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Sandbox Physics

光学 036 · 成像、仪器与视觉系统

投影仪光学系统

这套独立初始化的三维装置把聚光器均匀性、投影对焦与投射比、梯形畸变与 Étendue 极限连成一套完整实验。两个带量纲物理控制量、探针直接拖动、探测器曲线与三项定量检查都会按页面方程重新计算。

交互模型投影仪光学系统
主要预测 P1\mathcal P_10.500.50
物理尺度 P2\mathcal P_250%50\%
极限检查 V\mathcal V0.00π0.00\pi
模型适用区间模型适用\text{模型适用}

物理教程

怎样研究投影仪光学系统

背景投影仪光学系统是一套独立初始化的装置,包含三个相互关联的研究场景:聚光器均匀性、投影对焦与投射比、梯形畸变与 Étendue 极限。投射距离与投影镜头焦距两个控制量直接进入控制关系 TR=LW\mathrm{TR}=\frac{L}{W}。适用区间指示器会标出这套装置使用的傍轴、无损、弱场或稳态假设。

为什么值得理解照明、成像与 Étendue 应怎样匹配,才能得到明亮清晰的投影?

先抓重点

核心问题
照明、成像与 Étendue 应怎样匹配,才能得到明亮清晰的投影?
一句话直觉
探测器曲线和三项数值读数都由 TR=LW\mathrm{TR}=\frac{L}{W} 重新计算。几何尺度与辉光属于表现编码;方程、单位、守恒或极限检查以及适用区间指示器才是定量证据。

核心数学模型

控制关系

TR=LW\mathrm{TR}=\frac{L}{W}

实现使用带量纲输入求值,并运行可执行的解析或数值基准。适用区间指示器会标出这套装置使用的傍轴、无损、弱场或稳态假设。

常见难点

把辉光亮度误当作测量功率

容易误解更亮的电影化轨迹必然代表按比例增加的光功率。

正确理解比较时应读取探测器与归一化读数。辉光刻意采用非线性显示,让微弱结构仍然可见。

动手实验

  1. 01

    场景 1:聚光器均匀性

    选择聚光器均匀性。先扫动投射距离并固定投影镜头焦距,再交换两者;随后拖动场景探针,直接重复第一项扫描。

    应该观察到: 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器,并记录近似边界发生变化的位置。
  2. 02

    场景 2:投影对焦与投射比

    选择投影对焦与投射比。先扫动投射距离并固定投影镜头焦距,再交换两者;随后拖动场景探针,直接重复第一项扫描。

    应该观察到: 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器,并记录近似边界发生变化的位置。
  3. 03

    场景 3:梯形畸变与 Étendue 极限

    选择梯形畸变与 Étendue 极限。先扫动投射距离并固定投影镜头焦距,再交换两者;随后拖动场景探针,直接重复第一项扫描。

    应该观察到: 同时读取主要预测、物理尺度、极限检查和适用区间指示器,并记录近似边界发生变化的位置。