Анализ и визуализация распределения энергии в сечении лазерного пучка

Камера Elphel NC303, снабженная фотоприемником с волоконно-оптическим окном может быть использована как законченная система ввода, анализа и визуализации распределения энергии в сечении лазерного пучка. Для ее работы не требуется устанавливать никакое специальное программное обеспечерние на пользовательском компьютере - камера использует возможности стандартного веб-браузера и плагина для просмотра трехмерных VRML моделей. Такой подход позволил создать очень компактное устройство, которое способно не только регистрировать изображения лазерных пучков, но и проводить их обработку. Оно обеспечивает:

• контролируемое измерение и вычитание темнового изображения;
• визуализацию с использованием последовательности псевдоцветов, задаваемой пользователем. Генерацию изображений в формате BMP и JPEG с регулируемой степенью сжатия;
• вычисление стандартных параметров пучков - (положение центра тяжести, диаметр, отношение диаметров, и т.д.);
• генерацию трехмерных интерактивных моделей, включающих поднятую сетку с натянутыми гранями и два семейства линий равного уровня - построенных в плоскости Z=0 и поднятых по Z на высоту, соответствующую уровню. После того как эти модели загружены в пользовательский компьютер, их визуализаций можно управлять - поворачивать и менять размер, селективно управлять показом различных составляющих, менять растяжку по вертикали и прозрачность граней. Трехмерная модель представляет собой стандартный сжатый VRML файл, который может быть сохранен на диске пользовательского компьютера а также импортирован в практически любое ПО CAD, которое позволяет работать с трехмерными моделями.

Все специальное ПО необходимое для реализации вышеперечисленных функций записывается во флэш память камеры и может быть легко обновлено через интернет. Это ПО, работающее под управлением ОС GNU/Linux, состоит из трех уровней (все исходные тексты доступны для загрузки):

• драйвер управления фотоприемником и ввода изображений, позволяющий использовать различные типы CMOS (КМОП) сенсоров;
• CGI приложение (написанное на языке "C"), которое принимает параметры ввода и обработки изображений и выдает файлы двумерных изображений (JPEG и BMP), трехмерных моделей (сжатый VRML) и файлы данных в различных форматах: HTML, HTML+javaScript и XML;
• HTML-страница (с использованием javaScript), которая играет роль интерфейса пользователя. Этот уровень создан с помощью обычного ПО для создания веб-страниц, поэтому его легче всего модифицировать.

Вы можете посмотреть изображение зкрана программы в натуральную величину нажав на ее уменьшенный вариант выше или сюда.

Если вы используете IE, то вы можете попробовать ПО в двух режимах (в обоих появляются подсказки при наводе курсора мыши на кнопки и иконки):

• Демонстрационная страница помещена на сервере веб-хостинга и использует заранее заготовленные файлы данных вместо камеры. Это ограничивает ее возможности, но она имеет более быстрое подключение к Интернет, чем
• Настоящая камера, которая подключена к сети интернет через 256 кб/с DSL канал, поэтому рекомендуется сначала попробовать демонстрационную страницу, чтобы проверить работу ПО на вашем компьютере. Демонстрационная установка использует булавочное отверстие в фольге, подсвеченное светодиодом, вместо лазера. Но сама камера - настоящая.