光学设计方案范例

摘要：发光二极管（Light-emittingdiode，LED）是一种新型显微照明光源。这种光源不但容易实现计算机编程控制，也易于排列成环形阵列光源。基于可编程的环形LED阵列光源搭建的显微成像系统，可以实现多种显微成像模式，例如差分相衬显微成像和暗场显微成像等。本文提供了一种环形LED阵列光源显微成像系统的设计方案，并给出了一些成像实例。

关键词：发光二极管；显微成像；成像系统设计

1概述

虽然有许多先进的显微成像设备被发明，例如电子显微镜、原子力显微镜、荧光显微镜等，传统的明场光学显微镜仍旧是生命科学、材料学等领域不可替代的基本工具之一[1-4]。明场光学显微镜由照明光源、成像透镜组，以及载物台等部分组成。其中照明一般采用柯勒照明方式[1-4]，照明光由卤素灯这类热光光源加热灯丝产生。热光光源虽然具有发光光谱宽、照明亮度高等优势，但也存在光能转化效率低，使用寿命短，需要散热等缺点。而且，热光光源灯丝要保证照明亮度，通常制成特定的弯曲形状增大发光面积，只有使用复杂的光路，才能实现均匀的照明。相比之下，发光二极管（LED，Lightemittingdiode，LED）具有更高的发光效率，单色性好等优点，而且LED本身具有聚光镜结构，LED芯片发出光线经过聚光镜，可形成发散角较小的光束，当与样品距离远大于样品的尺寸时，照射在样品上的光束可近似看作平行光，无需复杂的光路，也可以提供均匀且高亮的样品照明，因此，LED正逐渐取代传统照明光源，在显微成像领域发挥着越来越重要的作用[5-9]。此外，单颗LED体积较小，便于各种形式排布，实现各种入射角的调制照明，这是其他光源难以做到的。本文根据显微镜成像系统特点，结合环形LED阵列光源，给出了一套显微成像系统设计思路，并列举出了该装置的使用实例，例如、差分相位显微成像[10,11]、暗场成像[12]。

2显微成像系统设计

由于环形LED阵列光源显微成像系统，可以实现光场显微成像、差分相位显微成像、暗场显微成像，需要对样品进行轴向扫描拍摄。下面给出了一种实现轴向扫描自动化拍摄的显微成像系统设计方案，该系统将包括硬件设计和软件设计两部分。在软件的编程控制下，实现自动化的显微成像拍摄。

2.1硬件设计

【内容摘要】基于如今室内设计专业教学的现状，探讨VR技术在室内设计专业教学中的应用。通过分析室内设计专业教学中存在的问题，结合VR技术的特点，提出了室内设计专业教学难点攻克的方向。基于VR技术的教学可以极大地提高室内设计专业教学的质量，能够实质性地解决教学中的难点。探讨了今后在VR技术的影响下，室内设计专业教学模式的改变与创新。

【关键词】VR技术;室内设计;教学模式

近年来，VR技术已经变成当代年轻人耳熟能详的字眼，从2016年VR元年开始，VR技术在我国发展迅速，作为目前新兴发展的热门技术，已经开始逐渐应用在社会的各个领域与行业，而在室内设计专业教学领域，VR技术也释放出其独特的魅力。

一、VR技术的特点

VR是VirtualReality的缩写，翻译为中文就是虚拟现实，该技术是包含电子信息技术、计算机技术以及仿真技术于一体的，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。VR技术的交互性、构想性、沉浸性使其对于室内设计专业教学模式的改变提供了无限的可能性。

(一)交互性。交互性是指当用户进入VR技术创造的虚拟空间时，相应的技术可以使用户和环境进行交互，比如当用户进行某个操作时，周围的环境也会相应作出某种反应。

(二)构想性。构想性也可以称之为想象性，用户在VR技术创造的虚拟空间中，可以拓宽自身的认知范围，根据自己的感觉、知识、创新思维创造出客观现实世界不存在或者难以存在的场景和环境。

摘要:以无人机测量技术的应用为基点，分析了高职院校建工相关专业在《建筑工程测量》课程授课中增设无人机测量技术内容的必要性。表明了无人机测量作为工程测量的新技术，在工程建设的各个领域都得到了广泛的应用。

关键词:建筑施工;工程测量;无人机测量技术

0引言

工程测量不仅是建筑施工的先行军，而且贯穿到工程项目从勘察规划设计到运营维护的整个过程当中，因此建筑施工离不开测量技术的支持。目前高职院校建工相关专业的人才培养方案中都将《建筑工程测量》课程作为专业基础课纳入到了课程设置当中，学生需要掌握地形图测绘、施工放样及变形监测等方面的知识和技能。考虑到工程测量技术在日新月异地发展变化，从传统的光学测量到电子测量，再发展到现在的3S技术和无人机测量，高职院校作为培养技术型应用人才的基地，在其相关课程授课内容的选择上要不断的根据相关领域技术的新发展进行调整，而无人机测量技术作为工程测量的新技术，越来越多地应用到了建筑施工的各个阶段，因此高职院校建工相关专业有必要在授课过程中增加无人机测量技术应用的教学内容，以便让学生掌握和本专业相关的技术发展前沿知识。

1工程测量课程传统教学内容

工程测量作为建工相关专业的专业基础课，其授课内容主要包括水准测量(光学水准仪和电子水准仪的应用)、角度测量(光学经纬仪和电子全站仪的应用)、距离测量(光电测距)、小区域控制测量(全站仪和GPS的应用)、地形图基本知识及测绘、施工测量、变形观测和竣工测量几大部分。虽然涵盖的内容比较完整，但是随着测量技术的发展，教材所涉及到的有些测量技术和仪器已经逐渐被淘汰，而目前的授课内容除了在小区域控制测量章节中介绍了GPS测量技术外，其他章节都以介绍传统的光学测量为主。虽然光学测量原理是其他相关理论知识建立的基础，但是学生需要在掌握基本原理知识的基础上，还有必要了解测量技术发展的新技术新趋势，掌握先进的现代测量技术和手段，这样才能在实际工作中具有解决问题的能力。

2无人机测量技术现状

新世纪，人类饱尝了环境污染和生态破坏的恶果，越来越突出的生态危机问题引起了人们的反思和担忧，树立生态理念、加强环境保护越来越成为人们的共同呼吁和心声。环境设计与人们的生产方式、生活方式和发展方式，紧密相关，在环境设计中引入和践行生态理念非常必要。

一、环境设计及生态理念的概念

（一）环境设计的概念

环境设计，又叫环境艺术设计，是指在室内、园林、建筑、城市设计过程中，综合应用美学、哲学、文化学、社会学、经济学、力学、光学、建筑学等理论为指导，而进行的施工对象环境方案的开发与设计行为及其过程。

（二）生态理念的概念

生态理念是指在进行一项设计或开展一各项目时，既要确保设计对象和设施的功能正常，又要积极遵循自然、社会发展的客观规律，努力降低设计方案实行过程中的环境污染和生态破坏，从而最大限度地降低对自然环境的破坏，实现人与自然的健康和谐发展。生态理念具有高效性、持续性、多样性、循环性等特征。

二、环境设计中应用生态理念遵循的基本原则

摘要：虚拟现实是基于技术手段实现对虚拟世界的逼真创建，来满足学生对虚拟环境的视、听、触等感官的交互性体验。在室内设计领域中运用虚拟现实技术，可以打破传统室内设计教学中基于意图而绘制二维图纸的弊端，能让学生身临其境地体会和变换设计方案，以更为直观、形象的现实技术手段来呈现设计理念，发挥虚拟现实技术之“长”来补实践教学之“短”，提升室内设计课程教学质量和水平。

关键词：虚拟现实；室内设计；课程融合

室内设计专业教学具有较强的实践性，除了常规课程教学外，对于学生的专业考察、实践动手、毕业实习等环节来说，因缺乏时效性、针对性，往往制约该学科实践教学质量的提高。虚拟现实技术以现代计算机仿真系统为基础，通过构建虚拟三维图像技术，构建虚拟世界，增强学生对三维虚拟空间环境的视、听、触觉等感官的直接体验，让学生能够“沉浸”其中，达到室内设计实践性目标。为此，针对室内设计课程与虚拟现实技术的融合教学，现就其应用思路进行如下归纳。

1虚拟现实技术特点及在室内设计中的应用必要性

虚拟现实技术（Virtual…Reality）最早由美国军方用于研制飞行驾驶模拟训练，因其综合了对人体视觉、触觉、听觉等感官的模拟感知，使其在学习领域更具应用优势。虚拟现实技术通过创建基于真实环境的虚拟空间，其特点表现在四方面。一是多感知性。从虚拟现实技术的应用之初，就是将人类的感知功能作为模拟对象，使其能够具有人具有的综合感知能力。二是沉浸性。虚拟现实技术将计算机生成的虚拟环境，作为逼真的体验空间，为人在虚拟空间中实现看得到、听得到、摸得到、感觉得到的真实体验，从而获得身临其境的感觉。三是交互性。借助用户与虚拟空间的相互作用，在用户体验与虚拟环境之间，形成与真实世界一模一样的“互动”体验。

2虚拟现实技术与室内设计课程的融合

2.1“1+1”融合方式

摘要:为适应工程教育专业认证的新趋势，本文介绍了湖北工业大学“食品微生物学”的课程改革，主要介绍了本课程的毕业要求、课程目标、具体实施过程及未来需要改进的地方，为其他院校的“食品微生物学”教学提供参考。

关键词:食品微生物学;工程教育专业认证;教学改革

“食品微生物学”（“微生物学”）是食品科学与工程专业的学科基础课，主要研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布等生命活动基本规律。食品专业讲授这门课时，一般侧重于引用和讲解与食品有关的微生物及其与食品品质、安全和工程领域的关系，如有益微生物在食品生产中的发掘、利用、改良等基本知识，有害微生物在食品中的作用以及食品防腐的原理和技术，为食品生产、储藏、流通等环节中涉及的微生物相关问题提供理论支撑和实践指导。工程教育专业认证已成为中国大学工科教育评估的风向标之一。湖北工业大学食品科学与工程专业处于申请受理过程中，围绕着工程教育专业认证，本门课程进行了一系列改革，现综述如下。

1课程的毕业要求及课程目标

产出导向（outcome-based，OBE）理念，是工程教育专业认证的核心理念，注重毕业生质量，强调一切教学活动都是以学生为中心。结合课程内容和OBE理念，湖北工业大学“食品微生物学”支撑以下两个毕业要求：1）毕业要求4.1（研究）：基于食品科学和工程的基本原理，考虑食品特性，针对食品品质、营养和安全的复杂工程问题制定可行的研究方案。2）毕业要求6.2（工程与社会）：能够合理分析并评价生产过程中食品内源性和外源性的安全和法律问题，并理解应承担的责任。对应的课程目标是：1）掌握微生物理论知识和基本实验技能，为生产、储藏、流通等食品工程领域中的微生物问题提供研究方案；2）掌握微生物理论知识和基本实验技能，为微生物引起的食品质量和安全问题评估和控制提供理论依据和技术支撑。

2课程的具体实施过程

本课程学习分为理论和实验两个部分。具体教学内容如下。

摘要：展示设计是一门综合性极强的艺术设计课程，随着社会经济及科学技术的发展，现代展示设计的概念也发生着巨大的变化。展示设计课程以培养学生动手能力、设计创造能力和团队协作意识为主要目的，它既是一门空间与场地的规划艺术，又是关于视觉传达的艺术，是艺术设计学科的重要专业课程。论文从展示设计课程教学内容、现状分析、教学方法思考、任务驱动与项目实践教学几方面进行探讨和思考，从新的角度探索展示设计的教学方法改革。

关键词：展示设计、课程教学、实践锻炼

展示，英文“display”，表现展现的状态行为。设计，是将想法进行合理规划，通过各种形式向受众传达的过程。展示设计可以理解为运用视觉传达方式展现空间规划、平面布置，以其直观、系统、生动有趣的形式将信息有目的地展现和传达给受众，使受众在观看过程中受到感染产生共鸣。现代展示艺术内容极其丰富，领域涉及广泛，它通过各种渠道和手段向受众传递大量信息，是一门综合性极强的设计艺术门类。展示设计课程是以环境艺术设计为主，涉及其他学科的设计课程，是艺术设计专业限选课程。领域包括博览会、商品陈设、旅游、展览活动等。现代展示设计主要是搭建产品信息和受众联系的平台，让新的产品或是信息能够被更多的人知道，达到推广和宣传的目的。现代展示设计已然是产品获得市场的一个重要手段和途径，其基本目的是创造合理的、视觉化的信息系统。因此，展示设计在生活中的运用越来越广泛，如日常生活中的汽车展示、博物馆展示、商品推介展示、地方特色产品展示、旅游展会等，都离不开展示这门艺术。

一、展示设计课程教学内容

高校作为培养人才的重要场所，不能忽视人才培养的与时俱进，要关注学科前沿及学科知识的变化、关注学生学习方式的变化，加强课程教学方法的改进，为社会培养具有较强专业设计水平，能敏锐把握展示发展趋势，又有较强动手操作能力，能够适应地方经济社会发展的应用型人才。

（一）展示设计课程教学特点。展示设计课程与专业基础课程“立体构成”“色彩设计”“平面设计”等课程有衔接，“立体构成”课程奠定一定空间设计知识，再通过展示空间设计的学习和实践，使学生对于空间设计的知识掌握更加稳固。展示设计是一门综合性极强的课程，学生需要掌握视觉传达、展示陈列、空间设计、景观设计、工业设计等专业知识，还要了解视觉心理学、人体工程学、光学、材料学、建筑学等其他学科知识。课程很受学生喜欢，愿意主动去学习和思考，但在教学中由于学生知识面不均，通常会有对理论知识学习不太感兴趣，模型制作时动手能力弱，对于空间的合理规划把握不够，对于模型和实际比例掌握不好等问题。因此，教学中教师要充分引导学生钻研，在作业练习中主动补充其他学科知识及专业知识，提升学生的设计能力，主动扩展学生知识面，使得展示设计教学活动真正能起到培养学生学习兴趣、锻炼能力、提高专业设计水平和培养工匠精神的作用。

（二）展示设计课程教学涉及的内容。远古时期的展示设计可以认为是岩画、陈列偶像、宗教画里的山洞、祭坛、庙宇、神殿等。我国第一所博物院建于清朝同治年间的1868年，由法国神父韩伯录与上海徐家汇建立的“震旦博物馆”，后改名为“上海徐家汇博物馆”。而1851年5月在伦敦海得公园举办的万国博览会，是世界公认的第一届博览会，共展出精品14000件左右。展示设计是一个复杂的人与物、人与人的交流过程设计，它是一种宣传性极强的动态性设计。展示设计从内容上可分为综合型展示、专业型展示、展会型展示。从展示目的可分为观赏型展示，包括美术作品展、文物展等。教育型展示，包括宣传图片展、历史展等。推广型展示，包括新产品、新成果等。交易型展示，包括展销会、交易会等。从展示手段上又分为实物展、图片展、综合展等类型。在众多的展示设计内容中，教学主要选取展示环境的空间设计、展示照明与色彩设计、展示的道具设计、展示的视觉传达设计、展示的版面设计等为主要内容。展示领域主要涉及产品展示、文化展会展示、主题展示等范围。

一、仪器保存的预防措施

1.防潮防霉

（1）绝大多数物理仪器设备使用后，不宜用水清洗烘干，而应使用干燥的软棉布擦拭，再存放在干燥的环境中。（2）对于一些特殊的仪器，还应采取特别的处理办法。例如，光学仪器入柜前应用镜头纸对镜面进行擦拭，再放入干燥的仪器柜中，以免在镜面上生成霉斑。存放静电仪器的柜内应加放干燥剂或其他吸潮的物质。导电纸、电磁打点计时器所用的复印纸和纸带等应用密闭的塑料小袋封存。对于使用频率较低的电器设备（如示波器、信号源等），应定期对其通电。

2.防散失

一些物理仪器设备，若结构相对复杂，且并非一个整体，如方座支架的座杆与附件、力矩盘的底座与套件、电表的主表与刻度盘和表笔、天平与砝码等，应将其主件与附件的存放位置居于一处，且使用后及时归整入柜。

二、实验装置的预防措施

1.防松脱