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理解扫描角度

Understanding Scan Angles

对于某些应用,可能需要计算扫描角、屏幕距离或图像宽度。下面的公式和表格将使这变得简单。使用公式时,必须知道以下三个参数中的两个:

A = 扫描角度,单位为度,峰峰值。这也称为“光学”角度。

D = 从扫描仪到屏幕的投射距离

W = 投影图像的宽度(当然,图像高度也应相同,因此两个扫描仪调节到相同角度)。

距离宽度必须使用相同的单位,如英尺或米。单位本身无关紧要。有两种方法可以找到未知的(第三个)参数。一种是通过涉及 A 的切线的计算(实际上是 A 除以 2,因为必须使用半角)。另一种是使用下表中的距离与宽度比率。下面描述了这两种方法。两种方法结果相同,选择你觉得最简单的即可。

下面的示意图将帮助解释计算公式的推导过程。

计算扫描角的示意图

扫描角和到屏幕的距离决定了投影图像的宽度。

扫描角示意图

扫描角公式的来源。在直角三角形中,扫描角的切线等于对边长度除以邻边长度。

确定扫描角的示意图和计算

激光扫描是两个背靠背的直角三角形。因此,直角三角形的公式在适当位置被修改为除以或乘以二。

注意:虽然公式是正确的,先乘以二再除以二(或反之)这些操作并不会相互抵消。这是因为涉及到切线函数,它是非线性的。所以不要跳过计算中的任何步骤。

要找到 扫描角 A, 已知 宽度 W距离 D

通过计算: tan(A / 2) = W / (D * 2)

例如,W 是 109 米,D 是 150 米。首先,将 D 乘以 2 得到 300。然后,W(109)除以 2*D(300)等于 0.3633。接下来,在下表中找到最接近的切线值为 0.3633 的角度。这个角度是 20 度(切线值为 0.3640)。我们刚刚找到了扫描的半角;实际的峰峰角是这个角度的两倍,即 40 度。因此,所需的扫描角 A 大约是 40 度。

使用表格: tablewidth@A = (W * 100) / D

例如,W 是 109 米,D 是 150 米。首先,将 W(109)乘以 100 得到 10,900。将此数除以距离 D(150),得到 72.6。最后,在表格的“距离与宽度比例”列中向下查找,找到表格宽度最接近 72.6 的角度 A。该角度为 40 度,比例为 100:72.8。因此,所需扫描角度 A 约为 40 度。

要找到 距离 D, 已知 扫描角度 A,宽度 W

通过计算: D = W / (tan(A / 2) * 2)

例如,A 是 40 度,W 是 109 米。首先,在下表中找到 40 度的一半,即 20 度的正切值;该值为 0.3640。接着,将 0.3640 乘以 2。公式变为 W(109)除以 0.7280,等于 149.7。因此,所需距离 D 约为 150 米。

使用表格: D = (W / tablewidth@A) * 100

例如,A 是 40 度,W 是 109 米。首先,在下表中找到 40 度。距离与宽度的比例为 100:72.8。使用公式,将 W(109)除以 A 处的表格宽度 72.8,得到 1.497。最后,将此数乘以 100,得到 149.7 米,即所需距离 D。

要找到 宽度 W, 已知 扫描角度 A距离 D

通过计算: W = D * (tan(A / 2) * 2)

例如,A 是 40 度,D 是 150 米。首先,在下表中找到 40 度的一半,即 20 度的正切值;该值为 0.3640。接着,将 0.3640 乘以 2。公式变为 D(150)乘以 0.7280,等于 109.2。因此,所需宽度 W 约为 109 米。

使用表格: tablewidth@A*W = (D/100)

例如,A 是 40 度,D 是 150 米。首先,在下表中找到 40 度。距离与宽度的比例为 100:72.8。因此,A 处的表格宽度是 72.8。接着,将 D(150)除以 100 得到 1.5。最后,将 72.8 乘以 1.5,得到 109 米,即所需的宽度 W。

角度数据表

角度  正切 距离与宽度的比例(如果距离是 100 单位,宽度是…) 备注
1 0.0175 100 : 1.7
2 0.0349 100 : 3.5
3 0.0524 100 : 5.2
4 0.0699 100 : 7.0
5 0.0875 100 : 8.7
6 0.1051 100 : 10.5
7 0.1228 100 : 12.2
8 0.1405 100 : 14.0 ILDA 30K 测试图案尺寸
9 0.1584 100 : 15.7
10 0.1763 100 : 17.5
11 0.1944 100 : 19.3
12 0.2126 100 : 21.0
13 0.2309 100 : 22.8
14 0.2493 100 : 24.6 距离是宽度的 4 倍
15 0.2679 100 : 26.3
16 0.2869 100 : 28.1
17 0.3057 100 : 29.9
18 0.3249 100 : 31.6
19 0.3443 100 : 33.5 距离是宽度的 3 倍
20 0.3640 100 : 35.3
21 0.3839 100 : 37.1
22 0.4040 100 : 38.9
23 0.4245 100 : 40.7
24 0.4452 100 : 42.5
25 0.4663 100 : 44.3
26 0.4877 100 : 46.2
27 0.5095 100 : 48.0
28 0.5317 100 : 49.9 距离是宽度的 2 倍
29 0.5543 100 : 51.7
30 0.5774 100 : 53.6
31 0.6009 100 : 55.5
32 0.6249 100 : 57.3
33 0.6494 100 : 59.2
34 0.6745 100 : 61.1
35 0.7002 100 : 63.1
36 0.7265 100 : 65.0
37 0.7536 100 : 66.9
38 0.7813 100 : 68.9
39 0.8098 100 : 70.8
40 0.8391 100 : 72.8 这是 G-120 扫描仪的标称极限
41 0.8693 100 : 74.8
42 0.9004 100 : 76.8
43 0.9325 100 : 78.8
44 0.9657 100 : 80.8
45 1.0000 100 : 82.8
46 1.0355 100 : 84.9
47 1.0724 100 : 87.0
48 1.1106 100 : 89.0
49 1.1504 100 : 91.1
50 1.1918 100 : 93.3
51 1.2349 100 : 95.4
52 1.2799 100 : 97.5
53 1.3270 100 : 99.7 1:1 比例——距离等于宽度
54 1.3764 100 : 101.9
55 1.4281 100 : 104.1
56 1.4826 100 : 106.3
57 1.5299 100 : 108.6
58 1.6003 100 : 110.9
59 1.6643 100 : 113.2
60 1.7321 100 : 115.5 CTI 6800/6210 扫描仪的正常极限
61 1.8040 100 : 117.9
62 1.8807 100 : 120.2
63 1.9626 100 : 122.6
64 2.0503 100 : 125.0
65 2.1445 100 : 127.4
66 2.2460 100 : 129.9
67 2.3559 100 : 132.4
68 2.4751 100 : 134.9
69 2.6051 100 : 137.5
70 2.7475 100 : 140.0
71 2.9042 100 : 142.7
72 3.0777 100 : 145.3
73 3.2799 100 : 148.0
74 3.4874 100 : 150.7
75 3.7321 100 : 153.5
76 4.0108 100 : 156.3
77 4.3315 100 : 159.1
78 4.7046 100 : 162.0
79 5.1446 100 : 164.9
80 5.6713 100 : 167.8 CTI 6800/6210 扫描仪的绝对极限
81 6.3138 100 : 170.8 ...剩余条目为完整性保留
82 7.1154 100 : 173.9
83 8.1443 100 : 176.9
84 9.5144 100 : 180.1
85 11.430 100 : 183.3
86 14.300 100 : 186.5
87 19.081 100 : 189.8
88 28.636 100 : 193.1
89 57.290 100 : 196.5
90 --- 100 : 200.0

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