研究目的
为了评估光场成像技术在高温焓环境中对高亮度、高速等离子体流动进行三维研究的潜力，特别是用于等离子风洞中的物质密度表征。
研究成果
光场相机通过全光成像技术，能从单次曝光中实现气体火焰和等离子体流等光学薄发光物体的三维重建。Lytro Illum相机证明了其在简单场景中的可行性，而Raytrix R29则更适合高速等离子体应用。未来研究应聚焦于采用空间变化点扩散函数的直接解卷积方法，并通过实验验证以实现高焓流场中的精确三维分析。
研究不足
反卷积方法假设点扩散函数（PSF）具有平移不变性，这一前提在摄影成像中并不严格成立，会导致重建伪影和精度下降。光场数据的有限视角限制了断层扫描的角度范围。相机在曝光时间和灵敏度方面存在约束，Lytro Illum相机因滚动快门效应和彩色滤光片问题，不适用于快速等离子体流拍摄。计算方法资源消耗大，可能需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用光场成像技术，使用全景相机通过单次曝光捕获三维数据。方法包括基于光场数据的去卷积和断层扫描三维重建技术。
2：样本选择与数据来源：
以焊枪产生的燃气火焰作为测试对象，模拟光学薄且发光的场景；采用等离子风洞（PWK1）的等离子流进行应用测试。
3：实验设备与材料清单：
全景相机（Lytro Illum和Raytrix R29）、主镜头（尼康200毫米f/4微距镜头）、光谱滤光片（780纳米窄带通）、点光源（5微米孔径，由白光LED背光照明）及计算工具（Power Tools Beta、DeconvolutionLab、RxLive）。
4：9）、主镜头（尼康200毫米f/4微距镜头）、光谱滤光片（780纳米窄带通）、点光源（5微米孔径，由白光LED背光照明）及计算工具（Power Tools Beta、DeconvolutionLab、RxLive）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：使用全景相机记录燃气火焰和等离子流的图像，通过计算生成合成焦堆栈或Radon变换，应用去卷积或断层扫描算法进行三维体重建，采用Richardson-Lucy等迭代方法实现去卷积。
5：数据分析方法：
利用软件工具进行图像重聚焦、去卷积及可视化分析，通过GPU计算提升效率，评估重建质量与局限性。
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GPU
Nvidia GeForce 980 Ti
Nvidia
Utilized for computational tasks such as deconvolution and tomographic reconstruction to handle intensive processing.
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Plenoptic Camera
Lytro Illum
Lytro
Used for capturing light-field data of gas flames and enabling 3-D reconstruction through computational refocusing and deconvolution.
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Plenoptic Camera
Raytrix R29
Raytrix
Employed for imaging high-speed plasma flows with narrow-band filters, suitable for 3-D analysis in high-enthalpy environments.
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Lens
Nikon 200 mm f/4D Macro
Nikon
Used as the main lens with plenoptic cameras for focusing and imaging objects at specific distances.
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Spectral Filter
Narrow bandpass filter at 780 nm
Applied to selectively image atomic oxygen emission at 777 nm wavelength in plasma flows.
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Point Source
5 μm aperture back-illuminated by white LED
Used to experimentally determine the point spread function (PSF) for deconvolution methods.
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