BOS技术研究背景和意义
1.1.背景导向纹影技术的背景
观察流体动力学中的密度梯度对于研究跨音速的空气动力学十分重要。19 世纪末期，Ernst Mach对子弹及其流场的摄影的研究工作促进了对这种技术进行改进和应用。流体密度可视化最常用的技术是 Toepler 的纹影摄影。其光学装置通常由球面镜或透镜和一个半开孔组成类似刀口的形式。该装置会捕获与流体密度的一阶导数成正比的光强变化Delta;I。
背景导向纹影技术(Background Oriented Schlieren,BOS)方法中与之最接近的相关方法是激光散斑干涉法，这种方法是通过所研究的密度梯度对屏幕的照明利用产生斑点干涉图案的激光来实现的。用光学方法或数字技术测得该模式的位移∆s与密度的一阶导数成比例。BOS技术是用非相干光照明，并通过含有空间密度梯度的流体进行成像并且基于图像位移的分析，物体的运动特征会被反映在背景上。由于散光干涉法中也使用了数字评估和白光照明，BOS技术也能被称为白光斑纹密度照相术（white-light speckle density photography）。但是，最常用的名称还是背景导向纹影技术。
2000年，Dalziel等人的文章[1]首次介绍了BOS的原理和应用。在2000年4月的“流体实验（Experiments in Fluids）”中，描述了被作者称为“合成纹影（synthetic schlieren）”的几种纹影技术。他们的共同点是，传统光学装置的某些部分已被数字图像分析所取代。这些技术中的一些，尤其是变体的“点跟踪折光法（dot tracking refractometry）”，基本等同于BOS。Raffel等人的第二篇“流体实验”文章[2][3]出现在5月。它着重介绍了在后台使用了随机的点图案的BOS原理，并描述了其在悬停飞行中直升机旋翼尾迹可视化中的应用。Meier的专利申请[4]在 Dalziel 等人手稿发表一年后、Raffel等人发表的同一天即2002年6月发布。
1.2.模糊图像形成的原因
假设近轴记录和小偏转角（），可以推导出bos技术的像移Delta;y公式[5]。
(1)
利用背景的放大系数，，点图与密度梯度的距离，，偏转角
(2)
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