高速运动物体视觉形象的计算机模拟

运用MATLAB的模拟功能,对接近光速运动物体的视觉形象进行模拟,直观形象地表现了Terrell转动的效果;帮助读者更加清晰地认识高速运动物体的相对论效应,进而对狭义相对论有更加深刻的理解.     

关于高速运动物体视觉形象的讨论

讨论了高速运动物体上面元的朝向与可见性的关系．用狭义相对论进行了简单的理论计算,结果表明高速运动物体的可见部分正是经“Terrell转动”后“朝向”观察者的部分,该结论体现了狭义相对论的完美和对称．     

高速运动物体视觉形象的几个问题

讨论高速运动物体几种形象之间的联系与区别，指出物体做Ｔｅｒｒｅｌｌ转动后的形象并非表现形象，并且在特定条件下，高速运动物体的洛仑兹收缩图象是可以看到的．     

高速运动物体的视觉形状

本文给出一个高速运动的点在任意时刻的表观位置．原则上说，由此可得到各种形状的运动物体在任意时刻（位置）的直观形状，并对目前有关文章涉及和尚未涉及的一些问题进行了讨论     

论高速运动物体的视觉像

本文给出了用计算机模拟高速运动物体的理论计算方法和连续视觉像，并对光行差和多普勒效应对视觉像的影响加以讨论。     

高速运动球体的视觉形象

(一) 一个球体在相对于共静止的坐标系中的方程式为: x2+y2+z2=R2(1) 当该球体以速度v=βc,(0 ≤1)沿x轴正向运动时,根据狭义相对论原理,它在x轴方向的长度将缩短为原来的1-β2倍;在y轴和z轴方向长度不变,因而变成了一个椭球。这时它的坐标方程为:(2) 那么,当球体高速运动时,我们所看到的形状,是否就是一个椭球了呢!要弄清楚这个问题,首先应明确两个概念。 第一,洛仑兹收缩后的椭球方程式(2),是运动球体上各点在静止坐标系内同一时刻所占据的空间坐标。这是相对论效应畸变后,运动球体的“真实”图象。这种图象仅与参照系的选择有关,在同一…     

高速运动物体上的原时测量问题

要真正测量高速运动物体上的原时，只考虑狭义相对论的时间膨胀效应还不够，还应该考虑到两个参照系间的信号传递所用的时间，本文导出了测量时间与运动物体上的原时的关系，并就某些参考书上的错误进行了讨论。     

狭义相对论中运动物体的视觉形象分析

我们在点观察模型的基础上,考虑小孔成像的方法,给出了一个研究运动物体视觉形象更细致化的模型,并得到了理论计算的表达式.以正方体为例,展示了它在某一观察方向上低速、高速运动时的视觉形象,并揭示了物体靠近、远离观察者时视觉形象的不同,以及棱边弯曲的现象.     

高速运动物体的表观长度和Terrell转动

一、运动尺子的表观长度 在阐述狭义相对论的文章或教科书中,处处要提到“观察者”,且总是把“观察者”依附于某一参照系,以说明某事件的空一时特征,这无疑是一种方便的表述方法.但当我们读到“从S系中的观察者看来……”这一经常使用的口头语时,就需十分小心了.这种表述容易造成一种假象,以为某观察者真的可看到或观察到他所在的参照系中在同一瞬时发生的各事件的总图象.事实上这是不可能的,因为观察者只能直接了解他所在地点的事件,而别的地方在同一瞬时发生的事件只能依靠某种信号(如光信号)的传递才能得知.一切信号的传递速度都是有限…     

脉冲激光斑纹干涉术测量高速运动物体的实验研究

本文介绍利用脉冲激光斑纹干涉求作高速测量的新方法.作者把单脉冲红宝石激光通过分光、光学延迟变成双脉冲激光,测量高达100m/s运动物体的速度.     

再论高速运动物体视状

采用一种直观解析法，从研究高速运动细棒的视状出发来说明在相对论意义下运动物体（如正方体，球体等）的视状畸变，结果表明，高速运动物体的视状一般不仅仅是发生“表现旋转”而是依具体的条件而发生不同的形变，在特殊条件下，洛伦兹收缩也是可见的。     

水下物体视觉形象的分析与模拟研究

水下物体的视觉形象是一个看似简单但极易出错的问题.本文对此问题进行了较为系统的分析和模拟计算,纠正了一些流行的错误看法,指出在不同情况下水下物体的表观位置、表观大小及表观形状均会发生通常直观想象难以预见的复杂变化.该问题的讨论提供了一个培养学习者创新思维和利用基本知识分析及解决实际问题的能力的极好例证.     

对“高速运动球体的视觉形象”一文的补充

读了贵刊83年第3期马裕民同志的“高速运动球体的视觉形象”一文.很受启发.但此文只讨论观察方向和运动方向垂直的情况.证明的仅是运动球体x方向的长度在观察方向的最大投影为运动球体的直径.似乎还不能据此得出高速运动球体的视觉形象仍然是球体的结论.本文试图就上述问题进一步作一般讨论. 相对S’系静止,半径为R的球体正以高速v相对S系沿x轴正向运动. 在S’系中考虑z’=Rcosθ’处球的任意一个圆截面.其截线方程为 在S系中,该球经历洛氏收缩为一椭球,在t=0时.在z=z’=Rcosθ’处圆截面对应椭圆面,截线方程为 设此椭圆为ABCD,见图2.…     

一种测量物体运动时间装置的设计和制作

测量物体运动时间的装置很多，但大多装置在测量过程中误差大，测量的时间很难精确到很小单位，测量也受物体本身很多条件的限制．我和学生利用所学知识共同探讨，设计制作了一种测量物体运动时间的简易装置，实验很成功，用它能测量任何物体直线运动的时间，且测量误差小，精确度高．     

关于高速运动物体视形状的研究的进展

狭义相对论建立以后,人们认为洛伦兹收缩是可以用照相方法拍摄下来的.时隔五十五年,这件事发生了戏剧性的变化,这主要是由于 Penrose,Terrel和Weiskopf等人的文章的发表.他们文章的基本结论陈述为:“一个运动的球体总是显现为一个球”;“洛伦兹收缩是不能拍照的”;“一个运动中的物体只有表面上的一种旋转”.这些结论使人们在这个问题上的看法来了个180°的转弯.这种观点逐渐进入教科书.我国从六十年代中期开始介绍了Terrel等人的观点.然而深入的研究表明,Terrel等人的观点忽视了高速运动物体视形状的一些主要特征,容易使人误解.国外在六…     

基于双目立体视觉实现物体三维测量的研究

以双目立体视觉理论为基础,提取立体图像的Harris角点作为特征点,经过基于小波变换的子线段匹配方法,采用由粗到细的匹配策略匹配端点,盒滤波技术加速法,解决了匹配准确度和匹配速度之间的平衡问题.采用该方法对水泥冷却机内熟料进行测量,实验表明该方法能够较精确的对物体实现三维测量.     

论高速运动物体速度合成的非交换性

一般有关相对论力学的教科书上并不提到速度合成问题［１］，有的书谈到速度合成时往往只给出牵连速度Ｖ沿ｘ轴特定方向的速度合成公式［２］［３］［４］，而没有给出一般的速度合成公式．本文简明地推导了一般速度合成公式，并阐述了狭义相对论中的速度合成的非交换性的本质．     

基于机器视觉的低对比度物体尺寸测量研究

工业零件的产品检测是保证零件质量合格最重要的环节.传统的接触式检测方法难以满足工业现场高效、高精度等需求,基于机器视觉的图像测量系统已广泛应用于检测产品的几何参数.非透明物体形成的高对比度图像的测量已经进行了大量的工作,针对透明物体形成的低对比度图像的研究相对较少.以直角棱镜为对象,开发了一种用于测量低对比度产品尺寸的...