(shù)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(gè)非線(xiàn)性方程組，然后可以利用數(shù)值計(jì)算的方法解得 未知數(shù)X，1，Z該點(diǎn)的坐標(biāo)即為所求的成像點(diǎn)坐標(biāo)。若把柱面鏡換成球面鏡，其成像原理相同。
權(quán)利要求一種幾何投影變換展示器，其特征在于包括座椅(1)和操作臺(tái)(2)，操作臺(tái)(2)上安裝有攝像頭(3)和內(nèi)含圖像處理軟件的液晶顯示器(4)，液晶顯示器(4)位于攝像頭(3)前方，操作臺(tái)(2)中攝像頭(3)后方設(shè)有圓形的圖像顯示器(5)，圖像顯示器(5)的中部具有一個(gè)高出操作臺(tái)(2)平面的柱面鏡(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幾何投影變換展示器，其特征在于所述的操作臺(tái)(2)中圖 像顯示器(5)旁還設(shè)有文字說(shuō)明板(7)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)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(tái)，操作臺(tái)上安裝有攝像頭和內(nèi)含圖像處理軟件的液晶顯示器，液晶顯示器位于攝像頭前方，操作臺(tái)中攝像頭后方設(shè)有圓形的圖像顯示器，圖像顯示器的中部具有一個(gè)高出操作臺(tái)平面的柱面鏡。該幾何投影變換展示器操作簡(jiǎn)便，方便參觀者了解柱面鏡成像原理，了解因反射面形態(tài)的不同，成像也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變的知識(shí)，拓展了參觀者的思維，豐富參觀者的業(yè)余生活。
文檔編號(hào)G09F19/18GK201741356SQ201020215430
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者王長(zhǎng)波 申請(qǐng)人:上海云罡同匯視覺(jué)藝術(shù)設(shè)計(jì)有限公司