КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И СВЕТОТЕХНИКИ
На дополнительное меню страницы меню  

090605.01
Компьютерное проектирование светотехнических систем

Свет, это основа жизи!

Общие сведения о специализации
Основные черты современного состояния специализации
Особенности подготовки студентов на нашей кафедре
Перспективы развития специализации



Предшествующая специализация Предшествующая специализация | Следующая специализация Следующая специализация


Общие сведения о специализации.

Многие думают, что профессия светотехника берёт свое начало с момента изобретения электрической лампочки, изобретённой русским электротехником А. Н. Лодыгиным, который в 1872 году продемонстрировал образец лампы накаливания с угольной нитью и получил привилегию (патент) №1847. Или с 27 января 1880 года, когда Т. Эдисон получил патент №223898 на изобретение лампы с угольной нитью накаливания, помещенной в стеклянный шар из которого выкачан воздух.
На самом деле история искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день. На улицах крупнейших европейских городов осветительные масляные фонари появилось в начале XVIII века. Затем масло заменили спиртово-скипидарной смесью. Позднее, в качестве горючего вещества, стали использовать керосин и, наконец, светильный газ, который получали искусственным путем.
Древнейшей светотехнической установкой известной человечеству является Александрийский маяк. Он даже вошёл в перечень семи чудес света. Александрийский маяк был построен 280 г. до н.э., на маленьком острове Фарос в Средиземном море, около берегов Александрии, чтобы корабли могли благополучно миновать рифы на пути в александрийскую бухту. Ночью им помогало в этом отражение языков пламени, а днём - столб дыма. За пламенем маяка стояли бронзовые пластины, направлявшие свет в море. Общая высота маяка составляла 117 метров. С кораблей можно было видеть этот маяк на расстоянии до 50 км. Это был первый в мире маяк, и простоял он 1500 лет. В XIV веке маяк был уничтожен землетрясением. Несколькими годами позже мусульмане использовали его обломки, чтобы построить военный форт. Форт впоследствии не раз перестраивался и он до сих пор стоит на месте первого в мире маяка.


Однако, технологические задачи, которые и сегодня решаются с помощью светотехники, сформировались на заре электрификации и, в первую очередь, эти задачи сводились к оптимизации затрат на освещение. Такие задачи и сегодня остаются актуальными, поскольку вечернее освещение города с двух миллионным населением требует приблизительно 400 - 500 Мвт энергопотребления, что соизмеримо с половиной мощности энергоблока атомной электростанции. Тем самым, даже незначительное увеличение коэффициента полезного действия источников света или оптимизация энергозатрат за счет оптимального освещения, становятся задачами высокой экономической важности.


Однако, было бы большой ошибкой считать, что и сегодня задачи внутреннего и внешнего освещения зданий, являются доминирующими в специальностях связанных с светотехникой. Со временем, в сферу светотехнических задач были вовлечены практически все задачи так или иначе связанные с освещением. Сегодня качественный свет необходим начиная от освещения различных операционных полей и завершая лазерной подсветкой целей или существенно удаленных объектов. В сферу задач светотехники оказались вовлечены операционные поля в медицине, биологии, технологические и научно-исследовательские зоны от микро до макро размеров, причем как стационарные, так и мобильные. Существенно изменились и функциональные возможности источников света. Сегодня все большее значение приобретают распределенные источники света (световые профили, световые панели), ведутся работы по созданию светопроводов, которые позволяют транспортировать мощные световые потоки. Кроме того, развитие современных технологий автоматического управления оказало значительное влияние на все разделы светотехники. Сегодня к типовым объектам, для которых светотехнические технологии играют решающую роль можно отнести:

Важно также подчеркнуть, что в последнее время в составе светотехнических систем все чаще применяются лазерные технологии и лазерные источники света, которые позволяют не только создавать подвижные световые образы, строго дозированные или силовые воздействия светом, но и эффективно применять возможности голографии. Как следствие, значительно возросла сложность световых полей, которые формируются современными системами управления светом. Более того, такие световые поля все чаще проектируются управляемыми по мощности, по спектральному составу, диаграммам направленности, а также характеру поляризации.



(вернуться к оглавлению вернуться к оглавлению )

Основные черты современной предметной области.

В качестве одного из примеров сложной светотехнической системы, можно привести современную светосигнальная система аэродрома. Сегодня светосигнальные системы аэродромов содержат более тысячи аэродромных огней разного функционального назначения, расположенных практически на всей территории летного поля. Каждый огонь представляет собой компьютерно управляемое современное оптическое устройство с множеством специальных характеристик, что обеспечивает его видимость (а следовательно и безопасность полета) в условиях тумана, дымки, дождя и снега, ночью и в дневное время.


Как уже отмечалось, современные светотехнические системы контролируются и управляются компьютеризированными управляющими системами. Более того, такие управляющие компьютеризированные системы относятся к самому новому классу распределенных систем цифрового управления, к так называемым, управляющим контроллерным сетям. Благодаря такой архитектуре систем, можно значительно повысить их живучесть и надежность, уменьшить время на поиск неисправностей и ремонт, повысить общее качество управления. Как следствие, специалисты по таким светотехническим системам, должны на высоком уровне владеть технологией проектирования и обслуживания компьютерных сетей и глубокими знаниями по теории управления.


Для управляемого энергообеспечения источников света сегодня все чаще используется силовая полупроводниковая техника, как правило, со встроенным микропроцессорным управлением. Это позволяет не только выполнять дистанционное (распределенное) управление всей светотехнической системой, но и осуществлять автоматический экспресс - контроль и диагностику всех ее элементов. Тем самым, с помощью специального программного обеспечения, оператор может управлять не только всей светотехнической системой и ее отдельными сегментами, но и динамически изменять конфигурацию системы, компенсируя те или иные локальные отказы, либо корректировать широкий спектр параметров источников света.


Одним из характерных примеров современной светотехнической системы может служить система Евровидения-2006, которая включает: 13 метров сцены, 500 вращающихся прожекторов, 12 световых пушек, 250 квадратных метров анимированных декораций из светодиодных панелей, компьютерная сеть из 16 серверов, 280 цепных подвесов, 200 метров металлических ферм и 180 километров кабелей. И все это в распоряжении одного человека – художника по свету.


Особое значение, компьютерные возможности светотехнических систем, приобретают для особо ответственных объектов. Например, для уже упомянутой светосигнальной системы аэродрома, гибкое автоматическое обслуживание каждого огня является основным залогом высокой безопасности полетов. Однако, аэродромный огонь, это не только элемент сложной системы управления. Каждый огонь является еще сложнейшим источником света, со множеством специфических световых, конструкционных и надежностных параметров.


Подводя итог краткому обзору современных черт предметной области для данной специализации, хочется особо подчеркнуть - сегодня ведущую роль играет глубокое освоение технологий современного автоматизированного и автоматического управления, управления которое широко применяет компьютерные методы и обеспечения.


(вернуться к оглавлению вернуться к оглавлению )

Особенности подготовки студентов на нашей кафедре.
(раздел для абитуриентов и их родителей)

I. Центральной идеей подготовки студентов на нашей кафедре является создания такого информационного и интеллектуального пространства, в котором уровень профессиональной и научной подготовки студентов ограничивается только трудоспособностью и желанием самих студентов.

Создание такого пространства подразумевает не только привлечение к учебному процессу специалистов высокой квалификации (см. кадровый состав кафедры ) , не только постоянное обновление содержания и структуры специальных дисциплин (см. учебный план подготовки студентов и рабочие программы). Существенное значение также имеет информационная составляющая пространства обучения, которая включает в себя:

Техническая база. Сегодня институт электроники и систем управления, в состав которого входит и наша кафедра, располагают достаточно мощной и современной информационной структурой, которая базируется на компьютерной сети, охватывающей все девять кафедр института. Данную сеть поддерживают 5 серверов определяющих первые два доменных уровня сети и не менее 9 серверов поддерживающих домены кафедр. Наша кафедра, как самостоятельный домен такой сети, представляет своим двум компьютерным классам полный и независимый от других провайдеров перечень традиционных услуг интернета. В этот перечень входят WEB, FTP, EMail, Proxy сервера, а также средства проведения видеоконференций. Начиная с 2004 года постоянно растет роль этой среды в процессе обучения студентов. Так например, сегодня многие учебные дисциплины, особенно те, которые требуют для понимания большого объема визуальной информации, читаются преподавателями кафедры в режиме видеоконференций с использованием WEB и FTP ресурсов, либо путем трансляции на произвольное число компьютеров всех действий преподавателя на экране его рабочей станции. Кроме того, кафедра имеет возможность создавать собственные News Group для проведения асинхронных конференций, открытого обсуждения вопросов в рамках работ СНТО либо для отдельных учебных дисциплин. Как уже упоминалось выше, наша кафедра располагает двумя компьютерными классами (см. Лаборатория 319 , Лаборатория 317 ). В 2007 году оборудование лаборатории 317 было полностью заменено на 20 современных компьютеров, что позволило ввести в учебный процесс такие мощные компьютерные программы как Mathematica 4, MatLab 7 / Simulink, Electronics Workbench MultiSim 9, DiaLux 4, Adobe Suite 2, Delphi 7 и некоторые другие.

Доступ к глобальным информационным ресурсам. Начиная с 2007 года компьютерная сеть кафедры получила неограниченный доступ к глобальному интернет и имеет возможность распространять этот доступ на любое число компьютеров своей сети. Студентам кафедры предоставляется бесплатный доступ в глобальный интернет для выполнения плановых заданий, либо для выполнения работ в рамках студенческого научного общества (см. СНТО )

Стабильность наполнение и качество информационных ресурсов. При всех достоинствах глобального интернет, следует признать, что он совершенно не пригоден в качестве информационной среды для профессионального обучения. Важная (для учебного процесса) информация имеет в интернет фрагментарный характер и трудноуловима среди информационного мусора, который имеет доминирующий характер. Более того, немногочисленные источники действительно полезной информации, являются полностью независимыми субъектами и, как следствие, демонстрируют совершенно непредсказуемую политику доступа к этой информации.

В силу сказанного, еще одной центральной идеей нашей кафедры является создание собственных WEB и FTP информационных ресурсов, а также накопление этих ресурсов по рубрикам:

Данную работу сотрудники кафедры реализуют начиная с 2000 года и на сегодня электронные библиотеки кафедры приблизительно насчитывают: В качестве иллюстрации, приведем сегмент FTP - библиотеки нашей кафедры, который непосредственно относится к разделам знаний, которые необходимы для специалистов в области электроники и систем управления, в том числе для электротехнических и светотехнических систем:

Простая калькуляция файлов в этом сегменте показывает значение 7848 книг. И это только те книги, которые были отобраны специалистами в качестве источников информации полезной для расширенного процесса обучения. Под термином расширенный процесс обучения мы понимаем такое наполнение информационного пространства, в котором уровень профессиональной и научной подготовки студентов ограничивается только трудоспособностью и желанием самих студентов.

Гарантированность доступа к информационным ресурсам. Самой существенной из информационных политик нашей кафедры является политика открытости информации для наших студентов. Это означает, что любой студент нашей кафедры имеет право бесплатно копировать для личного некоммерческого использования любую книгу, статью и т.п. Более того, многие преподаватели кафедры бесплатно предоставляют студентам CD или DVD оригинал всех материалов и учебников своей дисциплины для самостоятельного копирования этого оригинала. Если вспомнить, что стоимость современных печатных учебников имеет тенденцию только к росту, а нижняя граница стоимости по состоянию на 2007 год равна приблизительно 50 гривен, то легко представить размер реальной финансовой помощи, которую оказывает наша кафедра родителям наших студентов.

Подводя некоторый итог сказанному выше, хочется особо отметить, что современный уровень развития науки и технологии уже не просто не вмещается в скромные сроки для его освоения (4-5 лет обучения), а намного превышает возможности учебного процесса. В этом смысле студент, который выполняет учебный план только от точки до точки, сегодня уже не может рассматриваться как специалист готовый к реальной конкуренции на рынке труда. Начиная с первого курса мы пытаемся донести эту мысль до сознания наших студентов, а также предлагаем нашим будущими студентами обсудить c родителями следующий простой тезис: "Насильно научить нельзя, можно только осознано научиться!".

II. Второй важнейшей идеей подготовки студентов на нашей кафедре является такая структуризация учебного процесса, при которой студенты получают не только традиционные теоретическую плюс специальную (профессиональную) подготовку, но также проходят технологическую подготовку по созданию современных систем, которая остро необходима для успешной конкуренции создаваемых продуктов на внутренних и, что более важно, внешних рынках.

В последние годы значительно повысился интерес абитуриентов к изучению программирования. С одной стороны это следует всячески приветствовать, а с другой стороны не следует забывать, что другая сторона все же существует. О чем идет речь? Программирование - это способ изложения знаний в языке понятном современным техническим системам. Особо хочется подчеркнуть слово ЗНАНИЯ. Почему? Да если Вам нечего сказать, (нет знаний) вряд ли вам помогут любые языки: "английский", "украинский", "русский", Delphi, С++ &MFC, и даже "Узелковое письмо племени Майя". Однако, если вы приобрели профессиональные знания, то отсутствие языка их выражения, доступного для современных технических систем, не позволит Вам преобразовать эти знания в конкурентоспособный на современных рынках продукт (изделие). Как способ выхода из этого противоречия, естественным путем выстраиваются три связанных между собой слоя, необходимых для подготовки современных специалистов:

Фундаментальная и общетеоретическая подготовка. Данная подготовка является наиболее традиционной и включает в себя такие дисциплины как: "Высшая математика", "Физика", "Химия", "Техническая (теоретическая) механика и инженерная графика", "Философия", "Иностранный язык", "Специальные разделы математики", "Специальные разделы физики", "Основы экономических и социальных знаний", "Основы организации и безопасности производств".

Все названные разделы подготовки, многократно проверены временем и во многом определили всемирное признание теоретического уровня советской и постсоветской высшей школы.

Специальная профессиональная подготовка. Специальная подготовка формирует базовые знания по конкретной специальности и подразделяется на фундаментальную и общетеоретической часть, а также на часть непосредственно определяющую профессиональные знания. Специальная фундаментальная и общетеоретическая часть включает в себя такие дисциплины как: "Основы теоретической электротехники", "Теория автоматического регулирования", "Промышленная электроника". Часть, определяющая профессиональные знания существенно зависит от специализации (см. учебный план подготовки студентов ). При этом дисциплины, которые определяют знания по специальности выделены в учебном плане жирным текстом, а шифры 090603 и 090605 обозначают соответственно электротехнические и светотехнические специализации.

Современная технологическая подготовка. Современная технологическая подготовка, особенно с акцентом на компьютеризированные технические системы, которые в наше время доминируют во всех экономических областях, является наиболее развивающимся разделом знаний. Темп развития настолько высок, что содержательную часть некоторых дисциплин, приходится ежегодно обновлять на 30-50%. При этом фрагменты технологических знаний, которые традиционно включались в состав специальных дисциплин начинают либо терять согласованность, либо, с учетом все возрастающей сложности и разнообразия технических систем, переходят в формы кратких обзоров. В то же время, общие принципы и методы разработки, технологию конструирования и программирования, методы отладки и регламенты эксплуатации можно выстроить в связанную цепочку знаний, которая будет охватывать все ключевые технологии в основе жизненного цикла современных технических систем. Вариант такого подхода к освоению технологических знаний представлен следующим набором учебных дисциплин:

Как уже говорилось выше, содержательная часть подобных дисциплин сегодня представлена фрагментами, которые либо входят состав различных специальных дисциплин, либо преподаются в факультативном порядке. Наша кафедра ведет постоянную работу по объединению таких фрагментов технологических знаний в связанную систему. Освоение этих знаний позволит студентам легко ориентироваться в структуре, схемотехнике и алгоритмах самых разнообразных технических систем, причем не только непосредственно связанных с их специальностью, но также в широком спектре систем смежных и даже отдаленных профессиональных областей.

Подводя очередной итог, хочется сформулировать конечную цель, которую наша кафедра преследует изложенной структурой подготовки студентов. Эта цель заключается в получении "драгоценного сплава" профессиональных знаний с современным технологическим языком, позволяющим знания трансформировать в наукоемкую продукцию. Такова одна из целей нашей кафедры, а вот для наших будущих студентов, предлагаем обсудить с родителями справедливость следующего тезиса: "Инженер это не тот, кто в совершенстве знает отдельные технические системы (для этого существуют техники профессионалы). Инженер это тот, кто создает такие системы, а в идеальном случае, создает новые технологии".

III. Третьей важнейшей идеей подготовки студентов на нашей кафедре является постепенное включение студента во все более высокие уровни профессиональной деятельности начиная с первого года обучения и заканчивая трудоустройством.

Первым профессиональным этапом в развитии студентов являются работы, которые выполняют студенты первого и второго года обучения в виде цикла, который можно озаглавить как "Разработка макета эскизного проекта по динамическому освещению некоторого архитектурного комплекса или здания". Студенты самостоятельно выбирают объект и художественное решение, раскрывая свой творческий потенциал, что позволяет более точно осуществлять их индивидуальную подготовку. Однако самым важным, является то, что в процессе работы студенты на практике осознают потребность в решении круга вопросов, которые составляют суть специальных дисциплин. Таким образом, специальные знания воспринимаются не в форме "... мол потом это обязательно Вам пригодится", а воспринимаются как "ответы на вопросы, которые востребованы уже сегодня". Ниже приведены примеры художественных решений, которые взяты (по итогам 2007 года) из работ студентов второго года обучения:


Анимационный GIF ~ 843k

Анимационный GIF ~ 1,82M

Анимационный GIF ~ 660k

Анимационный GIF ~ 1,22M

рисунок ~ 196k

Анимационный GIF ~ 290k

Анимационный GIF ~ 361k

Анимационный GIF ~ 1,48M

На старших курсах, в процессе освоения специальных дисциплин и выполнения курсовых работ, студенты осваивают не только расчеты по различному освещению фасадов зданий, внутренних интерьеров и сцен, рабочих мест и рабочих зон, взлетно-посадочных полос и т.п., их работа постепенно связывается с отдельными деталями проектов, которые реально выполняют ряд украинских светотехнических фирм. Так например, наши студенты принимали участие в проектах, отдельные фазы компьютерного решений таких проектов представлены ниже:


Образ из проекта JPG ~ 197k

Образ из проекта JPG ~ 172k

Образ из проекта JPG ~ 162k

Образ из проекта JPG ~ 129k

Активное взаимодействие наших студентов с различными фирмами создает отличные предпосылки для их трудоустройства. Однако, таким взаимодействием возможности трудоустройства не исчерпываются. Кафедра постоянно отслеживает рынок труда по своему профилю и обеспечивает своих студентов информацией о фирмах действующих на этом рынке (см. Фирмы для трудоустройства ).


(вернуться к оглавлению вернуться к оглавлению )

Перспективы развития специализации.

Сегодня специалисты в области светотехники являются все более востребованными как в экономике, так и в науке. Это легко проиллюстрировать хотя бы количеством светотехнических фирм (см. Фирмы для трудоустройства ). Однако даже при наличии "упитанной синицы в руках, небо безрадостно, если в нем нет журавлей". Действительно, каковы же перспективы дальнейшего развития светотехнических направлений науки и технологии? Отвечая на этот вопрос, особо хочется отметить следующее:

Светотехника в медицине и биологии
Миллионы лет биосфера Земли (в том числе и люди, как одна из ветвей дерева жизни) формировалась под воздействием света нашей звезды и благодаря этому свету. По существу, свет являлся и является ныне фундаментальным системообразующим фактором, определяющим развитие всего живого на нашей планете. По этой причине, сегодня, говоря о пользе света, трудно кого либо удивить соляриями, лазерной акупунктурой, специальными режимами света для селекции или повышения урожайности и т.п. Однако, во многом, потенциал применения светотехнических систем в этих областях остается либо еще не полностью раскрытым, либо еще не востребованным в полной мере. Это связано с тем, что в развитии смежных наук необходим очередной шаг. Например, как только будет сделан следующий за МКС (Международная Космическая Станция) шаг в освоении космоса (речь идет о создании лунных баз), светотехнические технологии станут критически важными для создания всех система жизнеобеспечения. В качестве обоснования, попробуйте оценить стоимость килограмма обычных огурцов, при условии их импорта с поверхности Земли. Вы спросите мол причем здесь светотехника. Да дело в том, что солнечный свет вне атмосферного щита, сожжет грядки наших огурцов (до состояния пепла) в течении часа.
Далее ... Современная медицина и физиология все в большей степени осознают и расшифровывают сложнейшую картину нервной организации человека. На фоне этих знаний, эмпирический опыт иглоукалывания (даже в его лазерной форме) уже не является лучшим из того, что можно предложить для процедур профилактики или лечения путем грамотного воздействия на "вселенную" нервных окончаний человека, представленных как на поверхности кожи, так и близких к этой поверхности. Роль инструмента для подобного воздействия естественным образом будет передана светотехническим системам, от которых потребуется создавать сложные световые поля с программируемыми в пространстве яркостью, спектром и поляризацией.

Светотехника и солнцеэнергетика
О солнечных и ветровых электростанциях сегодня известно даже школьникам младших классов, однако эффективность этих альтернативных источников энергии во многом определяется погодой. В то же время, уже за пределами атмосферы погода постоянно солнечная, более того, солнце на каждый квадратный метр может отдать энергию приблизительно 1,4 киловатта. Это равносильно тому, что на каждый квадратный метр поставили по включенному утюгу ;-) Итак, совсем рядышком, всего 100км но только строго вверх, находится "энергетическое эльдорадо". Попробуйте самостоятельно ответить на вопрос - существует ли атмосфера над лунными базами? Впрочем, достаточно про космос ... Уже сегодня светотехников ожидают такие задачи как: "опреснение воды в южных районах примыкающих к морям и океанам (пилотные проекты таких решений уже обсуждаются - проект "Театр воды"); внутреннее освещение естественным светом через светопроводы и солнцеэнергетика в каждом здании - проекты "Экодом", и целый ряд других задач. Однако важно совсем другое. Сегодня мы массово применяем источники энергии, которые используют сжигание высокомолекулярных углеводородов (нефть, уголь, газ). Фактически, все эти ресурсы накопила биосфера за миллионы лет преобразования солнечной энергии в биомассу, как непосредственно, так и по различным цепочкам трансформаций. Если рассчитать коэффициент полезного действия такой энергосистемы (начиная от солнца через цепочки биопреобразований и заканчивая энергией на валу двигателя внутреннего сгорания, то впору либо смеяться либо плакать ...

Светотехника и микроэлектроника
Сегодня уже не является секретом, что технология микроэлектроники вплотную приблизилась к пределу скорости переключения, который обусловлен неразрушающим теплообменом в системах из миллионов полупроводников. Как следствие дальнейшее повышение производительности тех же микропроцессоров достигается уже не путем повышения рабочей частоты, а использованием архитектурных усовершенствований (многоядерность, конвейерные решения, кеширования и т.п.). Однако в целом, результирующий эффект повышения быстродействия еще весьма и весьма далек от скоростей, которые соответствовали бы частоте квантов света. Трудно даже представить, какими бы параметрами обладали процессоры, у которых дистанция между активными элементами приблизится к межатомарным расстояниям, а в качестве носителей сигналов выступят кванты света. Вы скажите - мол это уже абсолютная фантастика ... А теперь вспомните, что сегодня нанотехнология, это нечто большее, чем экзотические эксперименты в самых совершенных лабораториях мира. Более того, приблизительно 10 лет тому назад, все научные журналы мира облетела фотография электронного микроскопа, на которой названия фирмы IBM выполнено отдельными атомами. Возможно светотехническая составляющая соответствующих технологий получит в будущем наименование "квантовая светотехника", возможно ее назовут иначе. Однако для нас важно другое, уже сегодня в структуре учебных дисциплин наша кафедра все более пристальное внимание уделяет подготовке студентов в области квантовой физики и физики твердого тела.

Голографические системы
Раз мы затронули "квантовую светотехнику", к месту будет напомнить, что на нашей кафедре уже сегодня открыта специализация "волоконно-оптические системы" , в основу технологий которой заложены квантовые генераторы света или просто лазеры. Однако, волоконно-оптические системы, это только первый шаг на очень многообещающем пути современных методов передачи и обработки информации. По мере развития голографии было замечено, что голографические образы ведут себя по отношению к свету подобно реальным объектам. Другими словами, голографический образ зеркала отражает, а также фокусирует свет подобно реальному плоскому или вогнутому зеркалу. Однако в отличие от реальных зеркал, которые возможно изготовить пусть с высокой, однако ограниченной точностью обработки материалов, голограммы зеркала можно получить как путем фотографирования реальных зеркал (наследуя точность их изготовления), так и путем синтеза голограммы на основе математической модели (функции), что полностью исключает ошибки обработки моделируемой поверхности. Подобные голографические конструкции можно применять не только как традиционные элементы прецизионных светотехнических устройств. Особое значение они приобретают, если рассматривать свет как носитель двух или трехмерного сигнала (изображения), а голограммы как средства обработки этого сигнала с помощью математических функций. Сегодня развитие этого направления светотехники сдерживается только доступностью инструментария соответствующих нанотехнологий с помощью которых, математические модели голограмм можно синтезировать как реальные изделия. О перспективах, связанных непосредственно с методами обработки изображений мы расскажем далее.

Обработка и распознание изображений
Обработка и распознание изображений является относительно молодым направлением в светотехнике, однако, не смотря на свою "молодость", это направление уже располагает очень мощной теоретической платформой, которая унаследована от теорий обработки сигналов в радиотехнике, измерительной технике, технике построения сетей передачи данных, и т.п. Получение такого богатого наследства обусловлено простым представлением точек изображения (упорядоченных в пространстве), как отдельных значений сигнала (упорядоченных во времени). Простая замена независимой переменной позволяет автоматически подключить все основные математические методы наследуемых теорий. Однако реальные результаты и потенциальные возможности применения этих методов на новой территории буквально завораживают. Это и выделение сигналов полезных ископаемых на аэрокосмических снимках, это и автоматическое обнаружение мельчайших патологий или отклонений на рентгеновских или ультразвуковых снимках живых и не живых объектов, это и выявление трехмерной структуры объектов на базе изображений нескольких проекций, это в конце концов задачи автоматического распознания образов. Особо хочется подчеркнуть, что такое расширение понятия "сигнал", расширяет также спектр методов его обработки и анализа подключая не только современные теории специальных функций (например, вавлетов), но и дает богатый материал для использования и развития таких суперсовременных разделов математики, как например "фрактальная математика".

В качестве перспективных направлений развития светотехники, мы остановились лишь на тех направлениях, которые позволяют легко показать многомерность и неограниченность этого развития, а также еще раз подчеркнуть тезис: "Насильно научить нельзя, можно только осознано научиться!"

Подводя окончательный итог первого знакомства с одной из специализаций светотехники, хочется особо подчеркнуть, что самой большой наградой для преподавателей нашей кафедры будут имена учеников, которые вехами отметят путь дальнейшего развития этой специальности. Присоединяйтесь к нам ...


(вернуться к оглавлению вернуться к оглавлению )
 
Вернутся к странице кафедры Вернуться  
  ИЭиСУ, НАУ, Киев, Украина.
На начало страницы вверх  
© ELTE WEB DESIGN, 2003-2004.