動(dòng)力學(xué)充斥著我們的生活

從最簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，到復(fù)雜的氣候變幻，大型機(jī)械構(gòu)造，甚至是風(fēng)，物體的形變

處處都有著動(dòng)力學(xué)

所謂動(dòng)力學(xué)就是研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

今天，來聊聊影像加工上的動(dòng)力學(xué)

1. 重力
   

   我們經(jīng)常會(huì)在各種大佬畫師的作品中出現(xiàn)“反重力”裙子

   
   

   但不能否認(rèn)的是，構(gòu)架出這樣的畫面，依舊是需要對(duì)于力學(xué)趨向的理解

   
   

   所以最直觀的案例就是，假設(shè)你需要去構(gòu)架一個(gè)運(yùn)動(dòng)的抽象幾何體，

   你不可能讓它的關(guān)節(jié)/零部件都“飄在空中”

   它們會(huì)有因?yàn)橹亓?dǎo)致的自然抖動(dòng)和墜落趨向才會(huì)顯得“真實(shí)”

1. 風(fēng)

   風(fēng)是空氣流動(dòng)的一種結(jié)果

   
   

   我們生活和自然生活中充斥著各種各樣的風(fēng)

   風(fēng)所能帶來的動(dòng)能很難帶起一個(gè)大型物體去運(yùn)動(dòng)

   
   

   但相對(duì)的，它卻很容易去驅(qū)動(dòng)一個(gè)”大面積“的物體運(yùn)動(dòng)

   比如裙子/屋檐/布/鐵板

   我們常常會(huì)看到宣傳用影像會(huì)對(duì)頭發(fā)做出單獨(dú)處理來帶來這種風(fēng)拂面而過的質(zhì)感

熱氣流會(huì)向上

熱氣流密度小，原因是因?yàn)闊釟饬鞯哪芰扛?，氣體分子間的距離較大，密度小的氣體輕，所以就會(huì)上升，相對(duì)的冷氣流由于密度大而下沉。

由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和相互碰撞，在任何時(shí)刻總有一些分子具有比平均動(dòng)能還大的動(dòng)能。這些具有足夠大動(dòng)能的分子，如處于液面附近，其動(dòng)能大于飛出時(shí)克服液體內(nèi)分子間的引力所需的功時(shí)，這些分子就能脫離液面而向外飛出，變成這種液體的汽，這就是蒸發(fā)現(xiàn)象。一般溫度越高、濕度越小、風(fēng)速越大、氣壓越低、則蒸發(fā)量就越大；反之蒸發(fā)量就越小。

變化形態(tài)

1、雨

水在常溫下，會(huì)慢慢地變?yōu)樗魵怙w散到空中，這種現(xiàn)象就叫蒸發(fā)。地上的水變成了水蒸氣， 這些水蒸氣在天上形成了云；如果水蒸氣凝結(jié)成較大的水滴，水滴就會(huì)落下來形成雨或者雪。?

2、白氣

大量水蒸氣在空氣中凝結(jié)時(shí)，常呈現(xiàn)一團(tuán)"白氣”狀，“白氣”常被誤認(rèn)為水蒸氣。 使沸騰的水變成的水蒸氣在空氣中受冷，便可通過比較“白氣”和水蒸氣的顏色、形態(tài)、 發(fā)生部位的不同，可以知道“白氣”不是水蒸氣，而是水蒸氣凝結(jié)成的小水滴漂浮在空氣中。一般我們稱“白氣”為“霧”。

2.力的傳遞

力和振動(dòng)都是動(dòng)能，它穿越不同阻力的介質(zhì)自然會(huì)產(chǎn)生不同程度的”散射“

我們嘗試去擊打水面帶來的不會(huì)是一個(gè)非常巨大的形變

而是一個(gè)大大的水波就是一個(gè)非常典型的案例

當(dāng)我們希望在一片墻面上留下一個(gè)”傷疤“的時(shí)候，最有效的不是施加非常大的”力“

而是將力都集中在一個(gè)點(diǎn)

同理我們理解物體之間接觸產(chǎn)生的結(jié)果也是這樣，

他們很少會(huì)發(fā)生”機(jī)械化“的簡(jiǎn)單形變，而通常是復(fù)合的形變疊加

（1）表面張力

水等液體會(huì)產(chǎn)生使表面盡可能縮小的力，這個(gè)力稱為“表面張力”。清晨凝聚在葉片上的水滴、水龍頭緩緩垂下的水滴，都是在表面張力的作用下形成的。此外，水黽之所以能站在水面上，也是由于表面張力的作

體具有內(nèi)聚性和吸附性，這兩者都是分子引力的表現(xiàn)形式。內(nèi)聚性使液體能抵抗拉伸應(yīng)力，而吸附性則使液體可以黏附在其他物體上面?[2]??。

在液體和氣體的分界處，即液體表面及兩種不能混合的液體之間的界面處，由于分子之間的吸引力，產(chǎn)生了極其微小的拉力。假想在表面處存在一個(gè)薄膜層，它承受著此表面的拉伸力，液體的這一拉力稱為表面張力?[2]??。

由于表面張力僅在液體自由表面或兩種不能混合的液體之間的界面處存在，一般用表面張力系數(shù)σ來衡量其大小。σ表示表面上單位長(zhǎng)度所受拉力的數(shù)值，單位為N/m。各種液體的表面張力涵蓋范圍很廣，其數(shù)值隨溫度的增大而略有降低?[2]??。

在我們的日常生活中，雨后水滴在枝頭懸而不落，水面稍高出杯口而不外溢等現(xiàn)象，都是表面張力作用的結(jié)果?

液體的表面張力，是液體本身的一種性質(zhì)，主要由液體本身決定。無機(jī)液體的表面張力比有機(jī)液體的表面張力大的多，也就是說液體表面張力跟液體的種類有關(guān)。水的表面張力72.8mN/m(20℃)，有機(jī)液體的表面張力都小于水，含氮、氧等元素的有機(jī)液體的表面張力較大，含F(xiàn)、Si的液體表面張力最小。水溶液：如果含有無機(jī)鹽，表面張力比水大；含有有機(jī)物， 表面張力比水小。

（2）超導(dǎo)和溫度

超導(dǎo)，指導(dǎo)體在某一溫度下，電阻為零的狀態(tài)。在實(shí)驗(yàn)中，若導(dǎo)體電阻的測(cè)量值低于10-25Ω，可以認(rèn)為電阻為零

人們把處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱之為“超導(dǎo)體”。超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流，從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)

（3）分子結(jié)構(gòu)和硬度

引申-熱處理

熱處理是指材料在固態(tài)下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。

引申-奧氏體化

奧氏體化是指將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上使形成奧氏體的金屬熱處理過程，加熱的工件，使溫度達(dá)到共析溫度以上，使常溫下的鐵素體和滲碳體再轉(zhuǎn)變回奧氏體

1.加熱溫度 ；

2.鋼的碳含量’鋼中含碳量越高，奧氏體的形成速度越快 ；

3.鋼的原始組織\原始組織越細(xì)，A形成越快。

鋼中合金元素對(duì)奧氏體形成的影響主要有兩方面： 一方面是合金影響碳在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)； 一方面是合金元素加入改變碳化物的穩(wěn)定性。

連續(xù)加熱時(shí)奧氏體的形成與等溫形成過程相比特點(diǎn)：一、轉(zhuǎn)變?cè)谝粋€(gè)溫度范圍內(nèi)完成 ；二、轉(zhuǎn)變速度隨加熱速度增加而增加三、奧氏體成分不均勻性隨加熱速度增大而增大 四、奧氏體起始晶粒大小隨加熱速度增大而細(xì)化

引申-正火，回火，退火，淬火的區(qū)別是什么？

1、工藝不同：

正火是將工件加熱至Ac3（Ac是指加熱時(shí)自由鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度，一般是從727℃到912℃之間）或Acm（Acm是實(shí)際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線 ）以上30~50℃，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。

回火處理是指將經(jīng)過淬火硬化或正?；幚碇摬脑诮糜谝坏陀谂R界溫度一段時(shí)間后，以一定的速率冷卻下來。

退火是將金屬加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻（通常是緩慢冷卻，有時(shí)是控制冷卻）的一種金屬熱處理工藝。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。

2、材料組織變化不同：

正火后的組織：亞共析鋼為鐵素體+珠光體，共析鋼為珠光體，過共析鋼為珠光體+二次滲碳體，且為不連續(xù)。

低溫回火得到的是馬氏體組織；中溫回火得到的組織為回火托氏體；高溫回火調(diào)質(zhì)處理得到的是回火索氏體組織。

退火后細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。

淬火使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，最后獲得以馬氏體為主的不平衡組織（也有根據(jù)需要獲得貝氏體或保持單相奧氏體）。

3、材料性能改變結(jié)果不同：

正火時(shí)可在稍快的冷卻中使鋼材的結(jié)晶晶粒細(xì)化，不但可得到滿意的強(qiáng)度，而且可以明顯提高韌性(AKV值），降低構(gòu)件的開裂傾向。—些低合金熱軋鋼板、低合金鋼鍛件與鑄造件經(jīng)正火處理后，材料的綜合力學(xué)性能可以大大改善，而且也改善了切削性能。

回火后將經(jīng)過淬火及正?；幚碓诜呕刂袦亟茫〞r(shí)效）一段時(shí)間，可促使一部分之碳化物析出，同時(shí)有可消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應(yīng)力，因此可提高材料之韌性與柔性。

退火能夠降低硬度，改善切削加工性.消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。均勻材料組織和成分，改善材料性能或?yàn)橐院鬅崽幚碜鼋M織準(zhǔn)備。

淬火能大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。

3.物體的體態(tài)和形體

物體的運(yùn)動(dòng)遵循物理總結(jié)的力學(xué)理論，運(yùn)動(dòng)中的物體一定會(huì)遵循的一段

重心

重心是指地球?qū)ξ矬w中每一微小部分引力的合力作用點(diǎn)?[1]??。物體的每一微小部分都受地心引力作用(見萬有引力)，這些引力可近似地看成為相交于地心的匯交力系。由于物體的尺寸遠(yuǎn)小于地球半徑，所以可近似地把作用在一般物體上的引力視為平行力系，物體的總重量就是這些引力的合力

在現(xiàn)實(shí)生活中，如果想得到一個(gè)物品的重量，我們可以用到工具“秤”稱一下

如果想評(píng)測(cè)兩個(gè)物品孰重孰輕，我們可以用到工具天平

但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，我們無法用到這么直觀的測(cè)量數(shù)據(jù)確定畫面重心是否夠平穩(wěn)？還是左右重量不一致導(dǎo)致重心偏離？那么設(shè)計(jì)中的重心和現(xiàn)實(shí)中重量理論一樣嗎？下面我們站在設(shè)計(jì)的角度上分析一下：

設(shè)計(jì)上的重心平穩(wěn)或者偏離最大的衡量標(biāo)尺就是“視覺感受”；我們不能把現(xiàn)實(shí)生活中的重量1:1還原到設(shè)計(jì)上，但是在設(shè)計(jì)中，對(duì)于視覺重心同樣可以通過不同的表現(xiàn)形式來體現(xiàn)；同樣的物體，大的要比小的重，這個(gè)小朋友都知道?。≡谝曈X上是這么體現(xiàn)的：

同樣的大小，黑色相比灰色在視覺感受上占得重量要大，像這樣的：

這兩個(gè)色塊為什么做不到平衡？其實(shí)這就是視覺感受導(dǎo)致的，所以才會(huì)出現(xiàn)天平的不平衡，如果我們把PS里拾色器的顏色條做輕重劃分的話，是這樣的：

在色彩上，不同的顏色在視覺上給人的輕重感覺也是不一樣的，例如這樣：

形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻物體中心判斷

下面的幾何體都是均勻的，線段指細(xì)棒，平面圖形指薄板?[3]??。

(1)三角形的重心就是三邊中線的交點(diǎn)?

(2)線段的重心就是線段的中點(diǎn)?[3]??。

(3)平行四邊形的重心就是其兩條對(duì)角線的交點(diǎn)，也是兩對(duì)對(duì)邊中點(diǎn)連線的交點(diǎn)，如所示?[3]??。

(4)圓的重心就是圓心，球的重心就是球心，如圖2所示?[3]??。

(5)錐體的重心是頂點(diǎn)與底面重心連線的四等分點(diǎn)上最接近底面的一個(gè)，如圖3所示?[3]??。

(6)四面體的重心是兩對(duì)對(duì)角線的交點(diǎn)，如圖4所示?[3]??。

(7)圓柱體的重心是圓柱體中間截面的圓心，如圖5所示?[3]??。

(8)組合體重心：先求出各個(gè)物體的重心，再確定組合體的重心，如圖6所示?[

什么是字的重心？

重心和中心就是借用物理學(xué)中的概念。中心，就是把字放在一個(gè)圓中，圓心就是中心，他只考慮長(zhǎng)短、大小。而重心就要考慮質(zhì)量，在書法里就是要考慮輕重、虛實(shí)。

比如說有一個(gè)懸針豎的“中”，因?yàn)閼裔権Q很長(zhǎng)，所以中心就是靠下的。但是懸針豎的尾部是輕的、虛的，所以重心會(huì)靠上。如果像黑體這樣無懸針的“中”，重心和中心就很接近，這就很平正。如果是行草書中拉的超級(jí)長(zhǎng)的豎，這“中”就不容易擺正，如果控制得當(dāng)就是“險(xiǎn)絕”。

縱向看，下圖的中心是B，重心是A；橫向看，中心正中，重心要偏左。因?yàn)橹匦暮椭行木嚯x較遠(yuǎn)，這字就不容易寫好。

平穩(wěn)有兩種：一種是低級(jí)的平均分配，比如像篆書那樣，或者你現(xiàn)在看的黑體字一樣。另一種是相對(duì)高級(jí)的，局部的重心不平穩(wěn)，但是合在一起卻是平穩(wěn)的。在正書（篆隸楷）當(dāng)中，平穩(wěn)是主旋律，這兩種穩(wěn)定都要存在。而行草書當(dāng)中也會(huì)存在平穩(wěn)，但是險(xiǎn)絕是主旋律，更強(qiáng)調(diào)動(dòng)感，在運(yùn)動(dòng)中去尋求穩(wěn)定。

比如這個(gè)“中”，懸針豎它不是完全豎直的，而是在不斷左右擺動(dòng)，這就存在一種動(dòng)感。它當(dāng)然也在尋找平衡，但最終它是不是達(dá)到了絕對(duì)平衡呢？不一定，作為行書這種書體的性質(zhì)決定了它的靈活性和寬容度要比楷書大的多。即行草書中確實(shí)存在很多最終不平穩(wěn)的狀態(tài)，但是只要在可控范圍內(nèi)即可。

書法講究“法度”，但有法一定要有度，有個(gè)程度和范圍的靈活性。不能絕對(duì)地要求平穩(wěn)，也不能絕對(duì)地說險(xiǎn)絕。書體而言，正書的“法”更嚴(yán)，而行草書的“度”更靈活。中庸，執(zhí)其兩端而用其中。

按照下面高票說法，較重的筆畫就是這個(gè)字的重心？這是說重心是指一個(gè)字看起來比較重的部分嗎？但我看很多字庫字體里的介紹重心都只有上下變化，并沒有像下面那樣說的重心在捺這一筆畫上？這個(gè)不是很理解，不知道我表達(dá)是否有誤。還望解惑

較重的筆畫會(huì)很大程度上影響字的重心，當(dāng)然，并不是像那位朋友所指的完全決定，或者說較重的筆畫本身就是重心。主筆也好，重筆畫也好，都是相對(duì)而言的，必須有輔助筆畫、輕筆畫來協(xié)調(diào)和襯托才會(huì)有意義。因此重心是整體而言的，整體下再分主次。

慣性

物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性。慣性是物體的一種固有屬性，表現(xiàn)為物體對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的一種阻抗程度，質(zhì)量是對(duì)物體慣性大小的量度?[1]??。當(dāng)作用在物體上的外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為物體保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)作用在物體上的外力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為外力改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。在同樣的外力作用下，相同加速度的物體質(zhì)量越大慣性越大。所以物體的慣性，在任何時(shí)候（受外力作用或不受外力作用），任何情況下（靜止或運(yùn)動(dòng)），都不會(huì)改變，更不會(huì)消失。慣性是物質(zhì)自身的一種屬性。