Главная Капуста

Переливающаяся ткань – муар: что это за материал? "муар" - полимерная порошковая окраска для металлических дверей Покрытие муар.

При наложении двух или более сеток (растров), состоящих из линий, точек или иных геометрических элементов, возникает картина, состоящая из чередующихся темных и светлых полос. Это явление называется муаровым эффектом. Муаровая картина возникает, если эти два растра повернуты друг относительно друга на какую-либо величину или имеют незначительную разницу в шаге (расстояние между соседними одноименными светлыми или темными полосами).
Чем объясняется явление муара? Человеческий глаз имеет ограниченную разрешающую способность. Систему чередующихся темных и светлых полос, расстояние между которыми видно под углом зрения меньше 1A, глаз воспринимает как сплошное серое поле. При наложении двух систем линий интенсивность света по поверхности изображения меняется, и это изменение интенсивности воспринимается в виде муаровой картины.
Центр светлой муаровой полосы совпадает с точкой А, где совмещаются светлые линии обоих растров. Центр темной муаровой полосы совпадает с точкой В, где темная линия одного растра перекрывает светлую линию другого растра.

Таким образом, муаровый эффект есть оптическое явление, возникающее при наложении мелких сеток. Длина волны света в этом эффекте не имеет значения, поэтому муаровый эффект иногда называют механической интерференцией. по аналогии с обычной интерференцией света.
Интерференция - сложение двух периодических явлений, в результате которого возникает третье явление с более крупным периодом.
Муаровые полосы обладают свойством увеличивать перемещения.
Шаг муаровых полос

где а0, а1 - шаг исходного и искаженного растров; φ - угол поворота между линиями растров.
Из анализа приведенного уравнения следует, что малым значениям разности шагов и угла поворота соответствует большая величина шага муаровых полос, то есть малым деформациям, вызывающим искажение растра, соответствуют большие параметры муаровой картины.
Определим величину относительной степени деформации εпри φ = 0, если известны шаг исходного растра а0 и шаг муаровой полосы n.

Откуда

Эффект муара был открыт лордом Реллеем в 1874 г., но только во второй половине XX века, когда появилась возможность получать достаточно мелкие и точные растры (до 100 линий на 1 мм), этот метод начали широко использовать в исследовательской практике.
Муаровый эффект при исследовании напряженно-деформированного состояния (НДС) металла применяют в двух направлениях:
- для исследования НДС с помощью непосредственного нанесения растра на поверхность исследуемой модели;
- для исследования прогибов пластин и оболочек путем проектирования на них растров.

Исследование НДС при непосредственном нанесении растра на поверхность металла

Растр на исследуемую поверхность наносят царапаньем, травлением или способом фотопечати. Затем образец подвергают деформированию в процессе которого растр также деформируется. Затем на продеформированный растр накладывают эталонный растр (такой, каким он был до деформации). В результате их интерференции получается муаровая картина.
Муаровые полосы в данном случае являются линиями равных перемещений частиц металла. То есть все частицы, лежащие на муаровой полосе, получили одинаковые перемещения, равные шагу исходного растра. Поэтому, подбирая исходный растр с нужным шагом, можно получать данные о деформации металла с необходимой степенью точности.

Так как муаровая картина несет информацию о перемещении частиц металла только в направлении, перпендикулярном линиям растра, то для получения данных о деформации в исследуемой плоскости необходимо нанести еще один растр с направлением пиний, перпендикулярным первому растру. Обычно если исследуют НДС; в какой-либо плоскости сечения образца, то на одну половину образца наносят растр с продольной линеатурой, а на другую ~ с поперечной; если исследуемая модель имеет ось симметрии, то на различные половинки сечения относительно оси симметрии наносят растры с взаимно перпендикулярным расположением линий.
Обозначив перемещение в направлении оси x1 через U, а в направлении оси х2 через V, деформации можно записать:

Принимая во внимание то, что муаровая полоса является линией равных перемещений, зная ее порядок и цену, перемещения в интересующих точках можно определить следующим образом:

где n,m - порядковый номер муаровой полосы; a0 - шаг исходного растра.
Для определения знака деформации (сжатие или растяжение) используют одно из свойств муаровых полос, а именно, исходный растр, наложенный на исследуемую продеформированную поверхность, начинают вращать. Если муаровые полосы поворачиваются (смещаются) в сторону, противоположную направлению поворота недеформированного растра, то образец был подвергнут деформации сжатия (деформация имеет отрицательный знак); если же направление поворота растра совпадает с направлением смещения муаровых полос - имеет место деформация растяжения.

При определении деформации в точках, не лежащих на муаровых полосах, применяют метод интерполяции с допущением, что перемещение ст линии к линии происходит по линейному закону. При этом перемещение в точке B

По найденным компонентам тензора деформации в точке можно вычислить интенсивность деформации

Зная связь между интенсивностью деформации (εi) и интенсивностью напряжений (σi), определяют величину σi. После чего находят компоненты тензора напряжений.

При решении задачи для плоского напряженного состояния эти зависимости имеют вид:

В результате обработки муаровой картины перемещений можно получить поля частных производных линий равных деформаций, скоростей деформаций и др.
Таким образом, в зависимости от задачи исследования муаровая картина может дать большую и разнообразную информацию.

Исследование НДС тонкостенных конструкций, пластин и оболочек

При исследовании изгибов оболочек применяют два способа исследования с помощью метода муаровых полос:
- с использованием отражения спроектированного растра (исследование изгиба на зеркальных моделях);
- с использованием теневого изображения проектируемого растра (на поверхностях, не имеющих зеркальной поверхности). Сущность первого способа получения муаровых картин заключается в том, что перед экраном 3, на котором изображен растр, устанавливают зеркальную пластину 2 и через отверстие в экране фотокамерой 1 производят фиксирование изображения растра на поверхности недеформированной пластины.
Затем модель нагружают и еще раз фотографируют изображение растра, но уже на поверхности продеформиро&анной модели.

Углы наклона искривленной поверхности продеформированной модели дφ/дx при этом вызывают смещение линий отраженного
изображения растра на угол 2дφ/дx. Наложения отраженного растра до и после нагружения образуют картину муаровых полос, которые являются линиями уровня постоянных углов поворота нормали к исследуемой поверхности. Зная через углы наклона нормали кривизну поверхности, можно
Получение зеркальной муаровой картины рассчитать напряжения, действующие в пластине.
K недостаткам этого способа следует отнести:
- необходимость двойного фотографирования отраженного растра, так как визуально зафиксировать муаровую картину невозможно;
- специальная подготовка зеркальной поверхности исследуемого объекта.
Муаровая картина, характеризующая величину прогиба поверхности, может быть получена и другим способом - с использованием теневого изображения проектируемого растра.
Для получения теневой муаровой картины полупрозрачный растр 1 (выполненный на стекле или изготовленный из натянутых нитей) располагают на достаточно близком расстоянии над исследуемой моделью 2. При наклонном освещении (источник света 3) в направлении, перпендикулярном его линиям, на поверхности модели образуется теневое изображение растра. Наблюдая растр и его тень в направлении, перпендикулярном к плоскости растра (или под некоторым углом к нему β), можно видеть картину муаровых полос как результат интерференции исходного и теневого растров. Эту картину можно фотографировать и наблюдать визуально.
Величина прогиба для точек муаровой полосы

где m - порядковый номер муаровой полосы; а - шаг исходного растра; α, β- углы (см. рисунок).
Таким образом, в данном случае муаровая полоса - геометрическое место точек одинакового расстояния от плоскости исходного растра до исследуемой поверхности.

Преимущества метода муар:
- исследование на реальных материалах;
- высокая степень точности в определении деформаций;
- метод позволяет получить интегральную картину деформируемого состояния по всему исследуемому объему;
- возможность исследования деформаций независимо от их физической природы при статическом и динамическом нагружениях.
К недостаткам этого метода можно отнести следующее:
- невозможность исследования больших пластических деформаций (более 50%) и малых упругих деформаций (менее 1%);
- сложность получения мелких растров (менее 20 линий на 1 мм).

24.12.2019

Во многих областях использования постепенно уступают пластику стальные трубы, как кажется на первый взгляд. Однако позиций своих полностью они не утратили....

23.12.2019

Планомерный комплексный подход требуется для успешной борьбы с наркотической зависимостью. Все предыдущие усилия могут быть сведены на нет любой небрежностью....

22.12.2019

Для того чтобы безопасно ездить по дороге нужны хорошие шины, причем не модные или крутые, а качественные и надежные. Ведь когда предстоит длительная поездка на большой...

22.12.2019

Дорожные и пешеходные ограждения предусмотрены системой безопасности движения на автодорогах. Металлоконструкции с антикоррозионным покрытием - наиболее распространенный...

Наряду с шелком, бархатом, атласом и парчой, герой нашей сегодняшней статьи по праву занимает свое место среди материалов, ассоциирующихся с роскошью и богатством. Ткань муар – одна из самых нарядных материй, изысканный блеск и почти голографические узоры послужили вдохновением для многих художников и поэтов.

Фото вблизи:

Описание и история

Какое описание можно дать муару? Главное отличие муара – особенный узор, похожий на древесные слои или же на волны. Необычность муара даже породила термин – «муаровый эффект». А само название – «муаре» - в переводе с французского означает «создающий волны». И это определение в полной мере дает представление об «эффекте муара».

Изначально ткань муар была шелковой, это полотно начали производить во Франции, в конце 18 века. Тогда материал олицетворял роскошь и был доступен лишь самым богатым людям. Из муаровой ткани шили роскошные дамские и мужские туалеты, свадебные платья. А муаровая лента, сама по себе, считалась знаком отличия, который носили на груди.

Чтобы рассказать все о муаре, потребуется целая книга – такая богатая история у этого материала.

На фото – ткань муар:

Так что это такое – муаровый материал? Это полотно полотняного переплетения, которое создается из шелковых, хлопковых или синтетических нитей. Толщина муара и его плотность может быть разной, но полотно всегда однотонное.

Как создается муаровый узор на ткани? Полотно проходит процедуру каландрирования – обработке сильно нагретыми цилиндрами, которые сдавливают нити утка и смещают их в сторону. Такая деформация создает эффект преломления света, а смещение – к появлению изысканных узоров.

Приобрести материал, состоящий из полиэстера, можно по цене от 800 рублей. Стоимость материи из натурального волокна начинается от 3500 рублей.

Состав

Раньше материал производили или целиком из шелка, или из шелковой нити в основе, и хлопковой – в утке.

По мере развития текстильной промышленности и изобретения синтетического волокна, в составе материала появился полиэстер, а также ацетат и вискоза – волокна на основе древесной целлюлозы.

Виды

Собственно, видов всего два:

Гримуар. Плотная материя с мелким оптическим рисунком и яркими переливами.
Муаре-антик. Тонкий материал с объемными крупными переливами

Бархат-муар

Пожалуй, добавим пару слов о ткани бархат-муар. Это материал, похожий визуально на героя нашей статьи, но не имеющий с ним ничего общего по методу производства. В описании ткани бархат-муар вы найдете те же муаровые узоры, но появляются они на ткани совсем не методом каландрирования.

Так что за ткань бархат-муар? Это материя с густым ворсом, где узор получается за счет комбинирования ворсинок разного окраса и длины.

О том, какие помогают ему быть таким красивым, узнайте в другой статье.

Свойства

Положительные характеристики:

Изысканный и нарядный внешний вид
Материал прекрасно держит форму
Отличается высокой прочностью
Хорошо драпируется

Недостатки:

Сложности в уходе
При неправильном хранении на ткани образуются устойчивые заломы, от которых потом очень сложно избавиться

Применение

Муаровая материя – та классика, которая никогда не выйдет из моды. Ее по-прежнему широко используют:

Вечерние туалеты и свадебные платья
Концертные костюмы
В качестве переплетного материала для роскошных подарочных фолиантов
Шторы, портьеры
Знаки отличия
Обивка мебели (с тем условием, что мебель не будет использоваться повседневно)

Уход

Если материя из натурального шелка, а значит - дорогая, лучше доверить чистку профессионалам
За материей классом ниже можно ухаживать дома – стирать вручную в воде не более 30 градусов , не тереть и сильно не выкручивать
Гладить с изнаночной стороны, дождавшись, пока изделие полностью просохнет
Хранить в развешенном или бережно сложенном виде
Если в результате хранения образовались заломы, изделие нужно подержать над паром в нужных местах, а потом – прогладить сего с изнанки

Вы, возможно, уже видели муар на изображениях - это странный волнообразный узор, которого нет на объекте съёмки.

Данный эффект возникает, когда изображение объекта со многими деталями, например, линиями, накладывается на узор размещения пикселей на матрице.

Как следствие, его чаще всего можно наблюдать на детальных высококонтрастных изображениях узоров. Обычно он появляется при съёмке тканей, волос, или сюжетов, содержащих повторяющиеся детали, например, выраженные вертикальные линии в архитектуре.

Как видно на картинке, при наложении двух узоров друг на друга и образуется муар.

Что такое искажения цветов?

Этот термин используется для обозначения тех цветов на цифровом изображении, которые отличаются от реальных цветов объекта. Свет, исходящий от объекта, регистрируется не на всех цветных датчиках RGB, что и приводит к изменению сохранённых цветов. На цифровых изображениях муар и искажения цветов обычно появляются вместе.

На приведённом выше изображении U-образный узор на отделанной шифером стене возник в результате муара. Кроме того, на изображении наблюдаются участки красного цвета, которые стали следствием искажения цветов.

Во многих цифровых фотокамерах для уменьшения эффекта наложения узоров и искажения цветов используется оптический низкочастотный фильтр.

Если понять суть подобных эффектов, а также причины их появления, эти проблемы можно свести к минимуму во время съёмки или редактирования.

1. Измените угол съёмки и расстояние между фотокамерой и объектом.

Поскольку на эффекты искажения влияет угол, при котором ведётся съемка, а также расстояние между фотоаппаратом и объектом съёмки, малейшие изменения могут устранить или уменьшить эти недостатки. Подвигайте фотокамерой влево-вправо, вверх или вниз, либо подойдите чуть ближе или отойдите подальше.

2. Измените точку фокусировки.

Причины возникновения муара и искажения цветов — очень резкая фокусировка и высокая детализация рисунков. Если вручную отрегулировать объектив и установить фокусировку немного перед или за точкой фокусировки, можно избежать таких эффектов.

3. Измените фокусное расстояние, использовав другой объектив.

4. Уменьшите значения диафрагмы объектива.

График MTF со значениями разрешения для объективов с разными значениями диафрагмы.

Оптимальное разрешение для каждого объектива обеспечивается при определённом значении диафрагмы (на графике это f/8). Оптимальное разрешение обычно достигается при установке значения диафрагмы на 2-3 ступени ниже максимальной.

Чрезмерное закрытие диафрагмы (за пределами оптимального разрешения) приведёт к возникновению дифракции. При этом разрешение уменьшится незначительно, однако одновременно уменьшатся и эффекты искажения.

Чтобы проверить, есть ли на снимке подобные явления, лучше всего просматривать изображения на экране компьютера в полный размер (100 %). При уменьшении снимков могут образовываться ложные муар и искажение цветов, создаваемые рисунком на трубке (или панели) монитора.

Такие эффекты могут появляться на изображениях со всех цифровых фотокамер и сканеров, но вероятность их появления выше на снимках с цифровых зеркальных фотокамер, поскольку в этом случае объектив, матрица и программное обеспечение разработаны для получения максимально резкого и точного изображения.

Возможно, искажение не удастся устранить, но его можно уменьшить, если знать, при каких обстоятельствах возникает данная проблема, и как её устранить.

Вы наверняка замечали на некоторых фотографиях, особенно при просмотре на дисплее компьютера, интересные особенности, в виде так называемой «ложной детализации». Обычно проявления ложной детализации имеют место из-за ошибок в графической программе, но в основном причина кроется в качестве самого изображения. При этом избавиться от таких дефектов порой не под силу даже хорошо подготовленному пользователю Фотошопа.

Итак, о чём конкретно идёт речь?

Это явление называется «муар». Он вызывается третьим узором, который в свою очередь проявляется накладыванием двух немного отличающихся друг от друга изображений. Например, первый принадлежит определённому объекту (черепица крыш и т.д.), тогда как второй является рисунком на датчике или экране ПК.

Что можно сделать в такой ситуации? Перед вами – одна из самых серьёзных технических проблем в цифровой фотографии. Правда, муар экрана не деформирует окончательную картинку. А муар сцены – вообще довольно редкое явление, его влияние на цифровой снимок незначительно, при этом его всегда можно нейтрализовать графическим ПО.

Муар экрана

Подобного рода «полосатость» (отмечена указателем) появляется при незначительном масштабировании картинки на экране, но вы можете не беспокоиться: на качество печати и копирование снимков муар экрана никак не влияет.

Муар сцены

Ещё одно проявление муара – ложные изображения, проявившиеся вследствие взаимодействия черепичной кладки крыши и сенсора камеры. Такой дефект неустраним, но к счастью, встречается он очень редко и хорошо заметен лишь при значительном увеличении картинки.

На оригинальной фотографии видно, что на небольших снимках муар практически незаметен.

"Выжженные" и светлые фрагменты

На некоторых фотографиях, яркие области выходят белыми или почти белыми, что значительно снижает детализацию и цветовые характеристики объекта. На этом снимке запечатлён храм Ангкор Уот, время – знойный тропический полдень, палящее солнце освещает гладкие камни, что в комплексе с контрастными глубокими тенями храма затрудняют задачу фотографа получить качественный снимок. Тем не менее, если подойти к построению композиции продуманно, ситуацию можно спасти.

Дело в том, что в некоторых случаях яркостный диапазон слишком велик для плёнки или сенсора, что и приводит к значительному затемнению теневых зон сцены и «выжженности» освещённых.

Во избежание вышеописанных недочётов, не фотографируйте в ярких, контрастных условиях, условно говоря — в полдень. Если же этого времени суток не избежать, постарайтесь чтобы в кадр попало как можно меньше светлых пятен. Потрудитесь также и над созданием такой композиции, которая не будет зависеть от трудноуловимых оттенков цвета и форм объектов.

При наложении двух систем контрастных полос возникает узор, образованный их сгущениями в местах, где полосы одной системы попадают в промежутки между полосами другой системы. Возникновения таких узоров называют муаровым эффектом .

Простейший муаровый узор возникает при пересечении под небольшим углом двух систем равноудаленных параллельных полос (линий). Небольшое изменение угла поворота одной из систем ведет к значительным изменениям расстояния между элементами муарового узора.

Муаровый узор образуется также при наложении двух непересекающихся систем равноудаленных параллельных линий, когда величина шага одной из систем слегка отлична от другой. При этом, чем меньше разница в шаге, тем больше расстояние между муаровыми полосами. Это позволяет получить колоссальное увеличение (в миллионы раз) разницы в ширине промежутков между линиями. Иначе говоря муаровый эффект дает возможность визуально без применения оптических систем, обнаруживать ничтожные отклонения в почти одинаковых периодических структурах. В настоящее время метод муара широко применяют при контроле точности делительных устройств для изготовления дифракционных решеток.

Муар возникает на электронной микрофотографии двух кристаллов, наложенных таким образом, что их атомные решетки почти совпадают. Любой дефект, нарушающий регулярность структуры кристалла, четко проявляется в муаровом узоре. Увеличение при этом таково, что позволяет видеть смещения атомов, величины которых меньше диаметра самого атома.

Если две решетки из равноудаленных параллельных прямых, несколько отличных по величине шага, двигать одну относительно другой в направлении, перпендикулярном линиям, то полосы муарового узора будут двигаться со скоростью гораздо большей, чем относительная скорость движения самих решеток. При этом направление их движения совпадает с направлением относительного смещения решетки с меньшим шагом. Таким образом, малое перемещение одной из решеток приводит к значительному перемещению полос муара, которое легко обнаружить и измерить.

Пример применения:

Способ определения деформаций по картине муаровых полос, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения деформаций, определяют отношение скоростей взаимного перемещения деформированной и эталонной сеток и скорости перемещения муаровой полосы и по величине этого отношения судят о величине деформаций.

Описанное проявление муарового эффекта издавна используется во всех измерительных приборах, обладающих нондусом, таких, как микрометр или штангенциркуль.

С помощью эффекта муара можно визуализировать ничтожные изменения показателя преломления прозрачных сред, помещая их между решетками. Так, например, можно визуально изучить динамику растворения двух веществ.

Этот же принцип позволяет производить экспресс-анализ качества оптических деталей. Линзы помещают между решетками, наличие выпуклой линзы увеличивает элементы муарового узора, вогнутой – уменьшают. При этом обе линзы поворачивают узор в противоположных направлениях на угол, пропорциональный фокусному расстоянию. В местах неоднородностей структуры или формы линз линии узора искажаются.

Еще пример контроля оптики:

Интерференционный способ измерения клиновидности оптических прозрачных пластин, заключающийся в том, что пучок света от лазера фокусирует с помощью объектива в плоскость отверстия в экране, за которым устанавливают контролируемую пластину, отличающийся тем, что с целью повышения точности и производительности измерений, от контролируемой пластины при ее фиксированном положении получают прозрачную копию интерференционных колец, поворачивают пластину в ее плоскости на 180, накладывают интерференционную картину на копию и по ширине муаровых полос, образовавшихся от наложения, измеряют клиновидность платины.

Множество муаровых узоров можно получить, совмещая решетки, образованные самыми различными линиями, например концентрическими окружностями, спиралевидными волнообразными или радиально исходящими из точки линиями и даже семействами равномерно расположенных точек. Таким образом можно моделировать многие сложные физические явления, такие, как взаимодействие электростатических полей, интерференция волн и другие. Подобными методами решаются некоторые задачи архитектурной акустики.

В Японии предложено использовать муаровый эффект для составления топографических карт предметов. Объект фотографируют через решетку из тонких нитей, сбрасывающую на него четкую тень. Тень деформируется в соответствии с рельефом объекта и при взаимодействии ее с реальной решеткой возникает муаровый узор, наложенный на изображение объекта. На фотографии расстояние между линиями муара соответствует глубине рельефа. Такой метод очень эффективен, например, при изучении деформации быстровращающихся деталей, при анализе обтекания тел поверхностным слоем жидкости в медицинских исследованиях анатомического характера.

Универсальность метода муара, простота преобразования с его помощью различных величин, близка к ИКР, высокая разрешающая способность - все это говорит о том, изобретатели еще не раз обратятся в своей практике к муаровому эффекту.

Статьи по теме