导语

  

内容提要

  

    加里·塞特尔著的《纹影与阴影技术－－透明介质中的可视化现象》回顾了纹影与阴影技术的发展历史，阐述了相关的基本概念，从经典的Toepler纹影技术入手，引入典型的系统参数及其分析方法；介绍了大视场与聚焦纹影方法，以及彩色纹影、立体纹影和纹影干涉等特种纹影技术；针对阴影技术进行了详细介绍；介绍了直接、聚焦和特殊阴影成像技术；结合实际应用，介绍了纹影与阴影光学组件、系统构建和成像方法等具体实验的实施；介绍了纹影与阴影技术在生产生活各个领域内的具体应用；对分光法、栅格刀口方法、图像测速和定量阴影等定量评价方法进行了介绍；总结并展望了纹影与阴影技术发展的未来。
    本书可供从事流动显示及其相关领域研究的科研和教学人员参考。

    加里·塞特尔（Gary.S.Settles），生于1949年，在田纳西州东部大烟山地区的一个农场里长大。Settles对流体力学和光学很感兴趣，十几岁时便开始动手实践：设计的小型亚声速和超声速风洞结构在1967年的国际科学展览会上获奖。在美国海军军械实验室及美国国家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的实习经历增加了Settles的工程与实验能力。在波音公司，Settles有幸参加了波音747客机以及SST超声速运输机的空气动力学研究工作。
    在田纳西州大学，Settles获得了美国铝业基金会奖学金，1971年获得航空航天专业理学学士学位。在普林斯顿大学，在国家科学基金会实习津贴的支持下，Settles师从Seymour Bogdonoff教授，开展了激波／边界层相互作用关系的相关研究，并在1976年获得了博士学位。其后三年，Settles在普林斯顿流动研究公司的燃烧实验部门作为高级研究员，牵头研究了高效节能泵相关的国家项目。随后，Settles成为了普林斯顿大学机械与航空航天工程部门的一名研究人员。并在该部门的气体动力学实验室进行研究与管理工作。

第1章  历史背景
  1.1  17世纪
  1.2  18世纪
  1.3  19世纪
  1.4  20世纪
第2章  基本概念
  2.1  非均匀介质中光的传播
  2.2  纹影的定义
  2.3  纹影与阴影方法的区别
  2.4  直接阴影法
  2.5  经典透镜型纹影系统
    2.5.1  点光源
    2.5.2  扩展光源
  2.6  纹影图像
第3章  Toepler纹影技术
  3.1  透镜型与反射型纹影系统
    3.1.1  透镜系统
    3.1.2  反射型系统
  3.2  灵敏度
    3.2.1  定义与几何原理
    3.2.2  灵敏度举例
    3.2.3  灵敏度的极限
    3.2.4  后处理提升灵敏度
  3.3  测量范围
    3.3.1  测量范围的定义
    3.3.2  测量范围的调节
  3.4  灵敏度和范围的估算
  3.5  分辨能力
  3.6  衍射效应
    3.6.1  测试区不透明边缘产生的衍射晕
    3.6.2  刀口边缘的衍射
  3.7  放大倍率与景深
    3.7.1  成像放大倍率与聚焦透镜
    3.7.2  景深
第4章  大视场与聚焦纹影方法
  4.1  大型单／双反射镜系统
    4.1.1  大型纹影镜的可用性
    4.1.2  大型反射镜系统实例
    4.1.3  宾州州立大学的1m重合纹影系统
  4.2  大尺寸光源传统纹影系统
  4.3  透镜与栅格技术
    4.3.1  简单背景畸变
    4.3.2  背景栅格畸变
    4.3.3  大型彩色栅格背景
    4.3.4  现代聚焦与大视场纹影系统
    4.3.5  宾州州立大学的全尺寸纹影系统
  4.4  大视场扫描纹影系统
    4.4.1  针对移动对象的扫描纹影系统
    4.4.2  基于扫描光源与刀口的纹影技术
  4.5  莫尔条纹干涉法
  4.6  全息层析纹影
第5章  特种纹影技术
  5.1  专用纹影刀口
    5.1.1  梯度滤光片
    5.1.2  指数刀口与光源滤光片
    5.1.3  光源和刀口处的匹配空间滤光片
    5.1.4  相位对比
    5.1.5  光致变色与光折变刀口
  ……
第6章  阴影技术
第7章  实际问题
第8章  构建简单的纹影和阴影系统
第9章  应用
第10章  定量评价
第11章  总结与展望
参考文献
附录A  光学基础
附录B  纹影系统在傅里叶光学中的应用
附录C  一个简单的纹影与阴影系统组件列表
附录D  纹影系统及其组件的供应商
彩色图例