تلك الصورة العائمة ليست سحرية؛ وإليك كيف يعمل.
قد تراه في أحد مراكز التسوق: زجاجة مشروب ثلاثية الأبعاد تطفو في الهواء، أو شخصية كرتونية ترقص بدون شاشة. من المحتمل أن تكون صورة ثلاثية الأبعاد لمروحة LED. تبدو هذه الأجهزة وكأنها خيال علمي-، ولكن سرها يكمن في شيئين بسيطين: كيفية عمل أعيننا والأضواء الصغيرة التي تدور بسرعة كبيرة. دعونا نقسمها-ليست هناك حاجة إلى شهادة تقنية.
أولاً: إنها ليست "صورة ثلاثية الأبعاد حقيقية" (لكنها لا تزال رائعة)
دعونا نوضح الأسطورة الشائعة أولاً. لا تستخدم الصور المجسمة للمروحة LED أشعة الليزر أو موجات الضوء لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد "حقيقية" (مثل الصور المجسمة في الأفلام). وبدلاً من ذلك، فإنها تخدع عينيك لتعتقد أن هناك جسمًا عائمًا. فكر في الأمر كنسخة-عالية التقنية من تلك "الأنابيب الكوميدية الدوارة" القديمة-التي تعرض رسمًا كاريكاتوريًا متحركًا عندما تقوم بتدويرها؟ نفس الفكرة، فقط مع مصابيح LED ودوران أسرع.
المكونات الأساسية الثلاثة (حرق: عيناك واحدة منها)
تعتمد كل صورة ثلاثية الأبعاد لمروحة LED على ثلاثة مكونات مرتبطة تعمل في مزامنة مثالية. لنبدأ بما لا يمكنك رؤيته: رؤيتك الخاصة.
1. استمرار الرؤية: عيناك "بطيئتان" (بطريقة جيدة)
إليك حقيقة ممتعة: عندما يضرب الضوء شبكية العين، يحتفظ دماغك بهذه الصورة لمدة 1/16 من الثانية تقريبًا-حتى بعد اختفاء الضوء. وهذا ما يسمى استمرارية الرؤية، ولهذا السبب تبدو الأفلام وكأنها صور متحركة (فهي فقط 24 إطارًا ثابتًا في الثانية) بدلاً من عرض الشرائح.
تستغل الصور المجسمة لمروحة LED هذه الخدعة بشدة. يقوم دماغك بتجميع الومضات المختلفة في صورة واحدة متواصلة إذا كان الضوء يومض وينتقل بسرعة كافية. إنه مثل الرسم باستخدام الماسة في ليلة؛ ترى فقط الخط، وليس الشرر.
2. "فرش البكسل" LED على الشفرات التي تدور
هناك العشرات أو حتى المئات من مصابيح LED الصغيرة المدمجة في شفرات المروحة. يمكنك القول إنها "فرش الرسم الرقمية". قد تحتوي الأجهزة-منخفضة التكلفة على 256 مصباح LED فقط، بينما-الأجهزة المتطورة يمكن أن تحتوي على أكثر من 1500. يمكن لمصابيح LED هذه أن تفعل أكثر من مجرد التشغيل وإيقاف التشغيل. يمكنك ضبطها لتضيء باللون الأحمر أو الأخضر أو الأزرق بمستويات سطوع مختلفة، ويمكن مزجها لتكوين أي لون.
المصابيح موجودة في خط على طول الشفرات. ومع ذلك، عندما تدور المروحة، يتحول هذا الخط إلى طوق هولا هوب متوهج. هذه الدائرة هي "اللوحة القماشية" لصورتك العائمة.
3. "الدماغ" الذي يزامن الدوران والومضات
لا شيء من هذا يعمل بدون وحدة تحكم صغيرة (مثل كمبيوتر صغير) داخل المروحة. وظيفتها هي لعب دور شرطي المرور:
- فهو يتتبع سرعة المروحة (عادةً 900-1200 دورة في الدقيقة للنماذج التجارية) باستخدام أجهزة الاستشعار.
- إنه يخبر كل مصباح LED بالضبط متى يومض أثناء دوران الشفرة. على سبيل المثال، عندما تكون الشفرة في موضع الساعة 12، تضيء مصابيح LED العلوية لتكوين "الجزء العلوي" من زجاجة الصودا الخاصة بك. عندما تكون الساعة 3 صباحًا، تومض مصابيح LED الجانبية لتكوين "جانب" الزجاجة.
يجب أن يكون التوقيت مثاليًا-نحن نتحدث عن دقة ميكروثانية. إذا ومضت مصابيح LED متأخرة قليلاً، تصبح الصورة ضبابية أو تتفكك.
خطوة-بواسطة-الخطوة: كيف "تنبثق" الصورة في الهواء الرقيق
دعونا نتتبع عملية زجاجة الصودا العائمة التي رأيتها في المركز التجاري:
- المروحة تدور:يبدأ المحرك في تدوير الشفرات، مما يخلق دائرة غير مرئية من الفضاء حيث ستظهر الصورة. تدور معظم المراوح بسرعة كافية بحيث لا تتمكن حتى من رؤية الشفرات-وهي تتلاشى في العدم.
- يبدأ جهاز التحكم في العمل:يقوم بتحميل محتوى "زجاجة الصودا"، وهو ملف خاص مقسم إلى مئات "الإطارات" الصغيرة (مثل الفيلم). يخبر كل إطار مصابيح LED بالألوان التي ستتألق في أي موضع.
- فلاش المصابيح في التسلسل:لكل دورة للشفرة، تومض مصابيح LED مرة واحدة لتكوين إطار واحد. تدور المروحة من 15 إلى 20 مرة في الثانية، وهي سرعة كافية لعينيك لتجميع 15 إلى 20 إطارًا معًا في صورة متحركة.
- دماغك يملأ الفجوات:تومض مصابيح LED في نفس الأماكن في كل مرة تدور فيها، مما يجعل عقلك يفترض أن الصورة ثابتة (أو تتحرك بسلاسة) في الهواء. لا توجد شاشة أو زجاج-فقط ضوء يخدع رؤيتك.
لماذا يبدو البعض أفضل من الآخرين: 3 عوامل رئيسية
هل سبق لك أن رأيت صورة ثلاثية الأبعاد غامضة بجوار صورة حادة؟ كل ذلك يأتي في هذه التفاصيل:
1. كثافة LED: المزيد من "الفرش"=صور أكثر وضوحًا
ستعرض المروحة التي تحتوي على 1500 مصباح LED المزيد من المعلومات، مثل الكتابة على ملصق المنتج، مقارنةً بالمروحة التي تحتوي على 256 مصباح LED. قد تفكر في الأمر على أنه تلوين بقلم تحديد رفيع بدلاً من قلم تلوين سميك.
2. سرعة الدوران: كلما زادت سرعته، كلما كان تحركه أكثر سلاسة
قد تواجه وميضًا، كما هو الحال في التلفزيون القديم، إذا لم تدور المروحة بسرعة كافية (أقل من 900 دورة في الدقيقة). إن الدورات الأسرع (1200 دورة في الدقيقة أو أكثر) تجعل الحركة تبدو سلسة، ولكنها تحتاج إلى توازن فائق لتجنب إحداث الضوضاء.
3. تنسيق المحتوى: لا تعمل جميع مقاطع الفيديو
لا يمكنك فقط توصيل مقطع فيديو على YouTube. يحتاج عشاق الهولوغرام إلى محتوى منسق بشكل خاص ومقسم إلى إطارات تتوافق مع دوران المروحة. يقوم البرنامج بتحويل الصور/مقاطع الفيديو العادية إلى هذا التنسيق عن طريق تعيين وحدات البكسل إلى مواضع LED.
تجربة ممتعة: اصنع "مروحة ثلاثية الأبعاد للرجل الفقير" في المنزل
هل تريد اختبار العلم بنفسك؟ كل ما تحتاجه هو:
- مروحة صغيرة{0}}تعمل بالبطارية
- سلسلة من 5 إلى 10 مصابيح LED (أربطها بشفرات المروحة)
- هاتف مزود بتطبيق ضوء قوي
- ضع مصابيح LED على شفرة مروحة واحدة وقم بربطها بالشريط اللاصق.
- أطفئ الأضواء، وقم بتشغيل مصابيح LED، وقم بتدوير المروحة.
- لرؤية مصابيح LED كخط ثابت، قم بإبطاء الضوء القوي. هكذا يعمل ثبات الرؤية!
لن تصنع زجاجة ثلاثية الأبعاد، لكنها تثبت نجاح الخدعة الأساسية.
الأسئلة الشائعة السريعة للعقول الفضولية
س: هل يمكنني لمس الصورة "العائمة"؟
ج: لا-لا يوجد شيء هناك! إنه مجرد ضوء يضرب عينيك. ستشعر بشفرات المروحة (لذا أبقِ يديك بعيدًا!).
س: لماذا يبدو ضبابيًا من الجانب؟
ج: تتألق مصابيح LED فقط في اتجاه دائرة "القماش". ابتعد كثيرًا عن اليسار/اليمين، وستكون خارج مسار الضوء.
س: هل هذه العملية هي نفسها VR؟
ج: لا-يستخدم الواقع الافتراضي الشاشات لخداع كلتا العينين وتحويلهما إلى صور ثلاثية الأبعاد. تستخدم مراوح LED "لوحة قماشية خفيفة" واحدة وثبات عينك.
الوجبات الجاهزة: الأمر كله يتعلق بالتوقيت والضوء
الصور المجسمة للمروحة LED ليست سحرية؛ إنها تعمل بسبب الفيزياء (كيف يعمل الضوء) وعلم الأحياء (كيف ترى أعيننا). في المرة القادمة التي ترى فيها واحدًا في أحد المتاجر، ستعرف أن الصورة عبارة عن مئات من الأضواء الصغيرة التي تومض في الوقت المناسب، ويقوم عقلك بالباقي.
هل سبق لك أن رأيت صورة ثلاثية الأبعاد لمروحة LED في الحياة الواقعية؟ ما الذي جعلك تفكر في البداية؟ قم بإسقاط التعليق أدناه!