Pocket Schlieren: a background oriented schlieren imaging platform on a smartphone

背景定向散斑（BOS）是一种强大的流动可视化技术。然而，BOS的广泛传播受到其依赖于科学相机、计算硬件和专用分析软件的影响。在本研究中，我们旨在通过提供一种名为“Pocket Schlieren”的基于智能手机的科学工具来实现BOS的民主化。Pocket Schlieren使用户能够直接在智能手机上捕捉、处理和可视化流动现象。底层算法采用连续帧减法（CFS）和光流（OF）技术来计算流体内部的密度梯度。它适用于工程和自然背景模式。使用Pocket Schlieren，我们成功地可视化了燃烧蜡烛火焰、丁烷打火机、热烙铁、房间加热器、水浸加热棒和大型户外丁烷火焰产生的流动。Pocket Schlieren承诺成为一种简约而强大的科学和教育工具。我们已经在doi:10.5281/zenodo.10949271上公开它。

本论文旨在通过提供一种名为Pocket Schlieren的基于智能手机的科学工具，解决背景定向斑纹技术（BOS）在使用科学相机、计算硬件和专用分析软件方面的依赖性限制，从而推广BOS的应用。

Pocket Schlieren算法采用连续帧减法（CFS）和光流（OF）技术，对工程和自然背景图案进行密度梯度计算，从而在智能手机上直接捕捉、处理和可视化流现象。

实验成功地使用Pocket Schlieren可视化了烛光、丁烷打火机、热烙铁、室内加热器、水浸泡加热棒和大型户外丁烷火焰等不同流场。Pocket Schlieren是一种经济而强大的科学工具，可用于科学和教育目的，并已在doi: 10.5281/zenodo.10949271上公开。

最近的研究集中在BOS技术的改进和应用方面，如使用人工智能技术来提高BOS的精度和效率，或将BOS与其他流体动力学技术结合使用。相关论文包括：“Improving Background-oriented Schlieren using Deep Learning”和“Combination of Background-oriented Schlieren and Particle Image Velocimetry for 3D Flow Field Measurements”。