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自适应变色伪装一直是军事领域的梦想和奋斗目标。先前研究的物理调控、化学反应等方式变色,已遇到难以克服的技术瓶颈和性能局限,而仿生途径不失为一种有效的选择。章鱼和变色龙是自然界中具备神奇变色伪装能力的两类代表性动物,其优异的变色能力有赖于皮肤内的三类细胞—色素细胞、虹细胞及黑色素/白色体细胞,三者复合调控体色的形成与变化。先前的仿生变色研究都是仿照单一类细胞,因而仿生层次较低、性能欠佳。因此,本文研究其体色复合调控机理,并依此设计和优化仿生复合变色模型,为可见光自适应变色伪装研究奠定基础。本文主要开展以下三个方面的研究工作:生物变色机理研究及仿生模型总体设计。通过爬行类变色龙行为学实验及表皮结构特征的分析,并结合章鱼等头足纲动物变色机理的文献报导,以此归纳总结出典型动物变色机理的本质内涵与共同点,揭示复合变色机制的关键要素:两类动物皮肤真皮层的三类细胞—色素细胞、虹细胞及黑色素/白色体细胞,分别主要调控体色的色相、饱和度和明度,同时也相互影响,密切协作。然后依据三类细胞的复合变色调控机理,提出了“三合一”仿生复合变色模型,设计了相应的三原色混色层、彩虹层和灰度层模型,实验验证了复合变色机制的必要性和该仿生模型的可行性。复合模型的三层设计及复合变色效能的数码验证和实现。针对模型最上层的三原色混色层,尝试了气球拉伸、漏斗-颜料等多种实现方式,发明了最优的色点薄膜叠加方式,并通过Photoshop软件数码模拟,系统研究了该方式的混色效果及规律。并依据类似的方式方法,设计了合适的彩虹和灰度薄膜。分别解决三层的设计后,进一步通过数码模拟,系统研究了三层复合叠加的混色效果及规律,进一步验证了模型的正确性及“三合一”仿生变色模型的正确性及必要性。仿生模型的制作与实验验证。依据上述的模型设计与模拟优化研究成果,选择合适的透明材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分别制作三类薄膜:三原色色点膜、彩虹膜、灰度膜,并复合装配成仿生变色演示装置。根据实测的待模拟背景色图参数,根据仿生模型的复合成色规律,使仿生变色演示装置能成功地模拟多色多彩的环境背景,并可简单调控、有效变色。