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1 什么是全局數字圖像相關法測量
有別于基于數字圖像局部區域進行相關分析測量（簡稱局部DIC測量）的方法，全局DIC測量關注整幅數字圖像的變形，跟蹤變形前后所有像素點的位移關系，獲得全場連續的變形信息。
2 全局DIC測量和局部DIC測量區別
分析范圍，全局DIC測量關注整幅圖像的位移場和應變場，一次性獲得所有點的位移，更適合處理高梯度，不連續變形場。
測量效率，全局DIC測量采用全局相關技術整體匹配，提升了算法的魯棒性，可處理復雜變形場。局部DIC對子區進行匹配，獨立計算，計算效率更高。
計算精度，局部DIC測量可達到0.05pixel的精度，適合分析細微的局部變形。但針對既有大應變和小應變的場景，結合局部DIC方法的全局DIC測量表現則更加出色，如圖1應變仿真測試（上為局部DIC結果，下為全局DIC測量結果），全局DIC在左側小應變處理上更加細膩。
圖1 局部DIC與全局DIC仿真測試對比圖
適配應用，全局DIC測量適用于沖擊、爆破、裂紋尖端等不連續變形場測量，局部DIC測量則適用于材料局部拉伸實驗，焊接基材變形等連續變形場。
3 全局DIC測量技術原理
全局DIC測量的技術原理主要包括全局變形算法和優化算法。
全局變形數學模型為：
優化算法，DIC相關函數最小化數學模型為：
4 全局DIC測量應用案例
4.1 裂紋尖端位移實驗
實驗概述：拉伸機對水泥圓盤試件進行擠壓，直至試件產生裂紋及部分脫落。
實驗方法：分別采用局部DIC、全局DIC進行測量并比較，結果如下視頻。
實驗結論：局部DIC在裂紋處出現退相關現象無法計算，全局DIC則有效監測裂紋的形成和擴展。得益于平衡細節與整體的光滑處理算法，裂紋尖端和周圍應變集中區域也能保持較高的精度，并能準確計算裂紋前后的連續應變場。
4.2 復雜材料壓縮應變實驗
實驗概述：拉伸機對復雜材料進行擠壓，直至試件出現損傷。
實驗方法：分別采用局部DIC、全局DIC進行測量并比較，結果如下視頻。
實驗結論：局部DIC測量容易產生空洞，無法分析試件全部受力情況，全局DIC通過整體的位移場計算，捕捉材料擠壓過程中產生的全局位移場和應變場，并能有效降低局部噪聲對計算結果的影響。
5 總結
復雜位移與應變實驗中的測量結果表明，全局DIC具備平滑的全局位移和應變計算能力，同時能夠保留應變位移的細節特征。這些優勢使得全局DIC在復雜材料測試和損傷分析領域，可為研究人員提供準確可靠的應變與位移信息，為后續工程設計提供有力支持。
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