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鹰眼成像原理

2020-05-06 93

原发布者:swj565656

人眼成像原理摘要:人能看到大千世界,缤纷万物,这是靠我们的有精密的智能的成像系统—眼睛。眼睛是敏感的光感应器管,是一切动物与外界联系的信息接受器。这篇文章从光和颜色原理解释开始到成像原理和眼睛结构比较系统的介绍我们的眼睛是怎么形成图像的。关键字:光成像眼睛一、光和颜色的概述任何光都以电磁波形式在空间传播的一个或者多个光子汇聚而成。人眼看到的景物是光源或者光源发出的光从物体上反射而成的光,人眼吸收这些光子并在脑子里成像就是你看到的景物了。有很多种方式产生光源,但所有这些方式都是利用原子激发的原理,当原子收到激发,其电子移至更高的轨道,每当电子从更高的轨道返回正常轨道,就产生了光子。加热是激发原子的一种方法,比如白炽灯,通过电流对灯丝加热,来激发灯丝里面的原子;还有你看到铁在很热的时候是红色的,这个是铁原子的激发。光子照射到物体表面后,可能会被吸收、反射、折射或者散射,这都和物体的原子结构有关,不做深入分析。物质颜色原理则是:当物质(分子或离子)吸收了相当可见光能量的电磁波后,就会表现出被人眼所能觉察到的颜色。物质之所以具有不同的颜色,这是因为它对不同的波长的可见光具有选择性吸收的结果。物质呈现的颜色与它吸收的光的颜色有一定关系。如当白光通过硫酸铜溶液时,铜离子选择性地吸收了部分黄色光,使透射光中的蓝色光不能完全互补,于是硫酸铜溶液就呈现出蓝色。由于透射光中其它颜色的光仍是两两互补为白为什么老鹰有着高度敏锐的视觉,对运动物体简直是“明察秋毫”?专家道出了其中的奥秘,原来鹰眼的视网膜构造要比人眼精密得多,它的眼睛里有一种光感受器——视镌细胞,密度高达每平方毫米100万个,而人眼只有14多万个。鹰眼的瞳孔也很大,分辨率很高,看远处的东西非常清晰,所以鹰能从高空迅速识别并捕捉地面动物鹰眼技术
网球比赛中运用的鹰眼 存在的意义在于: 克服人类观察能力上存在的极限和盲区,帮助裁判做出精确公允的判断

“鹰眼”也被称为即时回放系统,它是对裁判判罚精确性的得力辅助工具。这一技术原理并不复杂,但十分精密。这个系统由8个或者10个高速摄像 头、四台电脑和大屏幕组成。这一系统分为几个步骤,首先,借助电脑的计算把比赛场地内的立体空间分隔成以毫米计算的测量单位;然后,利用高速摄像头从不同角度同时捕捉网球飞行轨迹的基本数据;再通过电脑计算,将这些数据生成三维图像;最后利用即时成像技术,由大屏幕清晰地呈现出网球的运动路线及落点。从数据采集到结果演示,这个过程所耗用的时间,不超过10秒钟。
由于网球在空中运行速度很快,因此在落地后,经常会有选手对其落在线内还是线外产生争议。而“鹰眼”技术是对裁判判罚精确性的得力辅助工具,通过它可以有效地杜绝一些争议的产生。

鹰眼技术:
八部分辨率极高的快速黑白摄像机被安置在球场周围。
球的位置:用软件对球场的各条边线进行校准,使得网球运行的轨迹被各部摄像机捕捉到后,能够通过画面呈现。
采用3D技术来模拟网球,成像的依据是三部被架设计在“边角位置”上的摄像机捕捉到的素材。
影响生成过程:以2000桢/秒的速度从每部摄像机中索取影像,并传输给主控电脑。
每桢画面经校准后,确定网球的运行路线,并且计算出球沿此轨迹运行的落地弹跳点,保证误差控制在3毫米以内。

鹰眼技术通常用于电视转播。这项技术早在2001年初问世时便获得了英国皇家电视协会颁发的科技革新奖,2003年又因广泛使用于网球转播而获全美电视最高奖艾美奖的“杰出科技贡献奖”。对网球界人士来说,将鹰眼技术引入网球现场判罚是一项具有重大意义的革新,足以与36年前引入抢七制相提并论。队员要求看“鹰眼”回放就对裁判判罚不满意,也就是挑战裁判在场上的权威地位。
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