三棱镜色散仿真模型的设计.pdfVIP

第 21卷 第 11期 电 脑 开 发 与 应 用 文章编号：1003—5850(2008)11-0007—03 三棱镜色散仿真模型的设计 DesignofM odelforSimulatingPrism Dispersion 陈 琳 ． (邵 阳学院 邵 阳 422000) 【摘 要1利用软件技术对三棱镜色散进行仿真模型的设计，详细介绍 了该仿真模型的数学模型的建立方法，按 照模块化程序设计 的理念，建立了程序的系统结构，并开发 了仿真模型的核心程序 ，该模型能很好地仿真模拟 三棱镜的色散现象 。 【关键词】三棱镜 ，色散模 型，仿真，软件设计 中图分类号：TP391．9 文献标识码 ：A ABSTRACT Theauthormadeuseofsoftwaretechniquetocarryoutthedesignofprism dispersionsimulationmode1．Thesystem architecture ofthe program isbuiltup based on the conceptofmodularized programming．Themethod ofbuilding the prism mathematicsmodelandthedesignofmodelprogram areIntroduced．Themodelcansimulatenicelythedispersionphenomenonof prism ． KEYWORDS prism ，dispersionmodel，simulation，softwaredesign 三棱镜对各种单色光的折射率都不相 同，所以当 一 束复色光通过三棱镜时就会出现色散现象。对色散 现象的仿真模拟一方面要实现三棱镜对色光折射规律 的模拟，另一方面要模拟 出复色光色散后的色光分布 的效果。利用 自动绘图、交互控制、动态跟踪等软件技 术可以实现三棱镜色散现象的仿真。 图1三棱镜色散仿真模型的模块化程序结构 1 仿真模型的模块化程序结构设计 2 虚拟三棱镜数学模型的建立 动态地描述三棱镜色散的主要参数有复色光入射 数学模型的建立是实现模型数字化设计的基础。 的角度、入射点的位置、三棱镜的形状、三棱镜对各种 要精确描述虚拟三棱镜的色散现象，必须建立基于计 色光的绝对折射率大小等 。要实现对三棱镜色散现象 算机屏幕模拟视窗的数学模型。如图2，以模拟视窗左 的仿真模拟，就必须对这些参数进行交互控制，实现参 上角为原点，水平向右方 向为 z轴方 向，垂直 向下方 数的交互控制可通过计算机交互技术来实现-1]。由于 向为y轴方向建立坐标系。PD为人射的复色光线，A 模型对色散现象的模拟是基于计算机屏幕的模拟窗 (zo—t，Yo)、B(zo+t，Y0)和C(z0，Y1)为三棱镜的顶 口，所以还必须建立基于模拟视窗的数学模型。基于以 点，DE、DF为第一次折射后色散的边界，EG、F日为 上的考虑，三棱镜数字模型必须采取模块化结构程序 第二次折射后色散的边界。根据根据折射定律以及直 设计 。主要模块有：“入射角度控制”，用来随意改变复