Многоцветная геодезическая шкала ПС (Принцессы Сувсы)
A
Обычный вид шкалы
B
Вид шкалы ПС через дифракционную решётку
Шкала ПС видна через дифракционную решетку поверх заслоняющих объектов.
По меньшей мере - при низкой освещенности заслоняющих объектов и высокой освещенности шкалы. Лазерная подсветка может быть сильнее солнечного освещения даже днём.
Это значит, что геодезистам теперь не нужно будет вырубать просеку в лесу для того, чтобы видеть геодезическую рейку. Рейка с дифракционной шкалой будет видна сквозь деревья со всеми делениями! А раз новую геодезическую рейку нельзя заслонить деревьями, значит деревья можно не вырубать. Геодезисты оценят.
КАК ВОСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДИФРАКЦИОННОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ШКАЛОЙ
1) На обычную геодезическую линейку наклеивается новая спектральная геодезическая шкала
2) А на объектив прибора (теодолита или тахеометра) добавляется дифракционную решетку.
3) Рейка с дифракционной шкалой будет видна сквозь деревья со всеми делениями.
4) Производится лазерная подсветка многоцветной геодезической шкалы, либо шкала сама светится, либо сделана из источников света.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Посмотрите эксперимент:
Подробнее: https://subscribe.ru/archive/science.ne … 1636.html/
Нижнюю половину картинки мы рассматриваем через дифракционную решетку, которая собирает цветные полосы дифракционной картины обратно, в центральный максимум (полоску белого цвета).
Дифракционная решетка действительно восстанавливает центральный максимум, и его нельзя заслонить! Это называется обратная дифракция (дифракция Кушелева).
ОБЪЯСНЕНИЕ
https://physics.ru/courses/op25part2/co … heory.html
«Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Как показывает опыт, свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени. Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос».
В нашем случае речь идёт не о микроскопическом огибании препятствия, а о разуплотнении сигнала изображения. Сигналы разных цветов распространяются по разным траекториями, а после дифракционной решетки снова соединяются в "белое" изображение (см. фотографию обратной дифракции Кушелева).
Центральный максимум, который восстановлен с помощью дифракционной решетки, нельзя загородить, например, пальцем, т.к. на исходной картинке его просто нет. Он складывается из изображений цветных полос, сигналы от которых проходят через дифракционную решетку. А расстояние между цветными полосками может быть большим, например, десятки сантиметров.
АНАЛИЗ СПЕКТРАЛЬНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ШКАЛ
Для анализа многоцветных геодезических шкал мы решили написать скрипт для 3DS Max.
Идея заключается в следующем.
Каждая полоса геодезической шкалы задаётся целочисленными:
- координатой
- длиной волны
- интенсивностью
- соответствующей длине волны и интенсивности тройкой чисел RGB
Алгоритм скрипта первой версии:
- меняет координату по формуле зависимости сдвига от длины волны
- суммирует значения R, G, B
- делит значения R, G, B на число полос.
ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ШКАЛА "ПРИНЦЕССЫ СУВСЫ"
Составим таблицу цветов для шкалы "Принцессы Сувсы".
N . Название . . . . . . . . Длина волны Сдвиг . . . . . R . . . . G . . . . B
01 Красный 1 . . . . . . . . . 65 . . . . 22 . . . . . . . . . 134 . . . 35 . . . 16
02 Красный 2 . . . . . . . . . 69 . . . . 21 . . . . . . . . . 219 . . . 37 . . . 26
03 Красный 3 . . . . . . . . . 72 . . . . 20 . . . . . . . . . 230 . . . 42 . . . 56
04 Оражево-желтый . . . . 76 . . . . 19 . . . . . . . . . 255 . . 184 . . . 60
05 Желтый . . . . . . . . . . . 80 . . . . 18 . . . . . . . . . 255 . . 243 . . . 64
06 Желто-зеленый . . . . . 85 . . . . 17 . . . . . . . . . 216 . . 222 . . . 50
07 Салатовый . . . . . . . . .90 . . . . 16 . . . . . . . . . 134 . . 190 . . . 67
08 Зеленый . . . . . . . . . . 96 . . . . 15 . . . . . . . . . . 69 . . 102 . . . 45
09 Голубой . . . . . . . . . . 103 . . . . 14 . . . . . . . . 188 . . 233 . . . 236
10 Синий . . . . . . . . . . . 111 . . . . 13 . . . . . . . . . 58 . . 108 . . . 135
11 Фиолетовый . . . . . . . 120 . . . . 12 . . . . . . . . . 51 . . . 40 . . . 83
12 Розовый . . . . . . . . . . 72 . . . . . 20 . . . . . . . . 255 . . 145 . . 184
13 Белый . . . . . . . . . . . . все цвета
14 Черный . . . . . . . . . . . . ничего
Сдвиг будет вычисляться по формуле x = 4*360 / L
Запишем шкалу "Принцессы Сувсы" непосредственно в величинах сдвига:
N . Цвет . . . . . . . . . . . . Длина . . Сдвиг
02 Красный 2 . . . . . . . . . 69 . . . . 21
01 Красный 1 . . . . . . . . . 65 . . . . 22
11 Фиолетовый . . . . . . . 120 . . . . 12
10 Синий . . . . . . . . . . . 111 . . . . 13
09 Голубой . . . . . . . . . . 103 . . . . 14
13 Белый . . . . . . . . . . . . все цвета
12 Розовый . . . . . . . . . . 72 . . . . . 20
03 Красный 3 . . . . . . . . . 72 . . . . 20
02 Красный 2 . . . . . . . . . 69 . . . . 21
03 Красный 3 . . . . . . . . . 72 . . . . 20
04 Оражево-желтый . . . . 76 . . . . 19
05 Желтый . . . . . . . . . . . 80 . . . . 18
06 Желто-зеленый . . . . . 85 . . . . 17
07 Салатовый . . . . . . . . .90 . . . . 16
08 Зеленый . . . . . . . . . . 96 . . . . 15
Для моделирования дифракционной шкалы "Принцессы Сувсы" формула в геодезическом скрипте Кушелева будет такой: X = k*360/L, где k = 2 ... 4. Это ещё предстоит выяснить. Дело в том, что шкала "Принцессы Сувсы" состоит из полос 12 разных цветов, кроме черного и белого. 12=2*6=2*2*3. Это может означать, что цветные полосы нужно двигать, например, в 4 раза дальше, чтобы они не наползали друг на друга.
В ЧЁМ "ИЗЮМИНКА"?
Изюминка дифракционной шкалы "Принцессы Сувсы" заключается в том, что она не заслоняется, даже если непрозрачные объекты (снег, листья, прутья кустарника, пыль, дым, туман...) загораживают большую часть шкалы! Она просто становится менее яркой, но лазерная подсветка обеспечивает необходимую яркость.
ОБРАТНАЯ ДИФРАКЦИЯ ДЕЛАЕТ ШКАЛУ НЕЗАСЛОНЯЕМОЙ И РАБОТАЮЩЕЙ В МЕСТАХ С СИЛЬНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ ВИДИМОСТИ
Шкала "Принцессы Сувсы" - не единственная многоцветная шкала для дифракционных измерений. В основе всех дифракционных шкал лежит тот же главный принцип - дифракция, которая делает шкалу не заслоняемой.
Дифракционная шкала работает только при наличии хотя бы нескольких процентов просвета. (Если просвета нет вообще, то шкалу не увидеть).
КАКАЯ ОТ ЭТОГО ПОЛЬЗА ГЕОДЕЗИСТАМ
Дифракционную шкалу не смогут загородить даже листья и стволы деревьев, если они не перекроют практически 100% обзора. Дифракционными геодезическими инструментами можно пользоваться даже в лесу, не вырубая кустарники и мелкие деревья.
Понятно, что и крупные деревья можно не трогать, если они не мешают строительству. Но крупные стволы уже перекроют изображение шкалы, т.е. придётся делать дополнительные замеры с другого направления.
Сегодня геодезистам приходится прорубать в лесу просеки для проведения геодезических измерений.
Дифракционные шкалы делают деревья "прозрачными".
Теперь "Топор геодезисту не нужен" (С) А.Кушелев
В данном случае речь идёт об экономии, связанной с отсутствием необходимости рубить лес. Согласитесь, что отмена статьи расходов, связанных с вырубкой леса - это серьёзно, особенно, если вырубка составляет существенную часть всех работ. А главное - экономия времени. Ведь время не купишь. За срочность иногда много платят, а цена времени растёт.
Дифракционная шкала видна через дифракционную решетку таким образом, как будто лес прозрачный. На фотомонтаже показана оригинальная шкала. Через дифракционную решетку будет видно другую шкалу:
Это лишь приблизительная зарисовка. В действительности она будет выглядеть четко и симметрично.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Дифракционная шкала позволяет с одного замера получить микронную точность измерений.
C помощью дифракционных геодезических шкал , разметка, к примеру, гигантского мегалитического комплекса, производится за считанные минуты.
ТОЧНАЯ ТРЁХМЕРНАЯ КАРТИНА МЕСТНОСТИ В МЕСТАХ С СИЛЬНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ ВИДИМОСТИ
Для построения точной 3D модели рельефа местности достаточно использовать дифракционные шкалы. Существующие программы строят модели по фото, но им не хватает точности. Спектральные геодезические шкалы решат эту проблему.