lz-K(PPT)点的视觉效果.
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15 目视光学系统.放大镜,显微镜
摄影物镜直接代替目镜，该目镜称为摄影目镜，为 使整个共轭物像距不致于太大，目镜应设计成负光组。
39
数字显微镜
显微物镜的像面上，直接放置CCD接收器，连接到 计算机上，还可以对显微镜的图像进行测量和实时处理， 图像的大小也可以通过CCD靶面上的象素面积计算出来
40
25
二、显微物镜的基本类型： 低倍物镜（3×~6×） 双胶合透镜 中倍物镜（里斯特~）（6×~8×） (两组双胶合透镜) 高倍物镜（>=40×） 阿米西物镜 阿贝浸液物镜
①消色差物镜：
②复消色差物镜（ 90× ）:金相显微镜-筒长无限. ③平视场物镜：显微照相、显微投影：校正场曲. ④反射式和折反式物镜：是否有反射面.
不发光物体的分辨率：
0.5 垂直照明： ； 倾斜照明： NA NA NA 或 , 分辨率 浸泡溶液，减小入射波长 NA 分辨率
19
2、有效放大率
眼睛的分辨最小角距离（角分辨本领）min 2 ~ 4
1、透明物体照明：利用照明系统发出的光线直接照射到
物体上，经过透射后，进入显微镜成像。
1）临界照明 透明物体照明 2）柯拉照明
28
§15.6 显微镜的照明系统
1）临界照明：光源经过聚光镜所成的像与物平面重合 相当于物平面上置光源。
优点：亮度高，结构简单 缺点：照度不均匀
29
一、照明方法
聚光镜应有与显微物镜相同或稍大的NA 要求：聚光镜前放置的可变光阑为聚光镜的孔阑 改变孔阑大小，可改变进入物镜光束的孔径角，使 之与物镜的NA相适应
22
如果使用10×的目镜， 则据公式可以求得物镜的放大倍数为：
73 b 7.3 目 10
小魔术滴水点灯(课堂PPT)
思考：将钠切开后,切
面为什么很快会变暗?
【实验2】将一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象。
加热：2Na + O2 点==燃 Na2O2（淡黄色）
【实验3】向放有金属钠的集气瓶中通入氯气。
2.与氯气反应：
2Na+Cl2
2NaCl
现象：黄色火焰，有白烟生成
7
【活动与探究】
钠的化学性质
【实验4】将一小粒(黄豆粒大)金属钠投入到盛有滴了几滴酚
总反应方程式: 2Na + 2H2O + CuSO4= Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4 + H2↑
10
途钠
制Na2O2
的
核反应堆导热剂
用
高压钠灯
和O2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应
Na、K合金为液体且导 热性能好
黄光射程远，透雾力强
冶炼某些贵金属
钠有强还原性
700-800℃
TiCl4
+
4Na
=====
熔融
Ti
+
4NaCl
小魔术—“滴水点灯”
江阴市澄西中学 郑晓松
1
第二单元
金属钠的性质与应用
2
电
解
熔
融
汉弗莱·戴维
Humphry Davy
氯
1778-1829
化
钠
通电
2NaCl ==== 2Na + Cl2
3
【阅读与思考】
2001年7月7日至9日，珠江惊现若干神秘“水雷”, 据现场 一位群众讲，早上10时多，石溪涌内突然冒起一股白烟，从漂在水 面上的一个铁桶内蹿出一股火苗，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱 冲天而起。据悉，7月6日珠江水面上就发现了两个铁桶，有船员曾 经把盖子打开后，接触了桶内物质，双手立刻感到剧烈地疼痛，于 是他们又将桶推到江里。一遇到水，这个桶就爆炸了。
4工程光学教学PPT 作者 郁道银 第四章
2ap p2 远近点 2a Z 2 pZ1 远景深 Δ1 p1 p 2a Z1 pZ2 近景深 Δ 2 p p2 2a Z 2
2ap p1 2a Z1
人眼极限 分辨角
通常容许弥散圆可表示为： Z1 Z 2 Z p
P''1
P'1
B A
主光线 -U
P'' O1
P1 P P2 O2
P'
U'
Q1 Q2
P''2
孔径光阑
P'2
出射光瞳
入射光瞳
通过入瞳中心的光线称为主光线，也通过孔径光阑和 出射光瞳中心,是各个物点发出的成像光束的光束轴线。
孔径光阑
3、关于孔径光阑需要注意的几个问题
物平面发生 变更，有可 能是孔径光 阑将易主。
若物体位于无限远，此时仅比较各个像本身的大 小，其口径最小者即为入射光瞳。 确定孔径光阑的方法，也可以先确定出射光瞳。
对称于光阑的对称式系统：入射光瞳和出射光瞳的 大小和倒正都一样，入瞳和出瞳之间的倍率为+1，入 射光瞳面和出射光瞳面分别与光学系统的物方主平面 和像方主平面重合。
孔径光阑
3、关于孔径光阑需要注意的几个问题
视场光阑
限制物平面或物空间范围的光阑称视场光阑。
P''1
Q2’
入射窗
P1
视场光阑 Q1Q2 是 视 场 光 (出射窗) 阑。 U'
P' Q2 Q1
P'1
B
-
A
U
P''
O1
P P2
O2
Q1’
P''2
工程光学习题参考答案第七章 典型光学系统
第七章 典型光学系统1．一个人近视程度是D 2-（屈光度），调节范围是D 8，求： （1）远点距离； （2）其近点距离；（3）配戴100度近视镜，求该镜的焦距； （4）戴上该近视镜后，求看清的远点距离； （5）戴上该近视镜后，求看清的近点距离。
解： ① 21-==rl R )/1(m ∴ m l r 5.0-=②P R A -= D A 8= D R 2-= ∴D A R P 1082-=--=-=m P l p 1.01011-=-== ③fD '=1∴m f 1-=' ④D D R R 1-=-='m l R1-=' ⑤P R A '-'= D A 8= D R 1-='D A R P 9-=-'='m l P11.091-=-=' 2．一放大镜焦距mm f 25='，通光孔径mm D 18=，眼睛距放大镜为mm 50，像距离眼睛在明视距离mm 250，渐晕系数为%50=k ，试求（1） 视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置。
eye已知：放大镜 mm f 25=' mm D 18=放 mm P 50=' mm l P 250='-'%50=K求：① Γ ② 2y ③l 解：①fDP '-'-=Γ1 25501252501250-+=''-+'=f P f 92110=-+=②由%50=K 可得： 18.050*2182=='='P D tg 放ω ωωtg tg '=Γ ∴02.0918.0==ωtg Dytg =ω ∴mm Dtg y 502.0*250===ω ∴mm y 102= 方法二：18.0='ωtg mm tg y 45*250='='ω mm l 200-=' mm fe 250='mm l 2.22-= yy l l X '==='=92.22200β mm y 102=③ l P D '-'= mm D P l 20025050-=-=-'='f l l '=-'11125112001=--l mm l 22.22-=3．一显微镜物镜的垂轴放大率为x3-=β，数值孔径1.0=NA ，共扼距mm L 180=，物镜框是孔径光阑，目镜焦距mm f e 25='。
工程光学光学系统中的光阑和光束限制
照相制版、电影放映：平面像； 望远镜、照相物镜：空间像。
景像平面 AB； 在物空间和景象平面共轭的平面AB称为对准平面。
以入射光瞳中心点P为投影中心，将空间点沿主 光线向对准平面上投影，投影点在景象平面上的 共轭点就是空间点的平面像。
非对准平面内的空间点发出的充满光瞳的光束 和对准平面交为弥散斑，相应的在景象平面上 的像也是一个弥散斑，弥散斑的大小和光瞳直径 、空间点到对准平面的距离有关。
➢参与成像的光束空间位置不同； ➢光束通过透镜的部位不一样（像质差异）； ➢通过全部成像光束需要的透镜孔径不一样。
实际的光学系统，透镜的孔径是有限的，其 边框阻挡部分轴外参与成像的光线，使轴外 点参与成像光束的宽度比轴上点小，从而边缘像 比中心暗----渐晕。
渐晕系数：
K
D D
入射光瞳示意
第三节 望远镜系统成像光束的选择
假设光学参数如下： 视觉放大率： 6x 视场角：2 8030
出瞳直径：D 5mm 出瞳距离：lz 11mm 物镜焦距：f物 108 mm 目镜焦距：f目 18mm
计算孔径光阑在以下三个位置时，光学元件的 孔径大小。 （1）物镜左侧10mm； （2）物镜上； （3）物镜右侧10mm；
D D 30mm (入瞳直径)
第四章 光学系统中的光阑和光束限制
实际光学系统与理想光学系统不同，其参与 成像的光束宽度和成像范围都是有限的，如 何合理的选择成像光束很重要。
光阑 照相系统中的光阑 望远镜系统成像光束的选择 显微镜系统中的光束限制与分析 光学系统的景深
第一节 光阑
光学系统中一些中心开孔的用来限制成像光束 和成像范围的薄金属片，称为光阑。 光阑也可能是光学元件的边框。
视场是用光阑主动限定的---视场光阑
景像平面 AB； 在物空间和景象平面共轭的平面AB称为对准平面。
以入射光瞳中心点P为投影中心，将空间点沿主 光线向对准平面上投影，投影点在景象平面上的 共轭点就是空间点的平面像。
非对准平面内的空间点发出的充满光瞳的光束 和对准平面交为弥散斑，相应的在景象平面上 的像也是一个弥散斑，弥散斑的大小和光瞳直径 、空间点到对准平面的距离有关。
➢参与成像的光束空间位置不同； ➢光束通过透镜的部位不一样（像质差异）； ➢通过全部成像光束需要的透镜孔径不一样。
实际的光学系统，透镜的孔径是有限的，其 边框阻挡部分轴外参与成像的光线，使轴外 点参与成像光束的宽度比轴上点小，从而边缘像 比中心暗----渐晕。
渐晕系数：
K
D D
入射光瞳示意
第三节 望远镜系统成像光束的选择
假设光学参数如下： 视觉放大率： 6x 视场角：2 8030
出瞳直径：D 5mm 出瞳距离：lz 11mm 物镜焦距：f物 108 mm 目镜焦距：f目 18mm
计算孔径光阑在以下三个位置时，光学元件的 孔径大小。 （1）物镜左侧10mm； （2）物镜上； （3）物镜右侧10mm；
D D 30mm (入瞳直径)
第四章 光学系统中的光阑和光束限制
实际光学系统与理想光学系统不同，其参与 成像的光束宽度和成像范围都是有限的，如 何合理的选择成像光束很重要。
光阑 照相系统中的光阑 望远镜系统成像光束的选择 显微镜系统中的光束限制与分析 光学系统的景深
第一节 光阑
光学系统中一些中心开孔的用来限制成像光束 和成像范围的薄金属片，称为光阑。 光阑也可能是光学元件的边框。
视场是用光阑主动限定的---视场光阑
第3章 X射线的衍射强度
1 1 1 2 i h k l F f 1 e 4 4 4
2) 当hkl全为奇数时，Ff=Fa。h+k+l=2n+1，其中n为任 意整数，则有
1 e
i
2
h k l
1 cos
2
h k l i sin
I＝A2
实际上，晶体要产生x射线衍射，x射线的波长应当 与晶体中原子间距在同一数量级。
与入射x射线平行的方向上(XX’): 相位差为0，所以Aa=ZAe 除了XX’方向：各电子的散射波之 间存在一定的相位差。 如在YY’方向上a、b两个电子产 生的散射波的波程差为CB-AD，
会产生干涉作用。 由于原子半径的尺度比x射线的波长的尺度要小，所以各电子的
四、一个晶胞对x射线的衍射
1、复杂点阵的衍射分析
简单点阵只由一种原子组成，每个晶胞只有一个原子，它 分布在晶胞的顶角上，单位晶胞的散射强度相当于一个原 子的散射强度。 复杂点阵晶胞中含有n个相同或不同种类的原子，它们除 占据单胞的顶角外，还可能出现在体心、面心或其他位置。 复杂点阵的衍射特点 （1）任何复杂点阵都是由完全相同且平行的几个简单点阵 镶嵌而成的； （2）整个复杂点阵的衍射可以看做是由各个简单点阵及基 点原子在相同方向的衍射合成结果； （3）复杂点阵的可能衍射方向不可能多余其中任何一个简 单点阵的衍射方向，只能减少或相等。
假定一个晶胞中有n个原子， 它们的坐标分别为u1v1w1、u2v2w2……unvnwn； 每个原子的原子散射因子分别为f1、f2、f3…… fn ；它们的散射波的振幅为 Aef1、Aef2、Aef3……Ae fn 各原子散射波与入射波的位相差分别为φ1、φ2、φ3、……φn。 那么，这n 个原子的散射波互相叠加合成的整个晶胞的散射波的振幅Ab为
2) 当hkl全为奇数时，Ff=Fa。h+k+l=2n+1，其中n为任 意整数，则有
1 e
i
2
h k l
1 cos
2
h k l i sin
I＝A2
实际上，晶体要产生x射线衍射，x射线的波长应当 与晶体中原子间距在同一数量级。
与入射x射线平行的方向上(XX’): 相位差为0，所以Aa=ZAe 除了XX’方向：各电子的散射波之 间存在一定的相位差。 如在YY’方向上a、b两个电子产 生的散射波的波程差为CB-AD，
会产生干涉作用。 由于原子半径的尺度比x射线的波长的尺度要小，所以各电子的
四、一个晶胞对x射线的衍射
1、复杂点阵的衍射分析
简单点阵只由一种原子组成，每个晶胞只有一个原子，它 分布在晶胞的顶角上，单位晶胞的散射强度相当于一个原 子的散射强度。 复杂点阵晶胞中含有n个相同或不同种类的原子，它们除 占据单胞的顶角外，还可能出现在体心、面心或其他位置。 复杂点阵的衍射特点 （1）任何复杂点阵都是由完全相同且平行的几个简单点阵 镶嵌而成的； （2）整个复杂点阵的衍射可以看做是由各个简单点阵及基 点原子在相同方向的衍射合成结果； （3）复杂点阵的可能衍射方向不可能多余其中任何一个简 单点阵的衍射方向，只能减少或相等。
假定一个晶胞中有n个原子， 它们的坐标分别为u1v1w1、u2v2w2……unvnwn； 每个原子的原子散射因子分别为f1、f2、f3…… fn ；它们的散射波的振幅为 Aef1、Aef2、Aef3……Ae fn 各原子散射波与入射波的位相差分别为φ1、φ2、φ3、……φn。 那么，这n 个原子的散射波互相叠加合成的整个晶胞的散射波的振幅Ab为
大学物理--运动电荷间的相互作用 ppt课件
'
q
'
v Ex' Ex
'
E' 1(uc)2E
o'
y
y
由 F E ' z' qE '1得(u ：c)2Ez
z'
x'
F' qE' qE
x
x
x
F' q'E q1(uc)2E
y
y
y
将 F' 变换回S系时
(152页 7.4-19式) 要用到速度变换
F' q'E q1(uc)2E
z
z
z
将 F' 变换回 S 系：
8R
0I 4R
练习： P.252 9-3
亥姆霍兹圈：两个完全相同的N匝共轴密绕短线圈，其 中心间距与线圈半径R相等，通同向平行等大电流 I。
求轴线上o1 . o2之间任一点P的磁场。
N匝
R
N匝
RR
BP
0NIR 2
2[(R2 (Rx)2]32
2
I o 1 oP I o 2 x
问题：
场源电荷相对 于观察者运动
（非静电场）
其电场如 何分布？
一. 运动电荷周围的电场
前提：
场中检验电荷 受力如何？
(1) 在不同参考系中，电荷的电量 q不变。 （ q为相对论不变量）
(2) 高斯定理对运动电荷电场仍成立。 （高斯定理比库仑定律普遍）
(3) 洛仑兹变换适用。
模型（所选研究对象）：正方形平行板电容器电场
L'
E'
x
(b)
0 E' '
第四章 光学系统中的光阑和光束限制
渐晕系数：斜光束在子午面内光束 宽度与轴上点光束的口径之比：
K D D
照相光学系统小结：
可变光阑为系统的孔径光阑，为保证轴外光束的像质 孔径光阑设在照相物镜的某个空气间隔中。
在有渐晕的情形下，轴外点光束的宽度不仅由孔径 光阑的口径决定，而且与渐晕光阑的口径有关。
在照相光学系统中，感光底片的框子就是视场光阑。 孔径光阑的形状一般为圆形，视场光阑的形状为圆形
由公1式 1 1 l1' l1 f '
f'54mm
场镜焦距为54mm.
§4.5 光学系统的景深
一、光学系统的空间像：
1.空间中的物点成像：(图4-16) 把空间中的物点成像在一个像平面上，称为平面 上的空间像。如望远镜、照相物镜.
物方空间点在平面上成像：以入射光瞳中心点为透视中心， 以主光线为投影线，使空间点投影在对准平面上，则投影 点在景像平面上的共轭点便是空间的平面像。
或矩形。
首页
§4.3 望远镜系统中成像光束的选择
一、望远镜系统的基本结构：（图4-7） 二、望远镜系统中的光束限制：
1. 光瞳衔接原则：（图4-8） 2. 前面系统的出瞳和后面系统的入瞳重合 2. 孔径光阑在不同位置处的计算
（1）物镜左侧10mm； （2）物镜上； （3）物镜右侧10mm;
图4-12 双目望远镜系统
(2) 物镜上； (3)物镜右侧10mm.
出瞳直径： D'5mm
视场角： 41'5
入瞳直径： D D ' 6 5 3 m 0m
若孔径光阑在（2）位置上，分划板上一次实像像高：
y'f物 'tan8mm
分划板框限制了系统视场。因此分划板框为视场光阑。
第4章 电子衍射PPT课件
2
f {1 exp[i(h k l)]}
当 h+k +l = 偶数时, F = 2f ， I 4 f 2
当 h+k+l = 奇数时, F = 0， I = 0
体心晶胞当 h+k +l = 偶数时，衍射强度不为零 当h+k+l = 奇数时消光。
(4) 面心晶胞
一个晶胞内有四个同种原子，分别位于000, 1 1 0, 1 0 1 ,0 1 1
第4章 电子衍射
透射电镜的最大特点是既可 以得到电子显微像又可以得到电 子衍射花样。晶体样品的微观组 织特征和微区晶体学性质可以在 同一台仪器中得到反映。
电子束 试样
物镜 物镜后焦面
微区晶体学性质 电子衍射花样
物镜像平面
微观组织
电子衍射实验得出：
多晶体
单晶体
非晶体 菊 池 线
问题的提出
这些点、环、线对携带着晶 体结构信息，对这些点、环、线 对等怎样进行分析，需要对电子 衍射基本知识有所了解。
底心晶胞h, k为全偶、全奇时衍射强度不为零。 h, k为奇偶混合时消光。
(3)体心晶胞
一个晶胞内有两个同种原子，分别位于 000 和 1 1 1
222
½½ ½
000
体心晶胞 F(hkl) 的计算
一个晶胞内有两个同种原子，分别位于 000 和 1 1 1
则
222
F (hkl) f exp[2i(o)] f exp[2i( h k l )]
可以用倒易矢量g来表示。
g
ha
*
kb *
lc
*
a*, b*, c*为倒空间的基矢量，hkl为倒易点 的坐标，即相应的衍射晶面指数。
f {1 exp[i(h k l)]}
当 h+k +l = 偶数时, F = 2f ， I 4 f 2
当 h+k+l = 奇数时, F = 0， I = 0
体心晶胞当 h+k +l = 偶数时，衍射强度不为零 当h+k+l = 奇数时消光。
(4) 面心晶胞
一个晶胞内有四个同种原子，分别位于000, 1 1 0, 1 0 1 ,0 1 1
第4章 电子衍射
透射电镜的最大特点是既可 以得到电子显微像又可以得到电 子衍射花样。晶体样品的微观组 织特征和微区晶体学性质可以在 同一台仪器中得到反映。
电子束 试样
物镜 物镜后焦面
微区晶体学性质 电子衍射花样
物镜像平面
微观组织
电子衍射实验得出：
多晶体
单晶体
非晶体 菊 池 线
问题的提出
这些点、环、线对携带着晶 体结构信息，对这些点、环、线 对等怎样进行分析，需要对电子 衍射基本知识有所了解。
底心晶胞h, k为全偶、全奇时衍射强度不为零。 h, k为奇偶混合时消光。
(3)体心晶胞
一个晶胞内有两个同种原子，分别位于 000 和 1 1 1
222
½½ ½
000
体心晶胞 F(hkl) 的计算
一个晶胞内有两个同种原子，分别位于 000 和 1 1 1
则
222
F (hkl) f exp[2i(o)] f exp[2i( h k l )]
可以用倒易矢量g来表示。
g
ha
*
kb *
lc
*
a*, b*, c*为倒空间的基矢量，hkl为倒易点 的坐标，即相应的衍射晶面指数。
第十章 光线的光路计算
其中 h 为光束截面半径
h l tgU
BE
2
L
2
P h H y P h H y
2 x x
2
y
y
10.5 空间光线经非共轴面时的光路计算 偏心：指曲率中心偏离于光轴，但改表明的光轴与整个系统的主光 轴扔属平行 倾斜：指表面的光轴与整个系统的主光轴平行 偏心将引起光轴的平移，倾斜将导致光轴的转动
tgU a
y 主光线 tgU z Lz L y 下光线 tgU b Lz L
tgU b
入瞳半径可由下式确定
( Lz L)tgU
各光线与高斯面的高度为
' Ya' ( L'a L' )tgUa ' ' ' ' Yz ( Lz L )tgU z ' Yb' ( L'b L' )tgUb
3.表面同时存在偏心和倾斜：应按照光轴是先平移后旋转还是先旋 转后平移来确定先应用平移公式还是旋转公式。
入射角I： cos I cosi cos j cosk N 再由折射定律求得 I 折射光线矢量 A A PN
A ncosi cos j cosk
F x
2
F F y z
Lz L1 K max L1 Lz Lz tgU1 tgU 1 Lz L1
y max 是边缘视场半径。K w 为视场 式中，y是物面纵坐标，表示线视场， 取点系数。
轴外物点发出的主光线及上、下光线的初始数据为
上光线 tgU a y Lz L La L z Lz Lb L z
h l tgU
BE
2
L
2
P h H y P h H y
2 x x
2
y
y
10.5 空间光线经非共轴面时的光路计算 偏心：指曲率中心偏离于光轴，但改表明的光轴与整个系统的主光 轴扔属平行 倾斜：指表面的光轴与整个系统的主光轴平行 偏心将引起光轴的平移，倾斜将导致光轴的转动
tgU a
y 主光线 tgU z Lz L y 下光线 tgU b Lz L
tgU b
入瞳半径可由下式确定
( Lz L)tgU
各光线与高斯面的高度为
' Ya' ( L'a L' )tgUa ' ' ' ' Yz ( Lz L )tgU z ' Yb' ( L'b L' )tgUb
3.表面同时存在偏心和倾斜：应按照光轴是先平移后旋转还是先旋 转后平移来确定先应用平移公式还是旋转公式。
入射角I： cos I cosi cos j cosk N 再由折射定律求得 I 折射光线矢量 A A PN
A ncosi cos j cosk
F x
2
F F y z
Lz L1 K max L1 Lz Lz tgU1 tgU 1 Lz L1
y max 是边缘视场半径。K w 为视场 式中，y是物面纵坐标，表示线视场， 取点系数。
轴外物点发出的主光线及上、下光线的初始数据为
上光线 tgU a y Lz L La L z Lz Lb L z
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点的视觉效果：
1、集中，吸引视线 2、聚合，产生新的视觉形象 3、装饰画面
4、表明位置和进行聚焦
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6、连续的点会产生节奏，韵律和方向 7、疏密的点会产生空间感 8、点有各种形态、不同的目的、带给人
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1、集中，吸引视线 2、聚合，产生新的视觉形象 3、装饰画面
4、表明位置和进行聚焦
5、单一的点具有集中凝固视线作用，容易形成视
觉中心错位感等不同的视觉感受。
资源建设单位：温州职业技术学院
项目主持单位：温州职业技术学院·教育部全国鞋服饰品专业指导委员会
国家级鞋类专业资源库（教育部立项编号：2014-09）
6、连续的点会产生节奏，韵律和方向 7、疏密的点会产生空间感 8、点有各种形态、不同的目的、带给人
均衡的安静感、强烈的方向性动感、节凑韵律感、立体
感和视觉错位感等不同的视觉感受。
资源建设单位：温州职业技术学院
项目主持单位：温州职业技术学院·教育部全国鞋服饰品专业指导委员会