Текстура точки: D1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d0 b0 d1 82 d0 be d1 87 d0 ba d0 b8: стоковые векторные изображения, иллюстрации

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

Настройка снижения разрешения текстур на основе расстояния—Справка

Доступно с лицензией 3D Analyst.

Снижение разрешения текстур на основе расстояния является методом увеличения производительности, при котором отображаемое качество текстур (изображений) на внешних сторонах объектов мультипатч регулируется автоматически, в зависимости от расстояния от объекта до камеры.

Снижение разрешения текстур – это свойство отображения, которое не влияет на исходные данные. Этот метод доступен только в ArcGlobe.

Процесс снижения разрешения текстур не является непрерывным масштабированием, он происходит скачкообразно, с делением на три зоны. Например, зоны могут включать канал с полным разрешением и два канала с пониженным разрешением. Какое разрешение текстуры будет отображаться на экране, зависит от расстояния от камеры до объекта.

На следующем рисунке показано 3D изображение со снижением разрешения текстур на основе расстояния.

Настраиваемые параметры

Имеются два параметра снижения разрешения текстур, которые можно настраивать:

На рисунке ниже показан пример снижения разрешения текстуры объекта мультипатч, от полного разрешения до экстремального.

Советы

По умолчанию снижение разрешения включено для всех слоев мультипатч, и настройки оптимизированы для работы с относительно малыми объектами с больших количеством текстур, таким как здания или 3D модели. Есть несколько причин, по которым могут потребоваться другие настройки:

• Данные с текстурами имеют низкое качество, поэтому снижение разрешения не требуется.
• У вас имеется оптимизированное аппаратное обеспечение и можно увеличить разрешение текстур без снижения производительности.
• Текстурированные данные содержат географически крупные объекты, поэтому, расстояния в 250 и 1,000 метров, при которых разрешение снижается, слишком малы. Например, для сейсмического изображения, вставленного во фрейм длиной 5 километров, лучше задать значительно большие расстояния снижения разрешения.

Если вы отключаете или меняете настройки автоматического снижения разрешения текстур, это не аннулирует кэш слоя.

Шаги для отключения снижения разрешения текстур на основе расстояния

Выполните следующие шаги, чтобы отключить снижение разрешения текстур на основе расстояния для слоя объектов мультипатч.

1. Щелкните правой кнопкой мыши слой объектов мультипатч в таблице содержания и выберите Свойства (Properties).

Появится диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).

2. Щелкните закладку Отображение глобуса (Globe Display) и перейдите в раздел Визуализация (Rendering).
3. Щелкните Дополнительно (Advanced).

Появится окно Свойства снижения качества текстур (Texture Downscaling Properties).

4. Включите параметр Отключить снижение качества текстур (Disable texture downscaling) и щелкните OK.
5. Нажмите на кнопку ОК, чтобы закрыть диалоговое окно Свойства слоя (Layer Properties).

   Теперь на этом слое всегда будут отображаться текстуры с полным разрешением.

Шаги для настройки снижения разрешения текстур

Повторите шаги 1–3, указанные выше, затем выполните следующие шаги, чтобы настроить снижение разрешения текстур для слоя класса объектов мультипатч с помощью диалогового окна Свойства снижения качества текстур (Texture Downscaling Properties).

1. Задайте Расстояние, с которого начинается снижение качества (Distance to begin downscaling) (в метрах) для Уровня 1 (Level 1).
2. Выберите значение Коэффициента снижения качества (Downscaling factor) для Уровня 1 (Level 1). Можно выбрать один из следующих вариантов:
   • Низкий (1/4)
   • Средний (1/16)
   • Высокий (1/64)
   • Очень высокий (1/256)
   • Экстремальный (1/1024)
3. Задайте Расстояние, с которого начинается снижение качества (Distance to begin downscaling) (в метрах) для Уровня 2 (Level 2).
4. Выберите значение Коэффициента снижения качества (Downscaling factor) для Уровня 2 (Level 2).
5. Нажмите ОК.
6. Щелкните OK, чтобы закрыть диалоговое окно Свойства снижения качества текстур (Texture Downscaling Properties).

   Разрешение текстур данного слоя теперь зависит от заданных дистанций и коэффициентов снижения качества.

Подсказка:

Просмотр 3D-моделей — Документация Artec Studio 11

Навигация в 3D

Как только вы закончите сканирование, Artec Studio отобразит результаты в окне 3D вида.

Перемещение, поворот и масштабирование вида

Перспективой в окне 3D вида можно управлять, сдвигая, вращая, приближая и отдаляя точку наблюдения. Используйте мышь для управления следующими эффектами:

Переместить

наведите курсор мыши на окно 3D вида. Удерживайте нажатыми левую (ЛКМ) и правую (ПКМ) клавиши мыши одновременно и двигайте мышью для перемещения модели. Для этой же цели можно использовать среднюю кнопку мыши.

Вращать

наведите курсор мыши на окно 3D вида. Удерживая нажатой ЛКМ, вращайте модель с помощью мыши.

Приблизить и отдалить

удерживайте нажатой ПКМ и двигайте мышью. Движение влево или вверх уменьшает масштаб, вправо или вниз — увеличивает. Для этой же цели можно использовать колесико мыши.

Установка центра вращения

Рис. 51 Центр вращения

При вращении сцена всегда поворачивается вокруг определенной точки: центра вращения. В этой точке рисуются три маленькие оси координат (см. Рис. 51). В момент запуска приложения центр вращения совпадает с началом глобальной системы координат. Для того чтобы изменить положение центра вращения, дважды щелкните ЛКМ по выбранной точке на 3D-модели: центр вращения переместится в нее. Установка центра вращения полезна, например, когда вы хотите рассмотреть со всех сторон определенный объект сцены. В этом случае установите центр вращения на объекте и поворачивайте вид при помощи ЛКМ.

Выбор проекции

Рис. 52 Пункты меню Вид

В меню Вид (см. Рис. 52) можно выбрать между перспективной и ортогональной проекциями для отображения модели в окне 3D вида.

Перспективная проекция — это центральная проекция на плоскость прямыми лучами, сходящимися в точке (центре проекции). Она создает визуальный эффект, подобный тому, который дает зрительная система человека.

Ортогональная проекция создается, если центр проекции бесконечно удален от картинной плоскости; проекционные лучи при этом падают перпендикулярно к плоскости наблюдения. Данный вид проекции сохраняет параллельность прямых и более подходит для проведения измерений (более подробно см. в разделе Инструменты измерений).

Тип проекции также можно изменить следующими способами:

Направление обзора

Для оперативного переключения направления обзора между предопределенными положениями можно воспользоваться меню Вид или комбинациями клавиш, приведенными в Таблица 4.

Отображение 3D-моделей

Панель инструментов, расположенная в верхней части окна 3D вида, предлагает ряд возможностей для управления режимами отображения данных. Все команды управления видом и переключение режимов отображения продублированы в меню Вид (см. Пункты меню Вид).

Кнопка Исходная позиция (или одноименная опция меню Вид) восстанавливает исходное направление обзора.

Команда Масштабировать вид (кнопка или аналогичный пункт в меню Вид) автоматически подгоняет объект под размеры окна 3D вида.

Для включения или отключения отображения осей глобальной системы координат, выберите опцию Показать сетку в меню Вид или нажмите кнопку на панели окна 3D вида.

Режимы отрисовки и затенения

В меню Вид имеется возможность выбора одного из следующих вариантов отрисовки отсканированных 3D-поверхностей (см. Рис. 53):

Сплошная заливка

наиболее распространенный способ отрисовки со сплошной заливкой граней всех поверхностей выбранным методом затенения

Отрисовывать каркас

отображение ребер полигональных поверхностей без применения заливки граней

Отрисовывать точки

отображение вершин полигональных поверхностей

Каркас поверх сплошной заливки

отрисовка модели со сплошной заливкой граней и отображением ребер другим цветом; может применяться для визуальной оценки качества оптимизации полигональной модели (подробнее см. в Упрощение полигональной структуры).

Точки и сплошная заливка

сканы автоматически отображаются как облако точек, в то время как модели отрисовываются со сплошной заливкой. Данный вариант рендеринга избавляет от необходимости переключения режимов в поисках лучшей отрисовки для каждого типа поверхностей. Режим является стандартным для сканера Artec Spider.

Все режимы отрисовки можно активировать из панели инструментов окна 3D вида. Нажмите кнопку для включения режима сплошной заливки, — для отображения каркасной модели, — для точечной модели, — для отображения сетки поверх заливки и — для сплошной заливки или точечной модели в зависимости от типа выбранных поверхностей.

Рис. 53 Доступные режимы отрисовки

Примеры режимов отрисовки моделей можно найти на Рис. 54.

Рис. 54 Примеры отображения модели с использованием различных режимов отображения

Точечная модель слева и каркасная со сплошной заливкой справа.

Помимо этого вы можете выбрать метод затенения для сплошной заливки поверхности (Рис. 56) в меню Вид или при помощи кнопок панели инструментов окна 3D вида (Рис. 55):

Рис. 55 Доступные режимы затенения

Гладкое затенение ( на панели инструментов)

значение цвета для каждой точки в пределах грани вычисляется интерполяцией цвета в вершинах.

Плоское затенение ( на панели инструментов)

все точки грани отрисовываются одинаковым цветом

Рис. 56 Различие между гладким и плоским затенением (соответственно)

Освещение, цвет и текстура

Параметр Освещение вкл. в меню Вид или кнопка панели инструментов используются для включения и выключения освещения в окне 3D вида. Данный параметр может быть интересен, когда вам необходимо выключить освещение, чтобы увидеть только силуэт модели или оценить качество текстуры.

Параметр Цвет в меню Вид дает возможность выбора способа назначения цветов отснятым кадрам. В Artec Studio доступны следующие варианты:

• Текстура — включается отрисовка текстуры для тех поверхностей, где она присутствует; в противном случае, поверхность отрисовывается стандартным цветом скана

• Цвет скана — отображается стандартный (присвоенный по умолчанию) цвет скана

• Цвет поверхности — каждый кадр скана отображается разным цветом

• Макс. ошибка — кадры окрашиваются в зависимости от качества его регистрации; красный цвет сигнализирует об ошибке регистрации

Перечисленные выше варианты назначения цветов могут быть выбраны нажатием соответствующих кнопок на панели инструментов: , , или , соответственно (см. Рис. 57). Примеры, иллюстрирующие различные варианты цветового отображения, приведены на Рис. 58.

Рис. 57 Способы назначения цветов кадрам

Рис. 58 Различные режимы цветового отображения отсканированных кадров

Отдельный цвет для каждой поверхности (режим Цвет поверхности) слева, подсветка ошибок регистрации (режим Макс. ошибка) справа.

Двустороннее отображение

В Artec Studio внутренняя сторона поверхности может быть отображена тремя различными способами:

Показывать

внутренней стороне поверхности назначается такой же цвет, как и модели

Не показывать

внутренняя сторона не отображается

Показывать черным

внутренняя сторона поверхности окрашивается в черный цвет

Вы можете выбрать режим из меню Вид или нажать кнопку , или , соответственно, в окне 3D вида (см. Рис. 59). Показывать черным — стандартный режим.

Рис. 59 Опции двустороннего отображения

Примеры различных режимов двустороннего отображения приведены на Рис. 60.

Рис. 60 Примеры различных методов двустороннего отображения

Режим Показывать слева, Не показывать в середине и Показывать черным справа

Отображение нормалей и границ

Опция Отображать нормали в меню Вид включает или выключает отрисовку нормалей для каждой вершины модели. По умолчанию нормали направлены от поверхности модели в направлении 3D-сканера. Изменить направление нормалей можно командой Инвертировать нормали. Переключаться между режимами отображения нормалей можно с помощью клавиши N при активном окне 3D вида.

При работы с краями модели может оказаться полезной функция Показать границы в меню Вид, включающая и выключающая подсветку ребер модели. Для переключения режимов этой функции нажмите клавишу B при активном окне 3D вида.

Отображение и раскрашивание нетекстурированных полигонов

На текстурированных моделях могут встречаться участки без текстуры (например, см. зеленые участки в середине Рис. 61). Команда Отображать полигоны без текстуры в меню Вид позволяет включать/выключать отображение таких участков.

Рис. 61 Визуализация текстур с опцией Отображать полигоны без текстур и включенным и выключенным Режимом повторения текстуры

Полигоны без текстуры не отображаются (слева), отображаются (справа и в середине) и Режим повторения текстуры Вкл (справа)

Если текстура на импортированной модели меньше размера самой модели, то для заполнения нетекстурированных участков, она может быть «замощена» имеющимися элементами (см. Рис. 61 (справа), указания по импорту моделей в разделе Импорт моделей и сканов). Механизм такого заполнения подобен настилу плитки на полу или повторению рисунка на обоях, т.е. текстура повторяется циклически. Чтобы включить эту опцию, выберите команду Режим повторения текстуры в меню Вид.

Примечание

Необходимо включить опцию Отображать полигоны без текстуры, как сказано выше. В противном случае повторяющиеся текстуры не будут видны (см. Рис. 61 слева).

Отображение границ текстурного атласа

Как известно, накладываемые на 3D-модели текстуры двумерные. В ряде случаев вам может понадобиться увидеть границы каждого фрагмента текстуры на реальной 3D-поверхности. Файл текстурного атласа, подобный тому, что изображен в середине Рис. 122, можно представить с подсвеченными границами на 3D-модели (см. Рис. 62). Имея представление о том, как проходят границы текстуры по поверхности, можно, например, сделать вывод о необходимости упрощения модели (оптимизации сетки) ради лучшего наложения текстуры.

Для включения опции отображения границ выберите меню Вид, а в нем команду Отображать границы текстуры. Для отключения проделайте те же шаги и убедитесь, что флаг с команды меню снят.

Рис. 62 3D-модель с границами текстурного атласа

Строго говоря, данная команда также работает и для текстур, полученных методом построения развернутой карты треугольников, но в этом случае не дает полезной информации.

Стереорежим

Стереорежим (команда Вкл. стереорежим в меню Вид) предназначен для работы со стереодисплеями и оборудованием с возможностью отображения стереоскопического 3D. Для активации режима необходимо, чтобы видеокарта поддерживала стереорежим OpenGL Stereo. Такими возможностями обладают, например, профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro. Если стереорежим недоступен, данный пункт меню заблокирован и отображается серым цветом.

Более подробную информацию о совместимом оборудовании можно найти на веб-сайте Nvidia.

Сохранение скриншотов

Поверхности, отображаемые в окне 3D вида могут быть запечатлены и сохранены в графическом файле. В отличие от стандартной функции Print Screen в Windows, данная команда сохраняет только содержимое окна 3D вида (см. Рис. 64) и игнорирует любой фон. При сохранении скриншота вместе с поверхностями сохраняются следующие элементы:

• Координатные оси

• Точки, линии и плоскости

• Аннотации

• Карты и расстояний и гистограммы (см. Инструменты измерений)

• Результаты измерений (точки, линии и метки)

Рис. 63 Пример скриншота с сечением

Рис. 64 Пример скриншота с картой расстояний и аннотациями

Рис. 65 Пример скриншота с линейными измерениями

Чтобы снять скриншот, следуйте указаниям ниже:

1. Выберите в меню Вид команду Сохранить скриншот или нажмите комбинацию клавиш Shift+Ctrl+S.

2. В открывшемся окно укажите папку назначения и имя файла, затем нажмите кнопку Сохранить. Artec Studio сохранит файл в формате PNG.

Примечание

Если вы сохраняете скриншот, используя уже существующее имя, Artec Studio перезапишет этот файл без предупреждения. Убедитесь, что вы указываете уникальное имя файла, чтобы избежать перезаписи других файлов.

WebGL GPGPU эксперимент — чтение текстуры с плавающей запятой

Начальный тест — запись и чтение случайных данных.

Его цель — проверить, не вызывает ли простая передача случайных данных в память графического процессора и их чтение в основную память числовые ошибки. Эти ошибки могут возникать, поскольку WebGL не предоставляет удобных функций для чтения текстур с плавающей запятой. readPixels Функция ограничена форматом RGBA и типом UNSIGNED_BYTE (см. Спецификацию WebGL).Обходной путь для этой проблемы — создать специальный шейдер GLSL, который упаковывает каждое значение с плавающей запятой в четыре компонента беззнакового байта (RGBA). Самый большой недостаток этого решения — накладные расходы на производительность и возможные числовые ошибки. Если вам интересно, как это работает, посмотрите encodeShader1 и encodeShader2 в script.js .

Этот тест состоит из записи случайных данных в текстуру, преобразования из Float в Unsigned Byte, чтения данных с использованием readPixels и окончательного сравнения полученных значений с исходными данными.

Результатов:

• Метод 1: основан на идее Карлоса Шайдеггера. Смотрите здесь для получения дополнительной информации.
  • средняя разница между значением CPU и GPU после преобразования и передачи:%
  • , время чтения текстуры с плавающей запятой: мс
• Метод 2: основан на идее Ultraist . Смотрите здесь для получения дополнительной информации.
  • средняя разница между значением CPU и GPU после преобразования и передачи:%
  • чтение текстуры с плавающей запятой, время: мс

Непрерывный тест — простое моделирование.

Этот тест в основном ориентирован на измерение различных операций, связанных с расчетами GPGPU.

Одна ступень состоит из:

• рендеринг данных: мс
• простые вычисления ЦП: мс
• простые вычисления на GPU:
мс
• чтение текстуры с плавающей запятой:
  • Метод 1: мс
  • Метод 2: мс

Шаг:

Каждые 5 шагов сравниваются данные CPU и GPU.

Средняя разница между значением CPU и GPU:%

Параметры

• Разрешение сетки: 128x128256x256512x5121024x1024

ТОЧКА ТЕКСТУРЫ | ТОНУС | новая волна джаза

Исполняется, записывается, сводится и мастерируется в студии Sunny Side Inc., Андерлехт (Бельгия) 9 декабря 2017 года.

Примечания на конверте: Гай Питерс.
Макет: Рутгер Зуйдервельт
Исполнительный директор лейбла: Дирк Серриес.

«Обычно, когда кто-то говорит, что что-то слишком простое, они говорят, что некоторых знакомых вещей здесь нет». — Дональд Джадд (1965)

Минимальное искусство часто представляется как акт упрощения, область, в которой ничего особенного не происходит, и менее (или даже ленивые) художники могут хорошо провести время. Однако и в изобразительном искусстве, и в музыке это, пожалуй, одно из самых неправильно понимаемых движений.Художники-минималисты не только искали определенную основную сущность, но и ведущие художники и теоретики, такие как Дональд Джадд, также выступили против экстравагантного акцента абстрактных экспрессионистов на субъективном и предложили новый способ смотреть, переживать и слушать. Таким образом, это было намного больше, чем столь желанный минималистичный образ жизни, который сосредоточен на ограниченном владении и желании меньшего. Это было не только с этической точки зрения.

Минимальное кредо не удаляло художника-создателя из картины, но фокус вернулся к имеющемуся материалу, и композиторы часто подчеркивали свою точку зрения, ограничивая материал, используя повторение и основные ресурсы / правила для создания новой музыки.От классических повествований и кульминационных структур отказались в пользу постепенных трансформаций, медленных движений или даже частей, которые продолжались и продолжались, казалось бы, лишенные каких-либо изменений или кульминации.

Несмотря на то, что его обычно ассоциировали с разными стилями / жанрами (эмбиент, дроны, авангард, а в последние несколько лет также и свободная импровизация), Дирк Серриес всегда был минималистом в душе. Он артист, в путешествиях которого редко используются ингредиенты, к которым большинство людей так привыкло, поэтому многие могут даже подумать, что его музыка недостаточно развита или в ней чего-то не хватает.Они не правы. С самого начала Серри уже понял, что существуют разные сложные способы игры и сочинения.

Глава эмбиента официально закрыта, но цикл Tonus сместил фокус. Акустическая музыка, которую Серри создает вместе со своей партнершей Мартиной Верховен и некоторыми гостями, может показаться нарочито медленной и непоколебимо резкой, и эта интерпретация с британским альтистом и импровизатором Бенедиктом Тейлором не исключение. Конечно, эти музыканты не (только) заинтересованы в том, чтобы оправдать ожидания и предложить «знакомые вещи», о которых говорил Джадд.Напротив: их музыкальное творчество — это следствие, исследование с ограниченными средствами и правилами, но оно связано с ответственностью и требует от слушателя приверженности. Медленное бренчание, надежно распределенные нажатия клавиш и необычная обработка струн предлагаются в бесчисленных комбинациях и вариациях, которые повышают ваше понимание формы и материала, но также напоминают вам о силе тишины и пространства.

Возможно, вы не получите расширенных мелодических линий, легкого экстаза и знакомых гармоний, которые так часто лежат в основе западной музыки, но вы будете вознаграждены сложным и другим взглядом, в котором автономность музыки (звуки, текстуры , пробел).Проще говоря, речь идет не о пассивном слушании, а об активном слушании. Само по себе это не ново, но то, как эти музыканты переделывают эту идею, определенно интригует и вознаграждает.

Гай Питерс 2018

Испытание на трехточечный изгиб с использованием анализатора текстуры — расчет основных параметров

Анализ этого типа тестирования часто ограничивается рассмотрением пик силы и, возможно, расстояние до перелома. Это очень полезный тест для контроля качества нестандартных объектов. Однако эта тестовая установка может также предоставить полезные данные о напряжении и деформации, если образец имеет однородную поперечное сечение, обеспечивающее точные измерения производимого образца Габаритные размеры.«Изгиб» и «изгиб» имеют одно и то же значение и часто используются взаимозаменяемо.

Испытание на трехточечный изгиб

Из-за часто удлиненный характер образцов для испытаний на изгиб, часто используются испытания на изгиб вместе с испытанием на растяжение или вместо него, поскольку оба испытания подходят для одинаковых образцы. Испытание на изгиб имеет некоторые преимущества перед испытанием на растяжение. В первую очередь, образцы могут иметь любую удлиненную форму при условии, что поперечное сечение постоянна между роликами (часто приходится делать образцы на растяжение) тоньше в центральной части, чтобы не допустить разрушения захватов).Сам тест проще настроить, так как нет двусмысленности тарирование силы перед испытанием (это может быть проблемой при растяжении испытание, так как захваты соединяются через образец до того, как испытание даже началось, и всегда будет некоторое предварительное напряжение, как бы небольшой).

Однако, конфигурация напряжений изогнутого образца намного сложнее, чем один находится в напряжении, и, следовательно, анализ становится более трудным. Из-за это сложное напряженное состояние, ориентация образца также имеет много большее влияние при испытании на изгиб.

Это разница в напряженном состоянии также влияет на прочность рассматриваемый образец — это может быть преимуществом, а может и не быть. Каждая часть образец при растяжении находится под таким же напряжением, поэтому разрушение будет инициировать, когда самая слабая область (возможно, в трещине или пустоте) достигает своего предельное растягивающее напряжение. Когда образец изгибается, только внешние волокна испытывают наибольшую нагрузку. Если нет дефектов в этого внешнего слоя прочность на изгиб будет контролироваться прочность этих крайних волокон и прочность будет выше.

Если дефектов вообще не было (идеально однородный образец), Предел прочности на изгиб и растяжение образца будет одинаковым. Тем не мение, на практике это нечасто, так как большинство материалов имеют пустоты, трещины или другие дефекты, вызывающие концентрацию напряжений, ослабляющих образец в придомовой территории. Таким образом, для одного и того же материала прочность на изгиб составляет обычно выше, чем предел прочности. В некоторых более необычных случаях, если образец имеет поверхность с большим количеством дефектов (из-за пятен ржавчины или царапины), это приведет к тому, что предел прочности на разрыв будет выше, чем прочность на изгиб.

Нет установленных ограничений по типу материал, который можно исследовать с помощью испытания на трехточечный изгиб. это однако не рекомендуется испытывать толстые секции из очень жестких материалов, поскольку хотя анализаторы текстуры имеют очень низкое соответствие кадра, это невыгодно испытывать образец такой высокой жесткости, что перемещение сам инструмент может восприниматься как отклонение образца. В Проблем можно избежать, если уменьшить толщину и глубину образца.

Вкл. с другой стороны, этот тип тестирования можно использовать только на самонесущие образцы (не деформирующиеся под собственным весом).Для Например, повязка или шнурок лакрицы упадут посередине при размещении на роликах, если он не зажат, а затем истинный изгиб тест больше не проводится. Для этих образцы.

Изгиб Испытания очень полезны для определения характеристик керамики и хрупких материалов. пищевые материалы, поскольку они уже имеют более низкую вязкость, их прочность сильнее ограничены размерами и размещением дефектов. Испытание на растяжение подвергнет весь образец максимальному напряжению, что сделает его более вероятность того, что дефект станет критическим и приведет к разрушению при заданном нагрузка.

Следовательно, снижение прочности на разрыв по сравнению с прочностью на изгиб упомянутое выше становится увеличенным для этих хрупких материалов. Кроме того, попытки удержать хрупкий материал в наборе на растяжение захваты сами по себе могут быть проблемой, и это вызывает концентрацию напряжения что затрудняет поощрение перелома от захватов во время тест. Испытания на изгиб просто включают в себя размещение хрупкого образец на роликах.

Основное измерение, которое можно снять от испытания на трехточечный изгиб — это реакция деформации на изгиб.Отсюда модуль упругости при изгибе может быть рассчитан из начального градиент графика. «Прочность» образца обычно принимается равной — максимальная сила (и максимальное напряжение) на графике «сила-расстояние».

Там есть обширная информация в литературе по этой теме, а уравнения для большинства геометрий поперечного сечения можно найти в инженерные тексты. Необходимые уравнения для прямоугольных и круглых здесь приведены поперечные сечения. Указанные единицы основаны на силе в Ньютоны и расстояние в метрах.

The «Напряжение изгиба» и «деформация изгиба» — это значения напряжения и деформируют самые внешние волокна — верхнюю и нижнюю поверхности — и они зависят от силы, прилагаемой анализатором текстуры, и расстояния до зонд переместился, как и геометрия образца.

Для образца с прямоугольным поперечным сечением эти величины определяются по формуле:

размеры образца лучше всего измерять цифровыми штангенциркулями, три измерения по длине образца и расчет в среднем. Чем меньше размер выборки, тем выше вероятность ошибки. Однако испытания на изгиб лучше всего подходят для длинных и тонких образцов, а размеры образца иногда нелегко контролировать.

Если функция Generate Curve используется в макросе Exponent Наряду с этими уравнениями, ось y может быть установлена ​​на изгибное напряжение и ось x — деформации изгиба. Как только это будет сделано, полученная кривая напряжения-деформации позволяет легко рассчитать несколько параметры:

1) Модуль упругости при изгибе — градиент начального линейного участка графика напряжения-деформации (Паскали).

2) Предел текучести — напряжение, при котором градиент графика сначала начинает падать.Это конец линейного участка и первый знак пластической деформации (Паскали). (Предел текучести можно определить, только если идет линейный участок с последующим явным убыванием, и это будет более точное определение местоположения, если скорость сбора данных высока.)

3) Предельное напряжение изгиба — максимальное напряжение, достигнутое до разрушения (или до того, как напряжение спадет, если образец не разрушается) (Паскали).

4) Вязкость — общая площадь под графиком напряжение-деформация (Паскали, хотя чаще используется эквивалент Дж / м ³ ).Прочность строго энергия до разрушения, но если образцы не разрушаются, прочность к конкретному смещению может использоваться как сравнение. Это обычное дело для нехрупкие образцы для деформации, но не разрушения при испытании на изгиб.

Эти уравнения, основанные на простой теории пучка, подходят только для малых прогибы и технически применимы только к упругой деформации, поэтому изгибное напряжение будет неточным после того, как балка поддастся. Однако улучшение потребовало бы использования либо сложных математических расчетов, либо компьютерное моделирование, оба из которых требуют много времени и потенциально дорогие.Уравнения изгиба балки можно использовать для полного поведения луча, пока они используются с осознанием того, что они приближение, хотя и близкое.

The поведение образцов при разрушении часто исследуют с помощью испытаний на изгиб. путем нанесения надреза известного размера и формы в образцах изгиба перед тестовое задание. Это требует использования уравнений механики разрушения и некоторых дальнейшее чтение, но вполне возможно выполнить на Текстуре Анализатор.

Есть это тест на анализ текстуры практически для любого физического свойства.Контакт Stable Micro Systems сегодня, чтобы узнать больше о нашем полном спектре решения.

Эффективная декомпрессия текстур с плавающей запятой | Semantic Scholar

ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 19 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПО РелевантностиСамые популярные статьи Недавность

Сжатие текстур с высоким динамическим диапазоном

• Просмотр 1 отрывок, справочная информация

Сжатие текстур с высоким динамическим диапазоном для графического оборудования

• Просмотр 1 отрывок, справочная информация

Аппаратное обеспечение для превосходной текстурной производительности

• Вид 1 отрывок, ссылки на фон

Рендеринг из сжатых текстур

• Просмотр 1 отрывок, справочная информация

Эффективное сжатие текстур с расширенным динамическим диапазоном

• Просмотр 1 отрывок, справочная информация

Практическое сжатие текстур HDR

• Просмотреть 1 отрывок, справочная информация

Анализ профиля текстуры | Текстурные Технологии

Глава I

Обзор анализа профиля текстуры (TPA)

«Анализ профиля текстуры» — это популярный тест на двойное сжатие для определения текстурных свойств пищевых продуктов.Иногда его используют в других отраслях промышленности, таких как фармацевтика, гели и средства личной гигиены. Во время теста TPA образцы дважды сжимаются с помощью анализатора текстуры, чтобы получить представление о том, как образцы ведут себя при жевании. Тест TPA часто называют «тестом на два укуса», потому что анализатор текстуры имитирует кусание рта.

Текстурная идентичность любой пищи редко сводится к простому пониманию единственного атрибута, такого как твердость или связность. Текстура любой пищи многогранна и зависит от сенсорных ожиданий потребителей.Недостаточно доставить продукт питания с заданными значениями твердости и упругости, если он не нравится потребителям и не соответствует их ожиданиям в отношении этого типа продукта.

Прелесть TPA как аналитического метода заключается в том, что он может количественно оценить несколько текстурных параметров всего за один эксперимент. Это также проклятие метода, поскольку многие исследователи полагаются на характеристики, помеченные TPA, не задумываясь о том, предоставляет ли метод тестирования метрики, которые имеют отношение к экспериментальной цели.

TPA изменились с момента создания теста. Благодаря отзывам клиентов и всестороннему тестированию, компания Texture Technologies сузила рекомендуемые основные характеристики TPA, включив в них твердость, сцепляемость, упругость и упругость. В зависимости от текстурных характеристик, которые ищут наши клиенты, мы иногда рекомендуем фиксировать либо жевательную, либо жевательную форму. Адгезионность является популярным параметром TPA, однако метод тестирования TPA не всегда является оптимальным методом для количественной оценки адгезии, поэтому адгезивность TPA следует принимать только после тщательного анализа ее пригодности в качестве соответствующего показателя (см. «Количественная оценка адгезии» в Разделе 5. ).

Глава II

Краткая история TPA

Доктор Алина Сурмацка Щесняк, диетолог, директор General Foods и редактор-основатель журнала «Исследования текстуры», разработала исходные параметры TPA в рамках сенсорной работы, которую она проводила в начале 1960-х годов в Техническом центре General Foods. Обширные ранние публикации доктора Щесняка были сосредоточены на понимании текстурных атрибутов, с которыми сталкиваются потребители при потреблении самых разнообразных пищевых продуктов, и их классификации по показателям, которые можно было бы объективно количественно оценить с помощью обученных сенсорных панелей.Доктор Щесняк разработал и улучшил сенсорные описания текстуры определенных продуктов, одновременно ища более универсальные дескрипторы, которые можно было бы применить к более широкому спектру продуктов. Одна из целей заключалась в разработке общего словаря и набора процедур, которые позволили бы проводить объективные, повторяемые тесты по оценке сенсорной текстуры в разных лабораториях, операторах и для многих различных типов пищевых продуктов.

В то время как д-р Щесняк совершенствовала словарный запас и методы улучшения сенсорной оценки текстуры (Общий профиль текстуры пищевых продуктов), ее группа также создавала инструмент (Текстурометр General Foods), который мог бы улучшить их сенсорную работу и объективно определить текстуру.Необходимость в инструментальном подходе была критической, потому что, хотя оценка сенсорной текстуры была идеальным вариантом, ее проведение было чрезвычайно трудоемким и дорогостоящим.

Большинство инструментов, которые в значительной степени предшествовали текстурометру GF (сдвиговые прессы, гелометры, компрессометры, консистометры, тендерометры и т. Д.), Давали значения одномерного измерения (например, прочность геля) и не учитывали более богатые текстурные характеристики пищевых продуктов, которые можно было различить с помощью сенсорных панелей.Непосредственный предшественник, MIT’s Strain Gauge Denture Tenderometer ^{(1) (16)} , был первой успешной попыткой измерить более одного атрибута за раз, признав, что текстура пищевых продуктов была многогранной. Исследовательская группа доктора Щесняка смогла продемонстрировать сильную корреляцию текстурометра GF с сенсорными оценками, и это стало началом возможности инструментального измерения более сложных текстурных аспектов пищевых продуктов беспристрастным, научным способом.

Доктор.В новаторской статье Щесняка (Текстурометр — новый инструмент для объективного измерения текстуры) ⁽²⁾ представлены пять основных независимых механических параметров (твердость, когезионность, липкость, вязкость и эластичность) и три зависимых параметра (хрупкость, жевательность и липкость). . Важно отметить, что в статье определено, как эти параметры могут быть точно определены количественно по выходным данным ленточного самописца. В статье обсуждались механические аспекты этого инструмента, а также его отличия от предшествующего инструмента, тендерометра MIT Denture Tenderometer.Интересно наблюдать за усилиями, которые потребовались для преобразования напряжений, генерируемых тензодатчиком, в объективные сопоставимые значения, а также за вниманием, потраченным на детали того, как можно проводить тесты для усиления определенных аспектов измерения. Также интересно отметить, насколько тесты зависели от навыков оператора и как каждый класс тестируемого продукта должен иметь свои собственные настройки. Эта попытка создать научно обоснованный объективный прибор для измерения текстуры является важной причиной, по которой эта статья и прибор стали основой для индустрии измерения текстуры.

Доктор Щесняк и Бойн Джонсон рассматривают способность анализатора текстуры TA.XTPlus улавливать и синхронизировать звук с измерениями силы на ежегодном собрании IFT в 2003 году.

По мере развития использования TPA менялись и его условия. Эластичность превратилась в «упругость», поскольку эластичность уже имела реологические и инженерные определения. Хрупкость превратилась в «хрупкость», которая воспринималась как более точное описание типа разрушения, измеряемого метрикой.

Текстурометр General Foods имел такое же вертикальное движение, что и универсальные инструменты для тестирования в настоящее время, но у него также был эксцентриковый кулачок, который генерировал синусоидальное движение, которое позволяло ему нагружать продукты способом, который больше имитировал жевание челюстями. Из-за точки поворота первоначальный контакт с продуктом был менее параллелен основанию, чем в нижней части хода. Преобразователь прибора испытал значительное отклонение, которое необходимо было учесть при проведении более фундаментальных испытаний.Отклонение было настолько большим, что данные о деформации не могли быть достоверно представлены в результате испытаний, проведенных с помощью прибора.

Доктор Алина Щезняк с текстурометром GF (фото любезно предоставлено доктором Малькольмом Борном)

Тем не менее, он оказался очень эффективным при количественной оценке текстурных характеристик широкого спектра продуктов, включая пудинги, взбитые начинки, тесто, рис, крекеры / печенье, холодные хлопья, картофельные чипсы, хлеб, фрукты и овощи, хот-доги, французские блюда. картофель фри, шоколад и даже корм для собак. ^{(3) (4) (5)}

В 1968 году доктор Малькольм Борн (заслуженный профессор пищевых наук и технологий Корнельского университета и автор книги «Текстура и вязкость пищевых продуктов: концепция и измерение») опубликовал работу, в которой заимствовал концепции TPA из текстурометра General Foods и применил их с универсальным испытательная машина (Instron). Это был важный прорыв, потому что универсальные испытательные машины были коммерчески доступны, и, таким образом, метод анализа профиля текстуры был поставлен в очередь для повторения другими исследователями.

Доктор Малькольм Борн, вверху, и его Instron 1962 года (фото любезно предоставлено доктором Малькольмом Борном)

Ранние опубликованные работы TPA включали статью доктора Борна «Профиль текстуры созревающих груш» (1968) ⁽⁶⁾ и «Профиль текстуры созревающих персиков» (1974) ⁽⁷⁾ ; Шерман «Профиль текстуры пищевых продуктов на основе четко определенных реологических свойств» (1969) ⁽⁸⁾ ; Мэсси и Вудамс о «Влияние кальция на профиль текстуры облученной моркови, свеклы и картофеля» (1973), который был проведен под руководством Др.Борна и его Instron ⁽⁹⁾ .

В 1975 году доктор Щесняк опубликовал увлекательную ретроспективу в Journal of Texture Studies. Он признал многих участников, которые продвинули науку, лежащую в основе сенсорной и инструментальной оценки текстуры. Он признал эмпирические и фундаментальные споры, которые преобладали в то время и продолжаются до сих пор. В нем подчеркивается важность наличия эффективного практического инструмента для немедленного использования специалистами по пищевым продуктам, в то время как отрасль ждет, пока научное сообщество разработает реологические и фундаментальные основы, которые появились в конце 1990-х и 2000-х годах.Он принял некоторую тогдашнюю современную критику и охватывал терминологические изменения: от эластичности до упругости и от хрупкости до ломкости. Это усилило потребность в инструментах, позволяющих связать чувственный опыт с теорией реологии. Он признал потребность в приборах для измерения стандартов и, по сути, предсказал потребность в калибруемых, прослеживаемых методах, которые можно было бы использовать во всем мире. Он предсказал необходимость сенсорных и инструментальных исследований текстуры, которые, как мы знаем, произошли в течение следующих двух десятилетий.Группа доктора Щесняка и его коллеги разработали инструмент, помогающий предоставить объективные практические методы количественной оценки текстуры пищи. ⁽¹⁰⁾

В 1975 году в работе доктора Билла Брина над TPA исследовалось влияние различных скоростей испытаний и диаграмм, а также различных скоростей деформации. Это была важная статья, потому что она показала, что условия тестирования могут иметь огромное значение, призвала к более продуманным и более качественным экспериментальным планам и предупредила исследователей о том, как интерпретировать анализ.Все наблюдения доктора Брина остаются в силе и сегодня (см. Разделы 3, 5, 8) .

Современным специалистам в области пищевых продуктов важно помнить, что когда в 1960-х и 1970-х годах был разработан и усовершенствован TPA, персональные компьютеры еще не были доступны. Для количественной оценки данных в те годы требовались ленточные самописцы, линейки и планиметры. Также было обычным делом подсчитывать площади площади или даже взвешивать следы бумаги на ленточных самописцах, чтобы количественно определить площади работы. Точное измерение участков кривой, записанной на ленточной диаграмме, было искусством, а сравнения между лабораториями были еще более трудными из-за различий между брендами и настройками скорости самописцев ленточных диаграмм.Анализ данных требует навыков и терпения и подходит не для неопытных операторов. Ранняя компьютерная система Instron была чрезвычайно сложной в использовании и не была предназначена для сбора показателей, относящихся к текстуре пищи, поэтому ранние исследователи всегда разрабатывали более эффективные способы сбора и анализа данных.

Бойн Джонсон с доктором Малькольмом Борном в начале 1990-х годов

Доктор Джудит Эбботт написала проницательную статью (совместно с Мэсси и Ватада) ⁽¹²⁾ в 1980-х годах, в которой говорилось о написании кода BASIC для оцифровки данных Instron в миникомпьютеры.Ей нужно было полностью понимать электрические и механические системы прибора, чтобы точно управлять прибором и, таким образом, иметь точный оцифрованный выходной сигнал, который можно было бы легко проанализировать. Ее статья помогла решить, как объективно количественно определить элементы диаграммы, что до того момента было в основном искусством. Он продемонстрировал, насколько сложно было создать алгоритмы, которые количественно определяли стандартные характеристики графиков (такие как уклоны, впадины, работоспособность до отказа и т. Д.) Из-за ограниченности доступных технологий и из-за того, что очень много различных продуктов генерировали очень непоследовательные кривые формы.Она также опубликовала несколько статей о сенсорных и текстурных профилях яблок. ⁽¹³⁾

В 1988 году компания Stable Micro Systems (SMS) представила анализатор текстуры TA.XT2 и программное обеспечение, которое автоматизировало анализ и дало исследователям значительно улучшенный инструмент для проведения тестов TPA. Первоначально эта возможность появилась в программном обеспечении XTRAD, а затем была перенесена в версии программного обеспечения Texture Expert, Expert Exceed и Exponent. С конца 1980-х — начала 1990-х годов все эти программы давали исследователям возможность легко вычислять атрибуты TPA с помощью калиброванных, отслеживаемых, повторяемых настроек испытаний и аналитических методов.

Г-н Бойн Джонсон из Texture Technologies Corp сыграл важную роль в продвижении оборудования и программного обеспечения Stable Micro System среди академических, институциональных и коммерческих исследователей в Северной Америке. На протяжении нескольких десятилетий исследования, связанные с текстурами, формировались среди первых приверженцев этого оборудования. Программное обеспечение Stable Micro System также представило концепцию легко программируемых макросов, которые могут последовательно определять количество элементов кривых, даже если эти кривые имеют очень разные формы.Макросы также можно использовать в разных лабораториях, чтобы другие могли точно воспроизвести один и тот же анализ. Программное обеспечение также популяризировало возможность одновременного наложения нескольких кривых, чтобы можно было наблюдать тонкие различия. По мере того как SMS ‘TA.XT2, а затем анализаторы текстуры TA.XT2i становились все более популярными в пищевой промышленности, рос и рост TPA как простого метода определения текстуры большинства типов пищевых продуктов.

Большинство обзорных статей, посвященных методам TPA, выражают необходимость для исследователей тщательно продумать пригодность своих скоростей, протоколов, глубины сжатия и других методов тестирования.И Stable Micro Systems Ltd, и Texture Technologies Corp включили эти предостережения в наши инструкции по использованию TPA, в наши программные проекты TPA по умолчанию и в наши учебные материалы о том, как проводить тесты TPA.

В 1998 г. д-р Щесняк написал письмо редактору журнала исследований текстуры по вопросам, связанным с анализом профиля текстуры. Доктор Щесняк отметил некоторые улучшения TPA и предупредил о других изменениях в TPA, которые еще не продемонстрировали свою полезность.Среди ее наблюдений было ее положительное мнение об использовании только областей падения для расчетов связности (принятого в проекте TTC «Modified Cohesion TPA», описанном ниже). Она выразила глубокую обеспокоенность по поводу того, что исследователи пытаются применить методологию TPA к неподходящим продуктам, где атрибуты TPA не могут быть применимы (например, упругость карамели). Доктор Щесняк пояснила, что жевательная масса предназначена для твердой пищи, а жевательная — для полутвердой пищи, и она приветствовала то, как некоторые исследователи вдумчиво использовали и продвигали методологию TPA. ⁽¹⁴⁾

Доктор Борн, редактор журнала Journal of Texture Studies в то время, повторил наблюдения доктора Щесняка и принимал активное участие в этой отрасли на протяжении 1980-х, 1990-х годов и даже на рубеже веков, будучи стойким сторонником правильного и вдумчиво используя методологию TPA для множества различных продуктов. Он также поддерживает ученых, постоянно напоминая им об истории TPA, о том, как она возникла, и об усилиях многих людей, стоящих за методом TPA и анализом текстуры в целом.Доктор Борн всегда советовал исследователям внимательно наблюдать за своими продуктами во время тестирования, а не строить графики. Мы согласны, поскольку единственный способ по-настоящему интерпретировать данные тестирования TPA — это сначала понять поведение продукта, которое метод TPA пытается количественно оценить.

Благодаря популярности анализаторов текстуры TA.XT2, TA.XT2i и TA.XTPlus тысячи исследовательских и коммерческих лабораторий получили возможность проводить тесты TPA на чрезвычайно широком спектре пищевых продуктов.Единый во всем мире набор инструментов позволяет исследователям сравнивать данные испытаний TPA и настройки испытаний. Большая часть работы превосходна и нова, но иногда исследования все же публикуются с использованием несоответствующей номенклатуры или методов TPA. Цель этой обширной страницы на веб-сайте Texture Technologies Corp — помочь исследователям улучшить качество применения ими принципов TPA.

Мы также хотели бы поблагодарить доктора Щесняка, доктора Борна, доктора Брина, доктора Эббота и многих других за создание фундамента, на котором мы все вместе строили последние двадцать пять лет.

Глава III

Инструментальные настройки для анализатора текстуры и рекомендации TPA

должны проводиться с правильными настройками теста, иначе некоторые из наиболее важных значений не будут рассчитаны правильно. Ниже показан пример снимка экрана с настройками TPA из последовательности TPA программного обеспечения Exponent. Обратите внимание, что этот пример НЕ является единственными возможными настройками для тестов TPA и не является рекомендуемыми TTC настройками TPA для тестирования какого-либо конкретного продукта.

В тестах TPA зонд опускается со скоростью до теста, в то время как анализатор текстуры TA.XTPlus ищет верхнюю часть образца. Прибор начинает запись данных, как только срабатывает автоматический запуск с заданным усилием срабатывания. Затем зонд сжимает образец со скоростью испытания и проходит заданное расстояние или процент деформации. После достижения заданного расстояния или натяжения зонд поднимается в исходное положение срабатывания на испытательной скорости. Затем прибор ожидает заданное время, прежде чем произойдет второе сжатие на тестовой скорости.Наконец, зонд полностью поднимется в исходное положение со скоростью после испытания.

Обратите внимание, что время ожидания между циклами может влиять на то, будет ли у образцов достаточно времени для восстановления между циклами. Если вы будете ждать слишком долго, то многие образцы, которые в противном случае могли бы иметь очень разные оценки упругости в соответствии с сенсорными панелями, могут оказаться похожими. Верно и обратное. Если вы не будете достаточно ждать между движениями, возможно, продукт не успеет вернуться в исходное состояние, и показатели упругости также не будут хорошо коррелировать с сенсорными оценками.

Рекомендации по рекомендованным методам испытаний TPA

Выберите подходящий зонд. В идеале пользователи должны использовать плоские зонды или сжимающие пластины, которые больше диаметра образцов, чтобы продукт мог выдвигаться и при этом оставаться в полном контакте и должным образом сжиматься. Обратите внимание, что зонд, подходящий для низких деформаций, может больше не подходить при более высоких деформациях из-за того, как продукт ведет себя во время сжатия (см. Ниже в разделе 6 фотографии Hot Dog & Jello при деформации 75%).Поскольку использование зондов большего диаметра имеет небольшой недостаток, при выборе зонда TPA можно ошибиться, выбрав больший размер. Иногда допустимо тестировать продукты, размер которых превышает размер зонда, например, пирожные, кексы, хлеб, с пониманием того, что, если зонд прорывается и проникает в продукт, необходимо учитывать значения упругости, упругости и даже когезии. скептически (поскольку способность сжатого продукта возвращаться назад может быть чрезмерно сведена на нет трением и боковыми стенками проникающего отверстия).

Прокалывающие зонды меньшего диаметра обычно не подходят для TPA, потому что они плохо воспроизводят действие укуса. Эти зонды, в том числе конические зонды для некоторых продуктов, проникают в образцы или срезают их и, таким образом, создают в продуктах отверстия, которые полностью исключают способность продуктов возвращаться назад или постепенно сжиматься, как при жевании.

НЕ используйте тонкие лезвия ножа, сдвиговые ячейки Крамера или экструзионные ячейки в стиле Оттавы для испытаний TPA.Эти датчики срезают или разрушают образцы и не допускают элементов извлечения, которые имеют решающее значение для расчетов TPA. Очевидно, что исследователи могут использовать эти типы приспособлений для оценки своих продуктов, но им следует воздерживаться от называния экспериментальных значений результатами TPA.

Установите одинаковую скорость для сжатия и извлечения. Чтобы правильно рассчитать многие параметры TPA, тесты должны проводиться с одинаковой скоростью как для фазы сжатия, так и для фазы извлечения (одинаковые скорости тестирования и после тестирования).

Поэкспериментируйте с несколькими расстояниями сжатия или процентами деформации, чтобы определить оптимальные максимальные расстояния сжатия. В исходной работе TPA использовалась деформация 80%. Большая часть исследований TPA доктора Борна проводилась при 90% деформации. Предпосылка заключалась в том, что большинство продуктов следует пережевывать очень полностью, чтобы последовательно разбить массу до тех пор, пока она не станет приемлемой для проглатывания. Если целью теста является разбиение пищи до тех пор, пока она не станет приятной для проглатывания, то обязательно тестируйте продукты, используя штаммы приблизительно от 66% до 80%.Однако, как показано на рисунках Раздела 6, штаммы, составляющие около 75%, чрезвычайно разрушительны, и, хотя тест может имитировать жевание, он часто слишком разрушителен, чтобы позволить выявить тонкие различия между формулами и процессами, которые исследователи изучают пищевые продукты.

Хотя очень немногие пользователи все еще используют предельную деформацию 80% для своих тестов TPA, важно иметь представление о предпосылках тестирования и, следовательно, о том, какое процентное напряжение или расстояние могут быть подходящими для оценки их продуктов.Мы настоятельно рекомендуем пользователям проводить тесты TPA с использованием различных расстояний сжатия или процентов деформации и выбирать окончательное расстояние или деформацию только после наблюдения за поведением своих продуктов и рассмотрения того, какая деформация подходит для целей их испытаний. У нас были отличные результаты со значениями деформации от 25% до 50% для большинства классов продуктов.

По возможности используйте версии проекта TPA «Simplified TPA», которые предварительно загружены в последнюю версию программного обеспечения Exponent или доступны через вашего регионального менеджера TTC.Проект Simplified TPA упрощает и объединяет анализ тестов TPA. Он использует расширенный макрос для анализа кривых TPA и не требует отдельного файла результатов TPA.

Настоятельно рассмотрите возможность использования версии «Modified Cohesion» проекта «Simplified TPA», которая также доступна через вашего регионального менеджера TTC (проект «Simplified Modified Cohesion TPA»). В этом проекте используется модифицированный расчет сцепления, который использует только энергию хода вниз из первого и второго циклов для расчета значения сцепления (и, следовательно, также значений липкости или жевательности).Во многих случаях, но не всегда, он будет отслеживать исходный расчет связности.

Используйте соответствующий параметр TPA. Любой, кто применяет метод тестирования TPA к продуктам, автоматически генерирует значения для всех стандартных параметров TPA. Однако для многих пищевых продуктов эти параметры могут быть совершенно бессмысленными, как указано в письме доктора Щесняка редактору JTS об использовании TPA на Lifesaver, которое обеспечивает значения упругости для конфет, которые были раздавлены, и, следовательно, аспект упругости будет бессмысленным ^{(14 )} .Просмотрите раздел 4 ниже, а затем внимательно выберите, какие показатели TPA могут подходить для вашего продукта.

Выберите время ожидания между двумя циклами, которое соответствует цели теста. Мы прочитали несколько публикаций с кажущимся чрезмерным временем ожидания. Многие продукты, по прошествии достаточного времени, полностью вернутся к своей первоначальной высоте. Возвращение назад в условиях длительного ожидания может быть нереалистичным, поскольку многие продукты пережевываются или перевариваются относительно быстро в реальном времени.

НЕ используйте TPA для многих текстурных атрибутов. TPA — неподходящий метод тестирования для многих продуктов (пюре, миндаль, леденцы, арахисовое масло, карамель и т. Д.), Потому что эти продукты не обладают основными характеристиками, которые измеряет TPA (упругость, жевательность, когезионность). Если вас в первую очередь интересует адгезия, проведите тест на адгезию. Если вас в первую очередь интересует, насколько продукт является хрупким или ломким, проведите испытание на трехточечный изгиб. НЕ применяйте метод TPA к продуктам просто потому, что метод TPA дает хорошо обозначенные результаты.

НЕ проводите тесты, которые сильно отклоняются от методов TPA, а затем вызывайте эти значения TPA. Мы видели тесты TPA, выполненные с более чем двумя циклами, или с циклами на разную глубину, или с циклами с разными скоростями тестирования, или с тестами с сегментами релаксации на спуске каждого цикла. Эти идеи могут представлять интерес и могут даже давать интересные результаты, которые хорошо коррелируют с некоторыми исследовательскими целями, но они не являются тестами TPA и не должны обозначаться как таковые.

При разработке экспериментов пользователи должны учитывать интересующие их параметры и использовать только те показатели, которые применимы к тестируемому продукту. Шоколад обычно не упругий, и его тестирование не даст никаких полезных данных. Точно так же хлеб обычно не является клейким, поэтому тестирование на клейкость бесполезно. Поскольку в настоящее время не существует стандартизации параметров TPA, исследователи несут ответственность за саморегулирование / мониторинг использования параметров TPA и методов тестирования их авторами.

При внесении изменений в исходные параметры выбирайте с умом. Некоторые модификации TPA бесполезны и не выполняются по правильным причинам, но многие из них полезны. Лучшие модификации TPA принимаются, потому что ученые пытаются выделить атрибуты продуктов, которые они тестируют.

Тщательно спланируйте и рассчитайте время установки образца. Температура, влажность, подготовка образца, размер и форма образца и т. Д. — все это может повлиять на результаты испытаний.Правильно спланированный эксперимент включает в себя использование четких настроек теста TPA, но также включает четко определенный набор протоколов, касающихся среды тестирования и демонстрационного представления.

Используйте подходящее приспособление. Тесты TPA НЕ должны проводиться с ячейками Kramer Shear, множественными пункционными ячейками, коническими зондами (за редкими исключениями), лезвиями ножей, ячейками прямой экструзии или ячейками Оттавы и т. Д. предназначен для подражания.Хотя эти тесты могут давать статистически различающиеся результаты и могут даже иметь сильную корреляцию с проблемами формулировки, они не согласуются с целями, для которых был разработан TPA, и параметры не следует называть значениями TPA.

Выберите схему сжатия, подходящую для типа пищи, цели теста и целевого потребителя. Группы потребителей воспринимают одни и те же продукты по-разному (по возрасту, по национальности, по типу жевания (0)), и выбор расстояния сжатия или деформации должен соответствовать цели исследования и тому, как целевые потребители воспринимают пищу.

Глава IV

Что измеряет TPA?

В компании Texture Technologies мы работаем с измененным списком параметров TPA, основанным на нашем многолетнем опыте, помогая клиентам определять лучшие методы и параметры для их тестов TPA. Когда мы оцениваем возможные модификации, мы сначала рассматриваем атрибуты продуктов, которые мы тестируем. При таких оценках важен здравый смысл.

Мы исключили «тягучесть», один из исходных параметров TPA, потому что большинство тестов начинаются и заканчиваются близко к исходной поверхности продукта.В большинстве случаев расстояние между зондом и образцом по завершении каждого теста недостаточно для того, чтобы можно было произвести осмысленный расчет вязкости. Если жесткость является желаемой метрикой, мы рекомендуем провести отдельный тест с существенно более высокой конечной точкой, которая даст более значимое значение жесткости.

SMS и TTC добавили «Устойчивость» к нашим рекомендуемым параметрам TPA, которые мы определяем как меру того, насколько хорошо продукт борется за восстановление своей первоначальной формы и размера.По нашему опыту, «упругость» имеет некоторое сходство с «упругостью», однако в очень многих случаях продукты фактически отскакивают (восстанавливают свою высоту) иначе, чем энергия, которую они затрачивают для восстановления своей формы.

Вот наш измененный список типичных параметров TPA:

Стандартные макросы TPA компании Stable Micro Systems, включенные в программное обеспечение Exponent, быстро вычисляют все эти параметры TPA.Макросы работают, последовательно переходя по графикам TPA, отмечая важные точки привязки. Эти точки привязки затем используются для автоматического расчета соответствующих площадей под кривой, пиковых усилий и пройденного расстояния. Имейте в виду, что все программы SMS используют пороговые значения силы, поэтому аналитические макросы могут автоматически вычислять площади и расстояния каждого графика. Исследователи должны внимательно просматривать свои результаты, чтобы убедиться, что макросы постоянно демонстрируют правильное поведение, особенно если продукты очень хрупкие или кривые демонстрируют высокую степень шума.В таких случаях пользователю может потребоваться изменить пороговое значение усилия по умолчанию с 5 граммов на какое-либо другое значение в зависимости от используемого тензодатчика и того, как продукт ведет себя при сжатии.

Глава V

Обсуждение твердости, когезии, упругости, липкости и липкости

О количественном определении твердости

В оригинальных статьях, посвященных TPA, твердость описывалась как высота первого пика (на ленточных диаграммах).Почти во всех этих статьях примеры графиков, в том числе с небольшими событиями разрушения, показали пиковые силы, возникающие при самом глубоком сжатии. Во всех статьях твердость описывалась как пиковая сила, возникающая во время первого сжатия, хотя, оглядываясь назад, мы понимаем, что технология самописца не проводила четкого различия между пиковыми силами из-за трещин и пиковыми силами из-за остановки такта сжатия.

Stable Micro System и Texture Technologies используют абсолютную пиковую силу при первом ходе вниз в качестве твердости.Если ваши макросы не используют абсолютную пиковую силу хода вниз, либо измените макросы, либо попросите регионального менеджера по текстурным технологиям внести соответствующие изменения в макросы.

Нередко можно найти изделия, которые используют силу при самом глубоком сжатии в качестве твердости, даже если более высокие силы могли возникнуть раньше при движении вниз (когда продукты раскололись — как показано на графиках для сыра чеддер или печенья ниже). Исследователи должны быть осторожны, чтобы они использовали наибольшую силу при движении вниз в качестве твердости, независимо от того, где это могло произойти во время сжатия.

Другая проблема, с которой сталкиваются исследователи с жесткостью, заключается в том, что их корреляция с сенсорными тестами не всегда так высока, как ожидалось. Изучите, например, тестовые участки, показанные ниже для хот-догов. Значения твердости для деформации 25%, 50% и 75% составляют приблизительно 1900 грамм, 6100 грамм и 6600 грамм соответственно. Очевидно, что когда хот-доги сжимаются, возрастающая деформация от 25% до 75%, сумма энергии больше (как показано рабочей областью), чем очевидно с возрастающей пиковой силой.В этом и во многих других случаях показатель пиковой силы не адекватно воспроизводит энергию, испытываемую потребителями. Исследователи должны понимать, что суждения потребителей о жесткости могут быть более тонкими, чем простая метрика пиковой силы, и в некоторых случаях могут быть в состоянии достичь лучшей корреляции с областью работы, направленной вниз.

Доктор Борн отметил, что даже небольшие дополнительные деформации сжатия могут привести к очень значительному увеличению значений твердости (например, данные Jelly Bean или Pound Cake ниже).Если значения твердости демонстрируют значительную изменчивость, исследователи должны изучить возможность того, что возрастающие деформации могут быть случайными из-за несогласованности представленных или вырезанных образцов. Старые модели Instron или анализаторы текстуры более низкого уровня не предоставляют пользователям достаточного контроля над начальным контактом с продуктом и, таким образом, могут генерировать более изменчивые результаты твердости. В таких случаях исследователи должны уделять больше внимания тому, как каждый тест начинается в рамках протоколов тестирования.

Исследователям следует иметь в виду, что силы TPA могут быть относительно высокими даже для продуктов, которые не считаются слишком сложными (например,грамм. Данные по сыру чеддер ниже). В таких случаях потребители могут предпочесть прожевать больше циклов, чем сжимать челюсти до таких узких промежутков и испытывать дискомфортно высокие нагрузки. Как всегда, мы рекомендуем исследователю учитывать цель исследования и поведение потребителей при выборе подходящей настройки теста TPA.

О количественной оценке когезионности

В оригинальной публикации TPA в 1963 году использовались определения работы для каждого из двух циклов сжатия, которые включали как работу по ходу вниз, так и работу по удалению.Это проиллюстрировано на Графике № 2 как Зона 2, разделенная на Зону 1. Последующие исследования и рекомендации основателей TPA ⁽¹⁴⁾ , ⁽²⁷⁾ предполагают, что значение когезии следует рассчитать как Участок № 2 Зона 5, разделенный областью 3, которая включает только работу по сжатию и исключает работу по декомпрессии. По нашему опыту, относительные значения будут изменяться синхронно, однако теперь мы рекомендуем использовать модифицированную формулу связности.

Что означает «сплоченность»?

Продукт является когезионным, когда он прилипает к себе под действием некоторого сжимающего или растягивающего напряжения.Кусок свинины, например, очень липкий, когда его нужно пережевывать очень много раз. Экструдированная закуска является когезивной, когда она может подвергаться деформации сжатия, а ее внутренняя ячеистая структура не настолько повреждена, что она не может существенно противостоять последующей деформации (представьте себе еще одно жевание). Пшеничный хлеб является липким, когда он может противостоять разрыву, когда на него намазывают холодное масло. Кусок пиццы является цельным, когда выдерживает перетягивание каната между вашими руками и вашей челюстью. Все это разные способы испытать одно и то же явление — продукт, структурная целостность которого выдерживает напряжение сжатия или растяжения.В пищевых продуктах очевидный способ ощутить сплоченность — это энергия или количество раз, необходимое для расщепления продукта до тех пор, пока он не станет приятным для проглатывания. С механической точки зрения многие пищевые продукты будут испытывать множество различных стрессов еще до того, как они будут употреблены. Продукт с сильным сцеплением будет более устойчивым к стрессам при изготовлении, упаковке и доставке и, таким образом, будет представлен потребителям в ожидаемом виде. Продукт с плохой сцепляемостью не будет. Представьте себе буханку хлеба, которая не может выдержать стресса, связанного с помещением в пакеты для покупок и транспортировкой домой.Или сухое печенье с шоколадной крошкой, которое рассыпается на тысячу кусочков при первом укусе. Или праздничный торт, который рассыпается при нанесении глазури. Изделие не может быть на 100% когезионным, если оно подвергается нагрузкам за пределами точки пластической деформации, поскольку при этом пределе текучести оно безвозвратно теряет некоторую энергию.

О количественном определении упругости

TPA был разработан для имитации сенсорного пережевывания, и, тем не менее, тщательно пережеванные продукты, как правило, не обладают достаточной структурной целостностью, чтобы отскочить (см. Jello 75% и аналогичные видео с высокой степенью сжатия ниже).Естественно, чем больше разрушается продукт, тем меньше упругости он будет демонстрировать. Эта дихотомия между разрушительной целью TPA и очевидной эффективностью метода при измерении упругости присуща методу TPA. В случаях, когда целью является оценка относительной упругости различных составов, мы рекомендуем менее разрушительные расстояния сжатия, чтобы продукт сохранял достаточную геометрическую стабильность, чтобы проявлять относительные различия.

Значения упругости, полученные с помощью датчиков, которые меньше, чем продукт (пользователи могут иногда делать это с такими продуктами, как листовые пироги, кексы и ломтики хлеба), могут быть обманчиво низкими, поскольку датчики могут пробиться и проникнуть в продукт.

Обратите внимание, что некоторые продукты также могут прилипнуть к втягивающему датчику, так что они будут вытянуты в свою первоначальную форму. В этих случаях графики будут указывать на большую упругость, чем собственно. Более высокие значения упругости не следует автоматически отбрасывать, потому что продукты, которые прилипают к зубам потребителей, также могут иметь более высокие значения упругости. Исследователи должны знать об этом явлении, чтобы они могли правильно интерпретировать результаты или обрабатывать свои образцы, чтобы минимизировать липкость.

Первоначально упругость называлось «Эластичность» в исходных параметрах TPA и измерялась как абсолютное расстояние в миллиметрах. Название было изменено, потому что «Эластичность» имела другие инженерные и реологические значения. Показатель абсолютного расстояния сделал практически невозможным точное сравнение значений упругости между образцами, которые имели даже немного разную высоту, поэтому показатель упругости превратился в выраженное в виде отношения.

О количественном определении клейкости

В оригинальной публикации TPA в 1963 году липкость описывалась как основной параметр TPA.В компании Texture Technologies Corp мы рассматриваем его как второстепенный параметр, поскольку есть гораздо лучшие способы количественной оценки адгезии, чем с помощью теста TPA. Последовательность TPA включает в себя контакт с продуктом, сжатие этого продукта, вывод до исходной точки контакта, а затем повторение всего цикла во второй раз. Адгезия измеряется как отрицательная работа между двумя циклами, однако во многих случаях продукт прилипает к датчику и фактически не отделяется, когда самая высокая точка между двумя циклами просто возвращается к исходной высоте продукта.Этот показатель также не работает для многих продуктов (например, некоторых сыров), чувствительных к давлению. В этих случаях более твердый продукт также создает большее давление между продуктом и основой и, таким образом, может также создавать и улучшать сцепление (кажущуюся адгезию). Неудивительно, что метод TPA предполагает, что эти продукты более липкие. Таким образом, рецензентам следует скептически относиться к публикациям, в которых более твердые продукты также обладают более высокой адгезией.

Нередко образцы с высокой адгезией частично поднимаются во время хода декомпрессии, особенно потому, что образцы редко закрепляются во время испытаний TPA.Соответственно, мы рекомендуем исследователям, специально интересующимся адгезией или липкостью, проводить тесты на адгезию, а не использовать метод TPA.

О мармеладке

Gumminess применяется только к полутвердым веществам и является взаимоисключающим с Chewiness, поскольку продукт не может быть одновременно полутвердым и твердым. TPA не подходит для всех полутвердых продуктов. Он подходит для многих гелей, мягких сыров, десертов, таких как пироги и т. Д.Это неподходящий показатель для некоторых полутвердых продуктов, таких как пюре, йогурты и соусы, поскольку эти продукты не будут иметь атрибутов ломкости, упругости, упругости и когезии, присущих жевательным продуктам.

Глава VI

Примеры продуктов, протестированных с использованием анализа профиля текстуры

Чтобы продемонстрировать тестовый метод анализа профиля текстуры, мы провели тесты с использованием анализатора текстуры TA.XTPlus на семи пищевых продуктах (пшеничный хлеб, тофу, сыр чеддер, мармелад, хот-дог, желе и фунтовый пирог).

Мы сделали фотографии этих семи продуктов в одни и те же три момента во время типичного теста TPA. Первая фотография была сделана, когда зонд первоначально коснулся образца в точке автоматического срабатывания, и иллюстрирует исходное ненапряженное состояние продукта. Вторая фотография была сделана в нижней части первого сжатия и иллюстрирует поведение продукта при полном сжатии при заданной деформации. Третья фотография была сделана в начальной точке срабатывания контакта, но после завершения второго сжатия.Положение продукта после второго цикла сжатия показывает, насколько хорошо продукт пережил оба цикла сжатия. Очевидно, что некоторые продукты более устойчивы к умеренным нагрузкам, чем другие. Это типы поведения, которые вы увидите при просмотре опубликованных исследований с использованием метода TPA. В целом, многие пищевые продукты могут выдерживать низкие нагрузки, но обычно они деформируются необратимо, превышая точку пластической деформации при деформациях более 50%.

Один и тот же набор фотографий был также сделан для каждого из трех различных штаммов (25%, 50% и 75%), чтобы проиллюстрировать, как ведут себя продукты при сжатии различных объемов.

В дополнение к неподвижным фотографиям мы также предоставили репрезентативные тестовые участки и видео высокой четкости этих тестируемых продуктов. Обратите внимание, что видео и фотографии были сделаны для одних и тех же продуктов в разных сеансах, поэтому профиль освещения и масштабирования фотографий не будет точно соответствовать тем, которые показаны на видеокадрах. Файлы ARC были захвачены одновременно с видео.

Вслед за фотографиями, графиками и видео мы представили таблицу с типичными результатами тестирования параметров TPA.

500 ПВХ визитных карточек точечной текстуры полный КМИК цвет 760

Материал:
ПВХ лист для струйной печати, покрытие из ПВХ

Печать
Двусторонняя полноцветная печать CMYK

Размер
86 * 54 мм / 3,375 * 2,125 дюйма

Толщина
0,68 мм или 0,76 мм

Свойство
Точечная текстура горячего прессования

Процесс заказа:

После покупки списка, если ваш дизайн готов к печати, вы можете отправить нам дизайн в форматах pdf, coreldraw или AI.

Для готовых к печати дизайнов:

Полная область без полей 91×57 мм, размер обрезки (размер готовой открытки) 86×54 мм, безопасное поле 82×50 мм.
Вы должны использовать цветовую палитру CMYK в своих проектах.
Если вы отправляете готовый к печати дизайн в указанных выше форматах, вы также должны отправить их в формате jpg, чтобы избежать повреждения из-за разницы в версиях программы, и не забудьте преобразовать шрифты.
В представленных вами проектах, если есть детали, которые могут вызвать проблемы при печати, эти детали будут исправлены и отправлены вам на утверждение.
Дизайн не будет напечатан без вашего письменного разрешения.

Процесс проектирования:

БЕСПЛАТНЫЙ ДИЗАЙН

Если у вас нет готового к печати дизайна, мы можем подготовить для вас бесплатный дизайн. После покупки списка отправьте нам конво через etsy.
Отправьте нам информацию (тел. Адрес в Интернете и т. Д.), Которую вы хотите включить в визитную карточку.
Если у вас есть логотип, отправьте его в форматах jpg, Corel x7, PDF, ai с высоким разрешением.
Напишите свой цвет и другие предпочтения.
Как минимум два разных дизайна будут отправлены вам в виде макета в течение 48 часов. Если в выбранном вами дизайне будут внесены какие-либо изменения, он будет исправлен и отправлен вам снова.
Дизайн не будет напечатан без вашего письменного разрешения.
В услуги дизайна входит только визитка, мы не занимаемся дизайном логотипа.

Процесс оплаты:

Вы можете совершать платежи через Etsy Payments.

Срок сдачи:

Ваши заказы на этот товар будут готовы в течение 7-9 дней.

Упаковка:

Особое внимание уделяется упаковке. После того, как ваши карты готовы, их кладут в специальный деревянный ящик, а затем кладут в картонную коробку, чтобы не повредить их в грузе.

Процесс доставки:

БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА В СТРАНЫ США И ЕС В ТЕЧЕНИЕ 3-6 РАБОЧИХ ДНЕЙ

Ваши визитные карточки будут отправлены с помощью Turpex и отправлены как экспресс-груз. Мы придаем большое значение тому, чтобы ваши заказы были доставлены быстро и безопасно. Ваши заказы будут доставлены в следующие страны в среднем за 3-5 дней.

(США, ГЕРМАНИЯ, АВСТРИЯ, АЗЕРБАЙДЖАН, ОАЭ, БЕЛЬГИЯ, БОЛГАРИЯ, ЧЕШСКАЯ РЕСПУБЛИКА, ДАНИЯ, ФИНЛЯНДИЯ, ФРАНЦИЯ, ГРУЗИЯ, ХОРВАТИЯ, НИДЕРЛАНДЫ, АНГЛИЯ, ИРЛАНДИЯ, ИСПАНИЯ, ШВЕЦИЯ, КАНАЦИЯ, ЛАНДШАЯ НОРВЕГИЯ, ПОЛЬША, РУМЫНИЯ, ГРЕЦИЯ)

Turpex доставит ваши заказы через одну из лучших местных транспортных компаний (FedEX, DHL, UPS, TNT) в вашем регионе. Нашим приоритетом является то, чтобы ваши заказы доходили до вас как можно быстрее. По этой причине мы не только отправляем вам номер для отслеживания; Также мы следим за всем процессом доставки, пока ваш заказ не будет доставлен вам.Вам будет сообщено о статусе доставки.

Возврат и обмен:

В случае готовых к печати дизайнов наши клиенты могут отменить заказ в течение 24 часов после размещения заказа.
Разработанные нами дизайны будут отправлены нашим клиентам в течение 48 часов.

Если клиентам не нравятся дизайны в течение этого периода или по какой-либо другой причине, они имеют право отменить свои заказы в течение 48 часов.

По истечении указанных периодов и после утверждения дизайна клиентам отправляется сообщение о том, что визитные карточки включены в наш График печати.

Запрос на отмену не принят после получения этого сообщения. Для особых случаев свяжитесь с нами.
Если есть какая-либо ошибка по вине нас, помимо письменных условий (любое различие между одобренным вами дизайном и напечатанными карточками, существующие типографские ошибки, кроме вашего одобрения или очевидные ошибки печати и резки).

Мы предлагаем 3 различных варианта:

1 — Возврат.
2 — Купон на скидку для следующего заказа.
3 — Перепечатка и бесплатная доставка.

Для получения дополнительной информации вы можете отправить нам конво.

Минимальные ингредиенты для переключения орбитальной текстуры в точках Дирака в материалах с сильной спин-орбитальной связью

Гамильтониан уравнения (6) состоит из трех основных компонентов: орбитальная гибридизация ω и δ , спин-орбитальная связь α , и поле нарушения симметрии вне плоскости γ . На рис. 1 показано зонное решение модельного гамильтониана с выбором параметров α = −2.5, δ = 1,5, ω = 0,5 и γ = 1, которые являются разумными для типичного «сильного» спин-орбитального соединения на гексагональной решетке. Наблюдаются шесть полос, поскольку уравнение (1) начинается с базиса с шестью состояниями. Все полосы, но особенно нижняя пара полос, демонстрируют типичную структуру полос Рашбы, соответствующую «внутреннему» и «внешнему» набору полос, которые вырождены в точке Γ. Все полосы состоят из комбинации различных орбиталей и спинов, причем соотношение смешивания спинов и орбиталей определяется при диагонализации гамильтониана.Цвет полос на обоих рисунках 1a, b указывает на орбитальное разложение волновых функций, включая все три орбитали (рисунок 1a) или только орбитали в плоскости (рисунок 1b). Верхние четыре полосы имеют преимущественно плоскостной характер ( p _x , p _y или p _рад , p _tan ) в точке гаммы (синий / зеленый), в то время как две нижние полосы имеют принципиально внеплоскостной характер в гамма-точке ( p _z или красный).Игнорируя незначительные расщепления, они будут номинально соответствовать состояниям J _3/2 (две верхние ветви) и J _1/2 состояниям (нижняя ветвь), хотя из диаграмм ясно, что эта номенклатура разумно только около центра зоны.

Решение для модельного гамильтониана с зонной дисперсией. ( a ) Решение модельного гамильтониана с зонной дисперсией. Полосы окрашены в соответствии с их орбитальным вкладом, давая цвет (R, G, B) в каждой точке, соответствующей ( p _z , p _рад , p _tan ) вкладу .Таким образом, красная точка соответствует p _z с преобладанием, тогда как зеленая и синяя точки соответствуют радиальному и тангенциальному p с преобладанием орбиталей соответственно. Бирюзовый цвет соответствует равным радиальным и тангенциальным частям. ( b ) Та же структура полос с отключенным красным ( p _z ) компонентом в раскраске. Это показывает нижележащий переключатель орбитальной текстуры в самой нижней паре полос Рашбы. ( c ) Зона Бруиллиона и две полосы Рашбы при энергии, показанной горизонтальной линией на рисунке ( b ).Кроме того, доминирующий вклад в продвижение по орбите в плоскости показан на каждом диапазоне Рашбы.

На рис. 2 показаны более подробные сведения об орбитальном и спиновом вкладах нижней пары расщепленных по Рашбе состояний вблизи центра зоны в диапазоне k-пространства, показанном прямоугольной рамкой на рис. 1b. На левой панели рисунка 2 показана разбивка по внешним состояниям (жирный шрифт, рисунок 2а), а на правой панели показана разбивка по внутренним состояниям. Из рисунка 2b видно, что при гамма-диапазоне орбиталь p _z (красный) доминирует над волновой функцией как внутреннего, так и внешнего состояний, хотя это преобладание быстро исчезает по мере удаления от гамма-точки.Кроме того, мы можем видеть, что в гамма-диапазоне радиальная и тангенциальная орбитали имеют малый и равный вклад в волновую функцию. По мере удаления от гаммы радиальная составляющая быстро растет, а тангенциальная и внеплоскостная составляющие уменьшаются. Во внутренних полосах тангенциальная составляющая первоначально увеличивает вклад, тогда как радиальная составляющая первоначально уменьшается. Это фундаментальный аспект переключения орбитальной текстуры в этих полосах Рашбы — одна полоса принимает радиальный вклад, а другая — тангенциальный.Далее, применительно к спину (рис. 2c), мы можем видеть, что во внешних полосах, как внеплоскостная, так и радиальная составляющие имеют правую спиральность, тогда как тангенциальная составляющая несет левое вращение. Во внутренних полосах ситуация обратная: радиальные и внеплоскостные компоненты несут левый спин, а теперь более сильные тангенциальные полосы несут правый спин. Важным аспектом здесь является то, что p _z и радиальные состояния несут одинаковую спиновую спиральность, тогда как тангенциальные состояния несут противоположную спиральность, причем все спирали переключаются при переходе от внутренней к внешней полосе Рашбы.Это идентично ситуации, обнаруженной эмпирически для состояния Дирака в ТИ Bi ₂ Se ₃ и Bi ₂ Te ₃ , ¹² , хотя здесь мы покажем, как это происходит непосредственно из упрощенной модели.

Орбитальное и спиновое разложение. ( a ) Дисперсия полос того же самого нижнего набора полос Рашбы на Рисунке 1 (см. Пунктирную рамку на Рисунке 1b). Здесь мы разделяем внутреннюю и внешнюю полосы Рашбы. В левом столбце выделены внешние полосы, а в правом столбце выделены внутренние полосы.( b ) Орбитальный вклад полос. Красные линии показывают компонент p _z , показывая, как они доминируют в гамма-точке и уменьшаются в силе при удалении. Зеленым цветом показана радиальная составляющая, которая имеет общую тенденцию к увеличению при удалении от гамма-точки. Однако он показывает отчетливую разницу на внутренних полосах Рашбы, где вес уменьшается до нуля перед увеличением. Тангенциальная составляющая уменьшается во внешних полосах, но увеличивается во внутренних полосах при удалении от гаммы.( c ) Спин этих орбитальных вкладов. Как радиальные, так и внеплоскостные орбитали p имеют правый спин на внешней полосе и левый спин на внутренних полосах. Тангенциальные орбитали p имеют противоположную спиральность спина.

Суперпозиция этих противоположных спиралей в этих полосах может создавать уникальные спиновые поляризации и уменьшать общую чистую величину спина, измеренную в экспериментах. Это было проблемой во многих экспериментах TI, и мы демонстрируем здесь, что эта функция должна присутствовать почти во всех материалах Rashba (даже если эффект невелик).В случае тщательного выбора электрических полей света так, чтобы они находились в плоскости материала, можно игнорировать внеплоскостную орбиталь в процессе фотоэмиссии и, следовательно, измерять спин чисто этих плоских орбиталей. ² Эти плоские орбитали имеют компоненты спина, которые противостоят друг другу, что дает полный контроль над спином фотоэлектрона. Входя с нормальным падающим светом (E-поле в плоскости образца, выбирая только орбитальные состояния в плоскости) и изменяя поляризацию с линейной горизонтальной, вертикальной, + sp , — sp , + круговой и — круговой, должна быть возможность контролируемого и воспроизводимого выброса фотоэлектронов с их вращением вдоль любого произвольно выбранного направления ( x , y , z или где-то посередине).Это как техническая осуществимость было многократно продемонстрировано в недавних измерениях ARPES. ^6,7

На рисунке 3 сравнивается другой аспект этого моделирования Рашбы с расчетами и экспериментальными данными из прототипа трехмерного TI, Bi ₂ Se ₃ . Мы можем охарактеризовать силу орбитальной поляризации через параметр орбитальной поляризации λ , первоначально определенный для TIs Bi ₂ Se ₃ и Bi ₂ Te ₃ в ссылке.2:

(1) λ = I0 (| k |) −I90 (| k |) I0 (| k |) + I90 (| k |)

, где I ₀ и I ₉₀ — интенсивности фотоэмиссии вдоль двух ортогональных высокосимметричных направлений при использовании правильно поляризованных падающих фотонов или, что эквивалентно, спроецированных орбитальных поляризаций. Рисунок 3a показывает k-зависимость члена λ для двух нижних полос, внутренней и внешней, в рассчитанной здесь системе Рашбы, тогда как на рисунке 3 (b) показана k-зависимость λ для верхней и нижней Конусы Дирака в Bi ₂ Se ₃ и Bi ₂ Te ₃ , рассчитанные на основе интенсивностей, спроецированных методом DFT.Ясно, что тенденции этих двух систем чрезвычайно похожи, с основным отличием, что модельная система Рашбы имеет более заметное переключение орбитальной текстуры в плоскости (с величиной, приближающейся к единице), чем ТИ, которые имеют максимальную величину ~ 0,5. Кроме того, мы можем моделировать ожидаемый спектр ARPES этих полос Рашбы. Как и ожидалось, мы видим две концентрические окружности в k-пространстве на поверхности с постоянной энергией, если мы войдем с p-поляризацией (выбрав орбитали вне плоскости). Однако, если мы вместо этого придем с поляризацией света в плоскости материала, мы выберем орбитали в плоскости и увидим дуги интенсивности ARPES, которые имеют противоположные направления.Внешняя полоса Рашбы показывает дуги сверху вниз, а внутренняя — слева направо. Это можно сравнить напрямую с измерением Bi ₂ Se ₃ , воспроизведенным на рисунке 3d, который показывает, что верхний конус Дирака демонстрирует диаграмму дуги слева направо, тогда как нижний конус Дирака показывает картину спектральной интенсивности сверху вниз. .

Сравнение с ARPES на Bi ₂ Se ₃ . ( a ) Параметр орбитальной асимметрии лямбда как функция импульса кристалла вдали от гамма-точки для полос Рашбы, рассчитанных здесь.Внешняя полоса имеет положительную лямбду, указывающую преимущественно радиальный характер состояний в плоскости, тогда как внутренняя полоса отрицательная, указывающая на преобладающую тангенциальную характеристику в плоскости. ( b ) Тот же самый лямбда-график, рассчитанный из первых принципов для поверхностных состояний Дирака топологических изоляторов Bi ₂ Se ₃ и Bi ₂ Te ₃ (взято из ссылки 2). Эффект очень похож для материалов Rashba ( a ) и TI ( b ), хотя величина эффекта (сила лямбда) больше для случая Rashba.(c 1) Смоделированный ARPES-спектр для p -поляризованного света на полосах Рашбы, показывающий как внутреннюю, так и внешнюю полосу на одном и том же срезе постоянной энергии. ( c 2) Смоделированный спектр ARPES для с -поляризованного света, выделяющий переключатель орбитальной текстуры, показывая узлы спектрального веса, изменяющиеся от оси k x = 0 к оси k y = 0 ось при переходе от внешней ленты к внутренней. ( d ) Экспериментальные срезы постоянной энергии Bi ₂ Se ₃ , снятые с s-поляризованным светом, из исх.2. Здесь показана та же структура, что и в ( c 2), переключение от левого-правого с преобладанием при более высоких энергиях (внутренние полосы) к преобладанию «верх-низ» при более низких энергиях (внешние полосы).

На рис. 4c, d показаны рисунки, суммирующие наши выводы как для номинальных полос Рашбы J _1/2 (вверху), так и для поверхностных полос Дирака из соединений TI Bi ₂ Se ₃ и Bi ₂ Те ₃ . Для обоих материалов видно, что полосы фактически образованы суперпозицией орбиталей.На рисунке показано, что они на 90% состоят из p -орбиталей вне плоскости с 10% -ным вкладом орбиталей в плоскости (в сочетании с их собственными вращениями). Орбитали вне плоскости сочетаются с традиционной спиновой спиральностью, ожидаемой как в полосах Рашбы, так и в диапазонах TI. По отдельности, орбитали в плоскости на самом деле уникальным образом связаны со спином, давая текстуру правого спина как внутренней, так и внешней полосам Рашбы (верхний и нижний конусы Дирака). Сами орбитали также не являются однозначно радиальными или тангенциальными и фактически меняют свое доминирование в гамма-точке в обоих материалах.Для полос Рашбы во внутренней полосе преобладают тангенциальные орбитали p вблизи гамма-точки, тогда как во внешней полосе преобладают радиальные орбитали.

Мультфильм, показывающий спин-орбитальное разложение. Карикатура, показывающая полосную структуру нижнего набора полос Рашбы (верхняя панель) и поверхностных полос Дирака в топологических изоляторах (нижняя панель, воспроизведена из ссылки 2).