光影的基本原理范文1
关键词：阳光私募 行为金融 格兰杰检验
随着资本市场的发展，阳光私募基金已成为影响中国证券市场稳定的重要因素之一，也是我国未来私募证券投资基金的发展方向，因此研究其与证券市场的互动关系及其投资行为的影响因素，对其进行有针对性的引导和监管，对中国证券市场良性发展显得尤为重要。本文以“阳光私募”为研究标的，选择2007年一季度至2013年一季度为时间窗口，从实证角度分析影响私募证券基金的投资行为及影响因素，进而提出有针对性的政策建议。
一、实证分析
本文采用Granger因果检验的方法对阳光私募投资行为与证券市场的因果性进行分析。
（一）变量选择与样本数据
阳光私募基金累计净值平均增长率（fund）；深证成指增长率（szindex）；上证综指增长率（shindex）；中小盘指数增长率（smbindex）。
本文的时间序列窗口选择了2007年一季度至2011年一季度，这个时间段A股市场正好经历了一个上升到下跌的周期，因而该时间段的选择使得研究结论更具有普适性。本文使用EVIEWS5.0进行检验。
（二）数据平稳性检验（单位根检验）
在对数据进行格兰杰因果检验前，考虑时间序列的平稳性。由于各数据均为增长率，且从作图上大致可估计各变量都具有平稳性，为确认该结论，采用扩展的Dickey―Fuller检验（ADF）分别对各变量值进行单位根检验。
由表1可以发现，原始序列在5%的显著性水平下，所有的检验结果均拒绝了有单位根的原假设，因此可以认为各变量序列都是平稳的时间序列。
（三）格兰杰因果检验
选择软件默认的2阶滞后，通过格兰杰检验，得到如下结论：
通过格兰杰检验可知，在5%的置信区间内，阳光私募基金累计净值平均增长率与三个指数的增长率均无Granger因果关系。将滞后阶数增加到3阶后，阳光私募累计基金与深证成指增长率的检验结果表明（见表2），阳光私募累计净值平均增长率与深证成指互为格兰杰因果关系，同时结果显示阳光私募基金累计净值平均增长率是上证综指增长率的格兰杰原因，中小板指数增长率是阳光私募基金累计净值平均增长率的格兰杰原因，但反向不成立。
二、结论与建议
光影的基本原理范文2
课程性质：专业基础
总学时：64
总学分：4
开课学期：第三学期
适用专业：物理学
一、课程描述
通过本课程的学习，应使学生掌握光现象的基本概念、基本规律以及基本分析计算方法。使学生熟悉光的波动性与粒子性的基本理论，掌握其规律，对一些基本的光的本性的问题能进行定性分析和定量计算。
二、考试内容及要求
考试内容
第一章 几何光学的基本原理
1．1几何光学的基本定律
1．2费马原理
1．3全反射
1．4成像的基本概念
1．5光在球面上的折射
1．6 光在球面上的反射
1．7薄透镜
1．8理想光具组
考试要求
掌握光的传播的基本概念，如光线，波面和光速的实象和虚象，虚物等。理解光程的物理意义；理解费马原理的物理思想。掌握光的成像原理。
考试内容
第二章 眼睛 视觉与色觉
2.1眼睛
2.2色与色觉
考试要求
了解眼睛构造的一般情况，眼睛的调节机能以及简化眼概念。掌握非正常眼了解光色与五色的由来，了解三基色原理。
考试内容
第三章 光学仪器的基本原理
3．1照相机与投影仪器
3．2放大镜目镜
3．3显微镜
3．3望远镜
3．4象差概念
考试要求
扼要介绍照相机，投影仪和电影放映机的基本构造与作用原理。理解阐明放大镜，目镜，显微镜的构造，原理和放大本领。理解光通量，发光强度和亮度基本概念。
考试内容
第四章 光的干涉
4．1光的电磁原理
4．2干涉的基本理论
4．3杨氏实验
4．4菲涅耳双面镜 劳埃德镜 半波损失
4．5空间相干性与时间相干性
4．6薄膜干涉概述
4．7等倾干涉
4．8等厚干涉
4．9迈克耳孙干涉仪
4．10干涉现象的应用
考试要求
掌握了解光的干涉现象，阑明光波的时空特性及其表达式。以杨氏双缝干涉为重点，分析双光束干涉形成的条件以及光强分布的特征。掌握在薄膜干涉中半波损失在光程差公式中体现的条件。重点掌握等厚干涉（劈尖和牛顿环），的规律机器应用。
考试内容
第五章 光的衍射
5．1光的衍射现象
5．2惠更斯一菲涅耳原理
5．3夫琅和费单缝衍射
5．3夫琅和费双缝衍射
5．4光栅光谱
5．5夫琅和费圆孔衍射
5．6光学仪器的分辨本领
5．7晶体对X射线的衍射
考试要求
掌握光的衍射现象，惠更斯一菲涅耳原理的积分表达式的意义。 掌握利用半波带法，分析费涅耳圆孔衍射， 重点掌握夫琅和费单缝衍射，并用费涅耳积分公式定量计算光强分布。利用单缝衍射和双缝干涉从物理概念上会分析双缝衍射形成的原因，找出双缝衍射光强分布的规律，并说明干涉和衍射的区别与联系。
考试内容
第六章 光的偏振
6．1偏振现象与光的横波性
6．2线便振光与自然光
6．3二向色性与人造偏振片
6．4起偏与检偏，马吕斯定律
6．5反射与折射起偏布儒斯特定律
6．6双折射现象
6．7 晶体双折射仪器
6．8椭圆偏振光与圆偏振光 偏振光的检验
6．9偏振光的干涉
考试要求
掌握自然光，平面偏振光，部分偏振光，圆偏振光和椭圆偏振光的器方法。惠更斯波面作图法解释双折射现象
考试内容
第七章 光的量子性
7．1热辐射普郎克量子假设
7．2光电效应 光子 爱因斯坦方程
7．3康普顿效应
7．4波粒二象性
考试要求
理解量子论的早期发展过程和普郎克量子假设在微观领域的重要地位，适当介绍科学家的思维和实践活动，培养学生的思维能力和创新精神。 根据光电效应的实验定律，利用爱因斯坦量子概念解释光电效应，掌握爱因斯坦方程。介绍康普顿实验极其规律，进一步认识光的量子性。阐明光的波粒二象性的意义。
三、考试形式及要求
1.考试方式：本课程实行闭卷笔试、考勤、课堂笔记、作业、阶段测试等方式考核。命题以教学大纲为依据，考试内容反映大纲规定的深度和广度，注重考查基础知识、基本理论和基本技能，要有利于提高学生分析问题和解决问题的能力。
光影的基本原理范文3
关键词：几何光学；教学内容；现代化；实践应用
前言：随着几何光学的教学内容的现代化实践应用越来越广泛，相关的科员人员对于几何光学的现代化应用的研究也越来越关注，几何光学作为物理学科中的重要组成部分，它是以光线为基础，研究光线在各种介质中的传播规律与现象，从而制造出各种具有实用价值的光学仪器，为我国的光学现代化应用提供了重要的前提，奠定了坚实的基础。而在几何光学现代化的环境下，要不断的对几何光学的教学内容进行改进，从而制定出更加科学合理的教学大纲，让学生对于几何光学的知识掌握的更加全面具体，从而提高学的创新能力与科学素养。
一、几何光学教学内容概述
（一）几何光学的定义
几何光学是光学学科中的分支学科，它是以光线为基础，研究光的传播和成像规律的实用性学科。在几何光学中，把物体看做是几何点，将它所发出的光束看作是几何光线的集合，而光线的方向就代表光的传播方向。以此为基本条件，根据光线的传播规律，研究物体被透镜或其他光学元件所能成像的过程，将其应用到光学仪器的设计方面具有很高的实用价值。
（二）几何光学的教学内容
我国目前对于几何光学的教学内容主要包括：（1）几何光学的基本定律；（2）费马原理；（3）成像的基本概念；（4）光在平面上的反射和折射；（5）光导纤维；（6）棱镜；（7）光在单球面上的折射和反射；（8）薄透镜；（9）共轴球面系统的逐次成像法；（10）共轴球面系统旁轴成像的矩阵方法；（11）光学仪器的应用；（12）现代光学的介绍及应用；（13）光的衍射；（14）光的干涉；等有关几何光学的主要内容。几何光学作为普通物理的基础学科，无论是教学模式还是教程都主要是以几何光学为主，这就导致了我国物理专业的本科毕业生对几何光学的知识方法与应用掌握不全，要加强对于几何光学的知识补给，以满足我国对于光学领域人才的需求。教师要注重几何光学教学的内容与实践的结合，让我国的几何光学应用领域得到全面的发展。
二、几何光学教学内容现代化应用实践
在几何光学中最基础的就是反射、折射的原理，在现代的技术中对于这两个原理的应用也是最广泛的，而其中的利用全反射原理主要的一个应用就是光纤通信，目前光纤通讯可以说是互联网通讯中最重要的通讯方式之一，所涉及到的应用也是最广泛的。利用几何光学教学内容的反射原理制造的光学投影仪，利用光的成像原理所制造出的数码相机，利用光的反射原理制作的哈文望远镜等，我国目前已经对于几何光学在现代化的应用中做出了一定的成就，在此基础之上，还要对几何光学的教学内容进一步的拓展，进而使学生对于几何光学的知识储备更加具体全面，将有助于对学生科学素质的培养。
（一）光纤通讯
通过发射端将所要传输的光线转化成信号，然后再将其调制到激光器发出的激光束上面，让光线的强度因为信号的幅度而具有不同的变化，之后再通过光纤将其发送出去；而在接收端检测器将收到光信号变换为电信号，经解调后恢复成为原来由信息，以此就形成了光纤通讯。
（二）自聚焦透镜
当光线在空气中传播遇到不同介质时，会使其原有的传播方向发生改变。传统透镜是通过控制透镜表面的曲率的改变，来使其产生的光程差将光线汇聚成一点。对于1/4节距的自聚焦透镜来说，当从一端射入一束平行光时，经过自聚焦透镜后光线会汇聚在另一面上。而这种端面聚焦的功能就是传统曲面透镜所无法达到的。自聚焦透镜是光纤通讯中的无源器件中不可或缺的基础光学器件，自聚焦透镜也在现代的光学仪器中得到了广泛的引用，例如：枪的瞄准器、耦合器、光开关、光隔离器以及波分复用器。
（三）光学投影仪
将资料放在工作台上，在经过光线的照明之后，让其由物镜经过光镜，从而反射到投影屏上，就形成了一个与原有资料完全相反的影像。或是完全相同的影像。资料就通过了放大，成像在投影屏上，之后再利用工作_上的数位测量系统，对投影屏上的资料轮廓进行座标测量，也可利用投影屏旋转角度数显系统对工件轮廓的角度进行测量。光学投影仪成像分为正像和反像两种。
（四）数码相机
光线通过镜头进入相机内部，再通过数码相机具有的成像元件的转化，最终将光线形成具体的影像。数码相机的主要的成像元件包括CCD和CMOS，其特点是在光线通过的时候，根据光线的不同组成从而转化为不同的电子信号，进而形成完整的光学成像。
（五）哈文望远镜
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关键词 动画电影 色彩匹配 数字电影
中图分类号：J9 文献标识码：A
“数字影视特效”本身是基于计算机的软硬件环境，运用计算机图形图像学原理和方法，将多种源素材（包括实拍的画面和计算机生成的画面）混合成单一复合图像的处理过程。多种源素材能否在色彩、运动、透视、素材锐度等方面达到真实统一将直接影响到影视作品的可信性，尤其对于影视艺术的最重要表现元素――色彩――的处理，更加直接关乎影视艺术表现的艺术性。因此对于任何一位数字影视特效制作者，无不深知色彩在整个影视特效制作环节中的重要作用。
1动画电影与数字影视特效中的色彩匹配与校正
数字影视特效中的色彩调整主要分为色彩匹配和色彩校正，两者既有区别又有联系，在制作中有时又是相互叠合。因此对色彩匹配和色彩校正的探究，不仅对数字影视特效制作具有指导作用，还将对影视艺术提供一种新的创作可能。
数字影视制作中，相当多的问题需要数据化、需要量化，需要有明确的制作目的性，如果仍旧单纯套用经验进行制作，不仅很难达到作品的预期艺术性，同时还消耗了大量的时间和金钱。
数字影像的另一主要表现形式数字动画电影的色彩匹配与校正与数字影视特效又有很大的不同，动画电影的色彩处理更为突出色彩夸张及色彩造型。因此，本文在进行数字色彩匹配和校正方法研究的同时，更是想激发影视色彩处理的更多可能。
2计算机中的色彩处理原理及色彩检测
人们对色彩是如此地敏感，计算机的色彩处理能力也越来越强，并早已实现了千万色的色彩再现，那么在影视创作中，如何在人眼的色彩感知范围内使计算机处理的色彩得到最大程度的艺术表现，对数字色彩处理有极其重要的指导意义。因此在探讨数字色彩匹配和色彩校正之前，我们先来了解一下人眼识别色彩的基本规律，以及计算机对色彩处理及检验的基本原理。
2.1人眼对色彩识别的一般规律
从原理上讲，单一波长的电磁辐射所发出的可见光称为谱色光或单色光。人眼对此感觉到的是一种单纯、鲜艳的颜色，可称为谱色或单色。但在自然界中，人眼所看到的各种光源发射出的可见光都不是谱色光，他们是由连续光谱或是线状光谱构成的，它们所发出的光线称为复合光。
无论谱色光（单色光）或复合光，都基于亮度、色调、饱和度三个参量得以描述。
亮度表示彩色光对人眼刺激的强弱，与进入人眼的色光所包含的能量有关。光源的发光强度越高和彩色物体表面的光谱反射率越高，物体的亮度越高。
色调是彩色之间相互差异的重要特征所在。可见光谱中不同波长的谱色光有不同的色调。人眼大体能分辨出200多种不同的的色调。
2.2计算机中的色彩处理原理与监测
前面谈论了人眼对色彩识别规律，接下来我们探讨计算机中的色彩处理和监测的一些概念和方法，这将加深我们对数字色彩的认识。
计算机是通过数学的方式，经过程序计算形成图像。任何图像，不管它如何复杂，在计算机中都是像素的集合。
每一个像素的颜色都能单独设定。现行通用的PC对图像的设定是通过24位真彩色或更高位数来进行描述的。在表达彩色图像或黑白图像时，采用的是颜色通道（channel）的管理方式。
3数字色彩处理对影视创作的影响
无论是电影之前的美术，舞台美术，还是现代的影视美术，造型、色彩、质感都是众多导演和艺术家孜孜以求，期望完美的。本系列论文分别从各个角度对现代数字工业下的动画电影和数字影视所苛求的各方面元素进行了详细阐述。
色彩匹配与校正是基于宏观几何模型造型基础上的艺术性表达。色彩在电影创作中的运用起到了跨时空进行空间色彩再创作的作用。
所谓电影的色彩基调，是指为影视片的整体风格、类型建构，而在色彩造型与表现方面所作的基本调子配置的色彩。它是导演前期创意构思和后期视听语言合成时总体把握的产物。影视色彩创建应使影视色彩造形既有丰富而深刻的内涵意蕴，又有鲜明的视觉语言特征。
现代数字技术背景下，色彩再创作已经成为众多导演的必然选择。后期数字色彩匹配和校正不但降低了对传统诸如色片控制，色温控制的依赖，更是赋予导演更宽泛的创作空间。
4结语
本文限于篇幅，仅就动画电影与数字电影中的色彩匹配与校正一项环节的基础知识，制作要素，评价要素进行了分析与阐述。作为《数字影视特效中的综合匹配系列论文》中的第二篇，本文上承造型与模型匹配，下接后期流程中的材质灯光匹配，以及更后续的色彩管理，灯光渲染匹配等内容，以介绍基础知识细节和制作要点，以数字影视特效中的综合匹配为线索，穿起整条综合匹配的大龙，为中国的后期特效制作行业添砖加瓦。
参考文献
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关键词：数字技术；摄影艺术手法；摄影创作
1 数字时代下的摄影艺术
“科技是第一生产力”，摄影的发展自始至终可以说是一场技术的革命。从20世纪五六十年代开始，日本在照相机上使用了半导体电子技术，使得以后的照相机的发展朝着智能化、数字化方向发展。尤其是近年来，随着计算机技术和数字图像处理技术的发展，摄影技术有了更多的科技支持。在现代计算机技术、网络技术的推动下，随着数字化时代的到来，摄影艺术带来了革命性的变革：传统摄影中以光学成像和化学显影为基础的摄影技术受到现代数字技术的洗礼；摄影技术从前期的构图与拍摄到后期照片的处理、合成与文件储存、打印输出等一系列操作都离不开数字技术。
不同于以审美为目的的传统艺术摄影，数字时代下数码摄影的拍摄不再局限于只能拍看得见的东西，通过数码合成技术还能制作人们想象中的东西；不仅能拍生活中我们感知到的东西，还能将我们体会感悟的东西形象地“拍摄”（合成制作）出来。这种摄影技法的变化，不仅是传统摄影表现手法的进一步丰富，而且使摄影者的思想、观念得到更完美的表达，延展了摄影创作的范围，使得数码摄影具有无限的可能。
2 数字技术对摄影艺术创作的革新
自从1946年第一台电子计算机问世，电脑以完全超出人们想象的速度迅猛发展。以计算机技术为核心的数字媒体技术迅速发展，随着现代多媒体技术、移动通信技术和网络技术的不断创新，社会政治、经济、军事、人类的文化和艺术生活越来越离不开数字技术。
数字时代的作品的创作和传播方式在数字技术给人类社会带来的强烈冲击下发生了翻天覆地的变化，数字技术使传统的文学、绘画艺术、音乐以及电影、摄影等作品都能够转变成数字化作品，使得作品能够在网络技术的支持下更加快速并在更大范围内传播。同时，整个艺术生产和艺术消费观念在以数字技术为代表的现代科技的影响下也发生了巨大的变化。对于艺术来说，首先，在历史上，从来没有过像网络时代下这样低的出版“门槛”，人人可以创作艺术，人人可以成为艺术家。其次，观众与作者的交流变得更加自由，但是，兼通科学艺术的人才在数字网络时代却显得尤为缺乏。对于摄影界来说这是个数字技术对图像的拍摄、后期处理以及传输等方面都给予了革命性的变革的新时代。一方面，在数字化技术的推动下，数字图像的操作和后期处理都变得简单、快捷。另一方面，随着数字软件的广泛使用，有大胆者为了使作品更加优秀而对作品原有的结构进行元素的移动、拼接，原本的游戏规则开始发生改变。
2.1 数字技术对摄影创作真实性的改变
长久以来，摄影创作都被人们看作是一个能够精确还原客观对象的技术手段，人们已经接受它真实再现客观事物的这种艺术形式。也就是说，摄影创作的对象都是客观世界中真实存在的，摄影只是通过某种技术复制还原某个时间或空间中静止或运动的事物。正如摄影师罗兰・巴特所认为的，“曾经存在过”才是摄影的真正价值。作为大众媒体，摄影与其他艺术不一样的是，摄影的创作过程是客观的，以真实存在为基础，它的价值就体现在它的真实性上，从而使它积累了广泛的群众基础。
数字技术的出现使得摄影作品的真实性受到强烈冲击。Photoshop等图像处理软件的过度使用使得事物本身真实的面目大打折扣。各种编辑软件的使用可以很轻易地将各种不相关的元素整合到同一件摄影作品里，传统摄影创作作为真实记录的证据观念被数字技术彻底改变。
数字技术能够通过各种图形处理软件将相机拍摄的素材快速拼接整合，成为与原有图像截然不同的图像。传统摄影创作中的图像在数字技术的影响下已经从原来的大小、色彩、光影等各种固定形态中解放出来，数码模块的不断重复组合、排列也取代了原来的冲洗放大。图像的所有属性都可以通过数字技术改变，从修正曝光不足、暗色、偏斜到增加色彩、改变大小和横竖等等，都可以做到。在数字摄像艺术环境下，摄影师在拍摄过程中需要解决的技术问题不再是后期底片图像的处理，因为后期的图像处理更多的是采用PS等软件来进行。在数码技术的影响下，摄影创作已经由之前为了还原艺术本源，变成对新的艺术形象的再创作，这是摄影技术向摄影艺术提升的新阶段。
2.2 数字技术丰富了摄影创作的表现手法
不同于传统摄影的以光化学为基础的银盐反应成像，基于数字技术图像处理下的摄影创作是在计算机处理信息的支持下形成的位图图像或矢量图。原始图像在曝光度、对比度、色彩的饱和度等方面都可以通过后期的数码暗房制作出来，达到完美的程度，从而大大丰富、提高了摄影的创作表现手法。
光影的基本原理范文6
关键词：三维激光描仪；点坐标；数据拓扑管理；色彩修正
1三维激光点坐标计算方法
三维激光扫描仪通过脉冲测距法获得测距观测值 ，精密时钟控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度观测值 和纵向扫描角度观测值 。三维激光扫描测量一般使用仪器内部坐标系统，如图1.1， X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。由此可得三维扫描点P坐标的计算公式（1-1）：
图1.1三维激光扫描仪的内部坐标系
（1-1）
2三维激光数据拓扑管理
通过三维激光扫描仪可获得点云的空间坐标 和激光强度 。根据三维激光的基本原理，可以将三维激光数据映射到 、 面（ 取值范围为 、 取值范围为 ），如式（2-1）所示。沿 、 面以 、 等角展开，如式（2-2）所示，生成 行 列的二维矩阵，建立矩阵与点云的对应索引矩阵。由于三维激光扫描过程中存在点云丢失、系统误差和计算误差，使得有些栅格里面有多个点，有些栅格中无点（栅格中存放对应点的下标）。
(2-1)
(2-2)
其中：为二维矩阵的行数， 为二维矩阵的列数。
三维激光数据无法得到 、 ，可以通过三维激光扫描设置参数中的扫描分辨率（水平分辨率 和垂直分辨率 ）和设置扫描时测距点到激光头距离（ ）得到，如式（2-3）所示。
(2-3)
三维激光扫描仪扫描文件是经过加密的，无法直接读取操作，只能通过配套软件导出ASCII码，但导出的三维激光数据中无水平分辨率 和垂直分辨率 及扫描设置时测距点和激光头之间的距离 。本系统采用 、 自适应判断算法：假设不存在点云丢失和点云误差以及扫描设置水平间隔和垂直间隔相等，三维激光数据在展示球面上分布均匀；每个点占面积为 ，总面积为 ，因此可得式（2-4）。
(2-4)
3三维激光数据的可视化索引管理
人眼看到的任何自然界的图像都是连续的模拟图像，其形状和形态表现由图像各位置的颜色所决定。色度理论认为，任何颜色都可以由红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三种基本颜色按不同的比例混合得到，红、绿、蓝被称为三原色，简称RGB三原色，因此，自然界的图像可用基于位置坐标的三维函数来表示，即：
(3-1)
其中 表示空间坐标为 位置点的颜色， 、 、 分别表示该位置点的红、绿、蓝三种原色的颜色分量。它们都是空间的连续函数，即连续空间的每一点都有一个精确的值与之相对应。
为了研究方便，我们主要考虑平面图像，平面上每一点仅包含两个坐标值，因此，平面图像函数是连续的二维函数，即：
(3-2)
图像可以分为黑白图像和颜色图像，所谓黑白图像，就是图像中每一点都不是彩色的，即每一点的红、绿、蓝颜色分量值都相等，即：
(3-3)
对于黑白图像，其 表示 位置处的灰度值。
由于计算机仅能处理离散的数据，所以如要用计算机来处理图像，连续的图像函数必需转换为离散的数据，这一过程叫图像采集。图像采集由图像采集系统完成。图像采集系统包括三个基本单元，即成像系统、采样系统和量化器。
数字图像是连续图像 的一种近似表示，通常用采样点的值所组成的矩阵来表示：
(3-4)
每一个采样点叫做一个像素（pixel）。上式中,分别为数字图像在横、纵方向的像素数。在计算机内通常采用二维数组来表示数字图像的矩阵。
把像素以不同的方式进行组织或存储，就得到不同的图像格式，把图像数据存成文件就得到图像文件。常见的图像文件格式有位图文件（*.BMP）、TGA文件（*.TGA）、GIF文件（*.GIF）、TIFF文件（*.TIFF）等。在Windows系统中，最常用的图像格式是位图格式。
DIB（与设备无关位图）位图可以在不同的机器或系统中显示位图影像，经常存储为以BMP为后缀的位图文件。
DIB位图文件的结构包含位图文件头结构BITMAPFILEHEARDER、位图文件信息头结构BITMAPINFOHEARDER、位图颜色表RGBQUAD和位图像素数据四部分。
三维激光数据的管理可视化显示是将生成的三维激光数据二维下标索引矩阵以图像形式显示。每个扫描点在二维影像中都有其对应的行列号，而每个栅格对应多个扫描点或无扫描点。若栅格中含有多个扫描点时，则该点的灰度值为包含在该栅格内的所有扫描点的激光强度平均值；若栅格无扫描点，则该点的灰度值为零。从而生成二维激光强度图像矩阵。
(3-5)
其中： 为二维数组的行， 为二维数组的列， 为 、 数组中第u个三维激光点的激光强度。
如果把每个点的激光强度值设为相应的栅格的像素值，得到激光强度图像（图3.1）；把每个点的距离值设为相应的像素值，得到相应的距离图像；把点云的色彩设置为相应栅格的像素值，得到相应的激光色彩图像(图3.2)。
显示图像矩阵可以用StretchBlts函数实现也可以用MFC中CDC类的BitBlt 或StretchBlt函数。StretchBlts既可以实现图像矩阵的显示，还可以实现漫游和缩放功能。本系统通过StretchBlts函数实现。
图3.1 激光强度图像 图3.2 激光色彩图像
4三维激光点云着色
通过三维激光扫描仪自带软件导出数据是可选色彩，但是点云彩色图像颜色失真、分辨率低，空间几何精度差，主要表现为明显的彩色纹理欠清晰、色彩偏移、接边间具有明显的拼接痕迹。
如图4.1所示，左侧为激光强度图像，右侧为激光色彩图像（色彩是三维激光扫描仪获得），窗体列表中显示的为同名点在两幅影像中相应像平面位置。由于激光强度和激光色彩图像是通过同一个点云生成的，所有同名点的坐标应该相等。通过图4.1右侧激光色彩图像可看出点云色彩具有明显的拼接痕迹；通过表4.1，分析可得激光内置相机得到的色彩具有偏移痕迹。主要原因可以归纳如下：扫描仪内置数码相机的分辨率太低；内置数码相机为定焦相机；内置相机与激光非同轴；取色的方式为仿射变换。
图 4.1 激光数据色彩影像
表4.1 平面位置偏移分析
Lx Ly Rx Ry 距离偏移
105.59 210.92 110.56 208.78 5.41
23.14 337.95 25.31 339.62 2.74
258.07 402.86 255.20 406.67 4.78
265.03 396.53 271.00 398.77 6.38
326.76 454.54 329.49 459.38 5.55
403.51 370.68 407.03 372.43 3.93
397.34 336.70 398.26 332.97 3.85
346.29 208.16 348.55 204.59 4.23
353.21 198.77 358.09 195.05 6.14
416.83 101.77 422.41 96.68 7.55
433.60 62.77 437.48 55.58 8.17
346.18 208.48 348.04 205.90 3.18
5 激光扫描坐标系与摄影测量坐标系的变换
三维激光扫描仪基础坐标系为仪器内部坐标系统， X轴在横向扫描面内，Y轴在横向扫描面内与X轴垂直，Z轴与横向扫描面垂直。近景摄影测量的像空间辅助坐标系通常以摄影中心S为坐标原点，x，y轴与像平面坐标系的x，y轴平行，z轴与主光轴重合。因此三维激光坐标系的Z轴和近景摄影坐标系z轴基本上是垂直的，无法直接解算相机的内外方位元素，需要进行坐标变换，使三维激光坐标系和近景摄影测量坐标系大致相同，即三维激光扫描仪的Z轴和摄影测量坐标系的z轴基本平行。
近景摄影测量坐标系只与摄影场景和摄影点相关；而三维激光内部坐标系与架设方向相关。假设摄影的场景和三维激光扫描场景基本相同，变换过程如下：首先沿三维激光坐标系Z轴旋转 使得三维激光坐标系统X轴和摄影测量坐标系x轴大致平行，然后沿三维激光坐标系X轴逆时针旋转90度，如式（5-1）所示。
(5-1)
其中： 。
6 高分辨率数码影像的激光点云着色
要实现三维激光扫描数据着色，首先必须获取普通数码相片上任何像元的色彩信息，也就是获取普通数码相机的图像矩阵。普通数码影像文件一般是jpg或jepg格式。本系统主要通过VC6.0 调用Windows GDI API函数实现。主要思路及过程如下：
（1） 将影像文件读入内存变量hMem；
（2）通过内存变量hMem创建图像流接口；
（3）通过图像接口实现Bitmap 对象创建；
（4）通过Bitmap类GetHBITMAP方法获取HBitmap句柄；
（5）通过GetDIBits （ hdc, bitmap , 0 , m_Height , picData , &BMPInfo , DIB_RGB_COLORS ） 函数获取图像矩阵picData数组；
其次，计算普通数码影像的内外方位元素。上一节介绍了内外方位元素联合解算的方法。要实现数码影像的内外方位元素的解算，就要获取数码像点和空间点的对应关系。本系统借鉴了摄影测量系统中的立体量测处理方法，如图6.1，通过在普通数码影像和激光强度图像中选择同名点，利用激光数据索引矩阵确定数码影像和空间点的坐标对应关系，进一步实现数码影像的内外方位元素的解算（表6.1）。
最后，为三维激光数据着色。数码影像的内外方位元素确定后，我们可以将三维激光点云根据式（6-1）投影到普通数码影像中，将对应像素的色彩（R,G,B）信息赋值给点云，实现了三维激光扫描点云数据的着色。
图 6.1通过激光强度图像选择同名点
表6.1内外方位元素解算结果
内方位元素 f x0 y0
825.004 1918.236 840.073
角外方位元素
-0.10571 0.61820 0.03929
摄影中心位置外方位元素（mm） Xs Ys Zx
-645.313 -365.662 -3625.514
中误差（mm） 1.457119
7 结束语
三维激光扫描仪自带的点云色彩存在着色彩失真、色彩分辨率低、空间几何精度低（色彩和点云非同名点），将点云色彩直接应用到边坡地质编录，将导致编录精度降低。本文根据三维激光测量原理，将单测站三维激光数据展成激光强度图像；并通过激光强度图像结合摄影测量理论及技术实现了三维激光数据色彩修正。
参考文献:
[1] 刘正军,钱建国,张正鹏,王坚.三维激光扫描数据获取高分辨率DTM试验研究. 测绘科学,2006,31(4):72-73.
[2] 董秀军.三维激光扫描技术及其工程应用研究[D].成都理工大学.2007.
