Αυτή η αιωρούμενη εικόνα δεν είναι μαγική. Δείτε πώς λειτουργεί.
Μπορεί να το δείτε σε ένα εμπορικό κέντρο: ένα τρισδιάστατο μπουκάλι ποτού να επιπλέει στον αέρα ή ένας χαρακτήρας κινουμένων σχεδίων να χορεύει χωρίς οθόνη. Μάλλον πρόκειται για ολόγραμμα ανεμιστήρα LED. Αυτές οι συσκευές έχουν την αίσθηση επιστημονικής- φαντασίας, αλλά το μυστικό τους βρίσκεται σε δύο απλά πράγματα: πώς λειτουργούν τα μάτια μας και μικροσκοπικά φώτα που περιστρέφονται πολύ γρήγορα. Ας το αναλύσουμε-δεν απαιτείται πτυχίο τεχνολογίας.
Πρώτον: Δεν είναι "Αληθινή Ολογραφία" (Αλλά είναι ακόμα Cool)
Ας ξεκαθαρίσουμε πρώτα έναν κοινό μύθο. Τα ολογράμματα ανεμιστήρα LED δεν χρησιμοποιούν λέιζερ ή κύματα φωτός για τη δημιουργία «πραγματικών» τρισδιάστατων εικόνων (όπως τα ολογράμματα στις ταινίες). Αντίθετα, ξεγελούν τα μάτια σας ώστε να νομίζουν ότι υπάρχει ένα επιπλέον αντικείμενο. Σκεφτείτε το ως μια-υψηλής τεχνολογίας έκδοση αυτών των παλιών "περιστρεφόμενων κόμικς"-που ξέρετε, εκείνων που δείχνουν ένα κινούμενο καρτούν όταν τα περιστρέφετε; Ίδια ιδέα, μόνο με LED και πιο γρήγορα περιστροφές.
Τα 3 Βασικά Συστατικά (Spoiler: Your Eyes Are One of The)
Κάθε ολόγραμμα ανεμιστήρα LED βασίζεται σε τρία συνδεδεμένα εξαρτήματα που λειτουργούν σε τέλειο συγχρονισμό. Ας ξεκινήσουμε με αυτό που δεν μπορείτε να δείτε: το δικό σας όραμα.
1. Επιμονή της όρασης: Τα μάτια σας είναι "αργά" (με καλό τρόπο)
Εδώ είναι ένα διασκεδαστικό γεγονός: όταν το φως χτυπά τον αμφιβληστροειδή σας, ο εγκέφαλός σας κρατά αυτήν την εικόνα για περίπου 1/16 του δευτερολέπτου-ακόμα και αφού φύγει το φως. Αυτό ονομάζεται εμμονή της όρασης και γι' αυτό οι ταινίες μοιάζουν με κινούμενες εικόνες (είναι μόλις 24 ακίνητα καρέ ανά δευτερόλεπτο) αντί για προβολή διαφανειών.
Τα ολογράμματα ανεμιστήρα LED εκμεταλλεύονται αυτό το κόλπο σκληρά. Ο εγκέφαλός σας συνδυάζει τα διάφορα φλας σε μια συνεχή εικόνα, εάν το φως αναβοσβήνει και ταξιδεύει αρκετά γρήγορα. Είναι σαν να ζωγραφίζεις με ένα βεγγαλικό σε μια νύχτα. απλά βλέπεις μια γραμμή, όχι τους σπινθήρες.
2. LED "Pixel Brushes" σε λεπίδες που περιστρέφονται
Υπάρχουν δεκάδες ή και εκατοντάδες μικροσκοπικά φώτα LED ενσωματωμένα στα πτερύγια του ανεμιστήρα. Θα μπορούσες να πεις ότι είναι «ψηφιακά πινέλα». Τα gadget χαμηλού{2}}κοστήματος μπορεί να έχουν μόνο 256 LED, ενώ τα υψηλού{4}}τελικού μπορεί να έχουν περισσότερες από 1.500. Αυτά τα LED μπορούν να κάνουν περισσότερα από το να ανάβουν και να σβήνουν. Μπορείτε να τα ρυθμίσετε να ανάβουν κόκκινο, πράσινο ή μπλε σε διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας και μπορούν να αναμειχθούν για να σχηματίσουν οποιοδήποτε χρώμα.
Τα LED είναι σε μια γραμμή κατά μήκος των λεπίδων. Ωστόσο, όταν ο ανεμιστήρας περιστρέφεται, αυτή η γραμμή μετατρέπεται σε ένα λαμπερό χούλα χουπ. Αυτός ο κύκλος είναι ο "καμβάς" για την αιωρούμενη εικόνα σας.
3. Ο «εγκέφαλος» που συγχρονίζει περιστροφές και αναβοσβήνει
Τίποτα από αυτά δεν λειτουργεί χωρίς ένα μικροσκοπικό χειριστήριο (όπως ένας μίνι υπολογιστής) μέσα στον ανεμιστήρα. Η δουλειά του είναι να παίζει τροχονόμο:
- Παρακολουθεί την ταχύτητα του ανεμιστήρα (συνήθως 900–1.200 περιστροφές ανά λεπτό για εμπορικά μοντέλα) με αισθητήρες.
- Λέει σε κάθε LED ακριβώς πότε να αναβοσβήνει καθώς η λεπίδα περιστρέφεται. Για παράδειγμα, όταν η λεπίδα βρίσκεται στη θέση της 12ης ώρας, τα επάνω LED ανάβουν για να κάνουν την "κορυφή" του μπουκαλιού αναψυκτικού σας. Όταν είναι 3 η ώρα, τα πλαϊνά LED αναβοσβήνουν για να κάνουν την «πλάγια» του μπουκαλιού.
Ο χρονισμός πρέπει να είναι τέλειος-μιλάμε για ακρίβεια μικροδευτερόλεπτου. Εάν τα LED αναβοσβήνουν έστω και λίγο αργά, η εικόνα γίνεται θολή ή σπάει.
Βήμα-προς-Βήμα: Πώς η εικόνα "σκάει" στον αέρα
Ας παρακολουθήσουμε τη διαδικασία για αυτό το πλωτό μπουκάλι σόδας που είδατε στο εμπορικό κέντρο:
- The Fan Spins Up:Ο κινητήρας αρχίζει να γυρίζει τις λεπίδες, δημιουργώντας έναν αόρατο κύκλο χώρου όπου θα εμφανιστεί η εικόνα. Οι περισσότεροι θαυμαστές περιστρέφονται αρκετά γρήγορα που δεν μπορείτε να δείτε καν τις λεπίδες-που θολώνουν σε τίποτα.
- Ο ελεγκτής αρχίζει να λειτουργεί:Φορτώνει το περιεχόμενο "μπουκάλι σόδας", το οποίο είναι ένα ειδικό αρχείο χωρισμένο σε εκατοντάδες μικροσκοπικά "πλαίσια" (σαν ταινία). Κάθε πλαίσιο λέει στα LED ποια χρώματα να λάμπουν σε ποιες θέσεις.
- Τα LED αναβοσβήνουν με τη σειρά:Για κάθε στροφή της λεπίδας, τα LED αναβοσβήνουν μία φορά για να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο. Ο ανεμιστήρας περιστρέφεται 15 έως 20 φορές το δευτερόλεπτο, κάτι που είναι αρκετά γρήγορο ώστε τα μάτια σας να ενώσουν τα 15 έως 20 καρέ μαζί σε μια κινούμενη εικόνα.
- Ο εγκέφαλός σας καλύπτει τα κενά:Τα LED αναβοσβήνουν στα ίδια σημεία κάθε φορά που περιστρέφονται, γεγονός που κάνει τον εγκέφαλό σας να υποθέσει ότι η εικόνα είναι ακίνητη (ή κινείται ομαλά) στον αέρα. Δεν υπάρχει οθόνη ή γυαλί-απλώς το φως εξαπατά την όρασή σας.
Γιατί μερικά φαίνονται καλύτερα από άλλα: 3 βασικοί παράγοντες
Έχετε δει ποτέ ένα ασαφές ολόγραμμα δίπλα σε ένα αιχμηρό; Όλα καταλήγουν σε αυτές τις λεπτομέρειες:
1. Πυκνότητα LED: Περισσότερες "Βούρτσες"=Πιο καθαρές εικόνες
Ένας ανεμιστήρας με 1.500 LED θα εμφανίζει περισσότερες πληροφορίες, όπως η γραφή σε μια ετικέτα προϊόντος, από έναν ανεμιστήρα με 256 LED. Μπορεί να το σκεφτείτε ως χρωματισμό με ένα λεπτότερο μαρκαδόρο αντί για ένα χοντρό κραγιόνι.
2. Ταχύτητα περιστροφής: Όσο πιο γρήγορα πηγαίνει, τόσο πιο ομαλά κινείται
Μπορεί να αντιμετωπίσετε τρεμόπαιγμα, όπως σε μια παλιά τηλεόραση, εάν ο ανεμιστήρας δεν περιστρέφεται αρκετά γρήγορα (λιγότερες από 900 σ.α.λ.). Οι ταχύτερες περιστροφές (1.200 RPM ή περισσότερες) κάνουν την κίνηση να φαίνεται ομαλή, αλλά χρειάζονται ανώτερη ισορροπία για να μην κάνουν θόρυβο.
3. Μορφή περιεχομένου: Δεν λειτουργούν όλα τα βίντεο
Δεν μπορείτε απλώς να συνδέσετε ένα βίντεο YouTube. Οι θαυμαστές ολογράμματος χρειάζονται ειδικά διαμορφωμένο περιεχόμενο που χωρίζεται σε πλαίσια που ταιριάζουν με την περιστροφή του ανεμιστήρα. Το λογισμικό μετατρέπει κανονικές εικόνες/βίντεο σε αυτή τη μορφή αντιστοιχίζοντας pixel στις θέσεις LED.
Διασκεδαστικό πείραμα: Φτιάξτε έναν «ανεμιστήρα με ολόγραμμα του φτωχού» στο σπίτι
Θέλετε να δοκιμάσετε την επιστήμη μόνοι σας; Το μόνο που χρειάζεστε είναι:
- Ένας μικρός ανεμιστήρας-με μπαταρία
- Μια σειρά από 5–10 φώτα LED (κολλήστε τα με ταινία στα πτερύγια του ανεμιστήρα)
- Ένα τηλέφωνο με εφαρμογή στροβοσκοπικού φωτός
- Τοποθετήστε τα LED σε μια λεπίδα ανεμιστήρα και κολλήστε τα με ταινία.
- Κλείστε τα φώτα, ανάψτε τα LED και περιστρέψτε τον ανεμιστήρα.
- Για να δείτε τα LED ως ακίνητη γραμμή, επιβραδύνετε το στροβοσκοπικό φως. Έτσι λειτουργεί η επιμονή της όρασης!
Δεν θα κάνει τρισδιάστατο μπουκάλι, αλλά αποδεικνύει ότι το βασικό κόλπο λειτουργεί.
Γρήγορες συχνές ερωτήσεις για περίεργα μυαλά
Ε: Μπορώ να αγγίξω την "αιωρούμενη" εικόνα;
Α: Όχι-δεν υπάρχει τίποτα εκεί! Απλώς το φως χτυπά τα μάτια σου. Θα νιώσετε τα πτερύγια του ανεμιστήρα (οπότε κρατήστε τα χέρια σας μακριά!).
Ε: Γιατί φαίνεται θολό από το πλάι;
Α: Τα LED λάμπουν μόνο προς την κατεύθυνση του κύκλου "καμβάς". Κάντε πολύ μακρυά αριστερά/δεξιά και βρίσκεστε έξω από το μονοπάτι του φωτός.
Ε: Είναι αυτή η διαδικασία ίδια με την εικονική πραγματικότητα;
Α: Όχι-Το VR χρησιμοποιεί οθόνες για να ξεγελάσει και τα δύο μάτια σε 3D. Οι ανεμιστήρες LED χρησιμοποιούν έναν "ελαφρύ καμβά" και την επιμονή του ματιού σας.
The Takeaway: It's All About Times and Light
Τα ολογράμματα ανεμιστήρα LED δεν είναι μαγικά. λειτουργούν λόγω της φυσικής (πώς λειτουργεί το φως) και της βιολογίας (πώς βλέπουν τα μάτια μας). Την επόμενη φορά που θα δείτε ένα σε ένα κατάστημα, θα ξέρετε ότι η εικόνα είναι απλώς εκατοντάδες μικροσκοπικά φώτα που αναβοσβήνουν στην τέλεια στιγμή και ο εγκέφαλός σας κάνει τα υπόλοιπα.
Έχετε δει ποτέ ολόγραμμα ανεμιστήρα LED στην πραγματική ζωή; Τι σας έκανε να σκεφτείτε αρχικά; Αφήστε ένα σχόλιο παρακάτω!