自適應(yīng)光學(xué)校正仿真中可視化數(shù)據(jù)交互的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、光學(xué)成像系統(tǒng)由于受到各種擾動，尤其是大氣湍流的動態(tài)干擾，其分辨率通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理論分辨率。美國天文學(xué)家巴布科克在1953年提出了自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)脑O(shè)想，其核心是通過對波前畸變的實時測量獲得的數(shù)據(jù)，用校正系統(tǒng)對波前畸變進(jìn)行實時補(bǔ)償，使光學(xué)系統(tǒng)能夠自動適應(yīng)環(huán)境的變化，始終保持良好的工作能力，其分辨率可以接近或達(dá)到衍射極限分辨率。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)在1970年代開始投入實用，此后獲得了迅猛發(fā)展，其理論研究不斷深入，各種算法相繼提出，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，在

2、天文學(xué)，醫(yī)學(xué)，軍事等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，自適應(yīng)光學(xué)的計算機(jī)仿真及數(shù)據(jù)可視化技術(shù)也發(fā)展起來。我國獨立研發(fā)的AO61單元的仿真軟件采用的是Fortran平臺，作為一種典型的面向過程的語言，其開發(fā)與維護(hù)很不方便，人機(jī)交互很單調(diào)，數(shù)據(jù)可視化的能力很弱，迫切需要改進(jìn)。本文首先用面向?qū)ο蟮牡募夹g(shù)對系統(tǒng)的各個模塊進(jìn)行了重新劃分，利用C++提供的類機(jī)制對各個模塊進(jìn)行封裝，各模塊之間通過類的接口交互，實現(xiàn)了信息隱藏，提

3、高了系統(tǒng)的可讀性，改善了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
　　Fortran平臺上的仿真軟件對系統(tǒng)的配置是通過配置文件進(jìn)行的，由于Fortran語言對變量長度的限制，程序中的各項參數(shù)的物理意義不明確，程序運行時，用戶看到的信息十分有限，交互能力很弱。程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通常要借用第三方軟件進(jìn)行處理，帶來了軟件使用的不便。本文采用了Visual C++6.0結(jié)合MFC作為技術(shù)平臺，開發(fā)了實驗管理，數(shù)據(jù)管理，運行等各個模塊，實現(xiàn)了對實驗環(huán)境的可視化配置；采

4、用了多線程技術(shù)實現(xiàn)程序數(shù)據(jù)與運行界面的實時交互，程序運行時用戶可以看到實時信息。根據(jù)課題要求，開發(fā)了一些獨立的模塊如湍流相屏模塊，傳感器和驅(qū)動器布局模塊，傳遞函數(shù)模塊等并實現(xiàn)了一些實驗數(shù)據(jù)的可視化處理。
　　本文首先介紹了自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的理論、結(jié)構(gòu)、原理和發(fā)展現(xiàn)狀，分析了目前使用的計算機(jī)仿真軟件的不足，提出了改進(jìn)措施。接著對整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)可視化的要求下進(jìn)行了模塊的設(shè)計和開發(fā)，并完成了編程實現(xiàn)。最后通過仿真測試驗證了該平臺的正確性。