[发明专利]莫阿条纹动态图

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有动感的卡通图，具体是一种莫阿条纹动态图。

背景技术

在教学中需要直观、逼真和动态感觉，使学生能更加深入的了解如血液流动、心脏跳动，发动机螺旋桨转动，风叶转动、涡轮轴自转，气动质量喷管点火和喷射状态等。对提高教学质量极为重要。但是目前使用的教材都十分简单，画面是静止的，学生理解起来相对困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种莫阿条纹动态图，能给学生以直观、逼真的动态感觉，以提高教学质量。

莫阿条纹的形成原理：

众所周知，人眼视觉有一定的误差，把两条十分靠近的线看成彼此重叠，“靠近”即“重叠”，这就是眼的分辨能力不足所产生的错觉造成的结果。同样的道理，当一族曲线与另一族曲线的相交点迭合时，而曲线的相交夹角小于45度，则通过原曲线的各相交点会出现一族新的曲线效应，在光学理论中称谓“莫阿效应”（moire  effect）。根据此效应，无论是直线还是曲线，只要是两条线迭合相交，且相交夹角小于45度，错动后都会产生一种明显的、移动速度较快的、明暗相间的粗黑条纹，此条纹叫“莫阿条纹” (moirefringes)。

静片图和动片图两部分组成，其特征在于：

动片图包括透明基片和在透明基片上印制的多条条纹；

多条条纹等距离平行印制，且粗细相同，每厘米12条；

静片图由两部分组成，其中一部分为始终保持静止的主画面图，另一部分是与拉动的动片图配合能呈现动感的动态图；

在上述的动态图上有直线条纹和曲线条纹；直线条纹和曲线条纹应符合下述条件：

1、直线条纹间距相等或不相等；

2、曲线条纹用数学方程计算后绘制；

3、作为动态图的制作可输入计算机存储，便于裁剪粘贴使用。

动态图制作方法：

1、静态图平行条纹

条纹按其疏密程度编号，每厘米长度内含有n条条纹，称为n号条纹，记作n^#。如每厘米含有6条条纹，称为6^#条纹。当动片和静图的条纹号相同，称为“同号条纹”；条纹号不同，称为“异号条纹”。

①移动律

动片向下方移动时，条纹的移动有以下规律：异号条纹迭加错动，条纹纵向移动：密的上行，稀的下行。(见图1)。同号条纹迭加错动，条纹横向移动：左斜左行，右斜右行（见图2）。

②密度律

条纹的密度I指每厘米长度内莫阿效应条纹的数目。它与动片、静图条纹的密度m和n有以下关系：异号条纹I=∣m-n∣；同号条纹I=md（式中d表示动片与静图条纹的夹角）密度律的要点可概括如下：同号条纹看夹角，异号条纹看号差。

③斜度率

在演示转动效果时，往往需要粗纹有适当的倾斜度。用异号条纹，可以获得较好的倾斜效果。其倾斜度服从下述关系式：    

（式中，φ—粗纹与水平方向的夹角，反应倾斜的程度。）

2、“静图条纹图”曲线条纹：包括有圆形条纹（图3）、辐射条纹（图4）和螺旋形条纹（图5）。

它们有以下两大特点：①同一条纹曲线上，不同点的斜率彼此不同；②同一静图上各条条纹曲线的形状彼此不同，甚至条纹间距也有差异。

    显然，这样的曲线用手工绘制是十分困难的，需借助于计算机，由它控制自动绘图仪来绘制。当然，要做到这一点，首先必须推导出各种条纹的数学方程。下面介绍我们推导出的诸方程：

①螺旋形条纹方程

此方程在航空知识动态图中的应用：

以上两图均模拟：风叶转动，涡轮轴的自转，气动矢量喷管点火装置和喷射状态

代入方程

：

②圆形条纹方程（扩散状圆形条纹的静图方程）

为模拟中小学物理和自然知识课本中白炽灯光的闪烁和电流的传输途径，光闪烁的动感运用扩散装圆形条纹方程（见图8）

式中，k为莫阿条纹间距H与光栅动片间距D的比值

电流的传输分别是：上行为14号条纹（每厘米中含14条平行且粗细、间距

相等的条纹）；下行为10号条纹。左、右方向运动的均为12号条纹，左行则向左倾斜一定角度，右行则向右倾斜，其倾斜度服从以下公式：

式中：