投稿  黑科技:伪全息影像

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中山大学数学学院 日韩女星 2017-02-24 23:12:54 328

听说全世界的宅们把初音未来推举上2020年的东京奥运会开幕式,本汪的内心装作平静并想说一句:




死宅真恶心


        言归正传,谁是初音未来呢?其实初音未来并不是现实中的歌手,而是一个虚拟的歌姬。


        初音未来(初音ミク)是VOCALOID语音合成引擎为基础开发贩售的语音合成软件的声源之一及其拟人化形象。由声优藤田咲提供声源,每一代的初音由一位人设画师来设定外形。

From:萌娘百科


人设画师 KEI 笔下的VOCALOID 2(原代)初音


由iXima基于KEI创作的人设所绘制的V2版初音ミク

     

下面贴一个初音的巡回演唱会视频(真·全息投影)



《HATSUNE MIKU EXPO 2016 Japan Tour》演唱会视频


        或许会有人好奇,到底是什么让初音和她的YAMAHA®电子琴飘然出现在舞台中?其实这里用的是全息影像技术,该项技术是在1947年,由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯发明的,而他因此获得了1971年的诺贝尔物理学奖


       全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像,像是真的形象漂浮在空气中那样,看上去就像是一个真实存在。此外,它还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震撼的演出效果。


       不仅初音,另外一个很有名的歌姬Egoist也是用到了这种技术,让人们在听到歌姬背后声优的天籁之音外,还能看到一个虚拟的,但实像化的身姿。



 
EGOIST showcase*001 "Fallen" in Nicofarre (旧模型)


      可是,我们并没有那么多资本弄一个全息投影仪供自己欣赏,但能不能自己DIY一个呢?这时候一定会有人跟我说:“兄弟不要做梦了,醒醒,起床搬砖了。”但事实告诉我们,其实我们的确能用身边常见的材料(甚至是废弃物)来做一个类似的装置来实现在自己窝里看全息影像的白日梦。




       其实它的原理也很简单,其核心就在于把水平的画面投影到竖直方向上,根据初中所学的平面镜成像原理可知,只要把平面镜与屏幕的角度调整为45°就可以实现了。


就像这样


       所以由此就可以计算我们的伪全息投影设备(倒金字塔)的尺寸比例到底要设置成怎么样才能实现上面所说的条件(平面镜倾角45°)了。为了方便本汪就不用软件画图,选择直接手绘。



这辣鸡手绘还敢拿出来??(x


        留意图1-1的红色三角形,由图1-2可知:


OA=(b-a)/2

OB=h

∠AOB=45°


       于是a、b、h要满足关系式:


b-a=(2√2)·h


       以本汪手机(5.0寸屏)为例,现在视频网站上主流的伪全息影像源是这样的:



 

       中间空位的地方是以2cm为边长的正方形,所以为了能有投影漂浮在屏幕上1cm的效果,所以我们的装置的短边要为1cm(也是由于平面镜成像原理),然后为了节约材料,就做一个h=3.5cm的好了,因为主流的图像也差不多在3.5cm以内,当然你也可以尝试着做大一点,符合上面所说的公式即可。那么b=(2√2)·3.5cm≈6cm。算好尺寸,那么接下来就没有什么问题了。


        1.先找来一块塑料片。塑料包装盒也行,废旧的cd盒也可以,手机贴的膜也可以,饭堂的饭盒也行(应该),不过要平整洁净,没有划痕为佳。当然,用玻璃片也是可以的,只是略容易弄伤手,所以想试着玩玩的朋友用塑料片就好了,也环保。现在本汪以废旧cd盒为例做一次。




        2.准备好材料了就可以开始画草图了。找来一张白纸画图,建议这样画,更能节约材料。




        3.仔细地切割,建议用美工刀。(本汪用的是阳江十八子,贼难切)





        4.切割成这样的四块就大功告成了,因为cd盒易碎又厚,所以切割的时候一定要耐心,不然就像本汪那样弄裂了一点点,可就是那么一点点,让后面的效果略有不足。





        5.最后用剪刀小心地剪去边缘的塑料,再用胶布把它们并起来,我们的伪全息影像装置就做好了。




        等到天黑,把房间里的灯关上,就能欣赏到私人的全息影像了!



cd盒版


塑料片版(是不是觉得塑料片的不会有重影呢?)


注意事项:

       1.其实选择材料没有太多要求,只要遵循一个原则:材料要平整且透明。另外,越薄越佳,这不仅是在制作的时候裁剪起来不费劲,更重要的是塑料片越薄,成像的效果越好,四面所成的像能更好的吻合在一起形成一个伪立体影像(因为中间是空心的所以并不是真的立体)。

       2.全息投影(视频)源是要另外制作的,笼统地说就是把一个视频画面水平、垂直、水平加垂直翻转,再加上原画面共四个画面,然后放在四个位置同时播放,这样四面都能成像于是合起来就像是一个立体投影了。这也是伪全息投影之所以「伪」的地方——它不同于激光全息投影,它只是一个四面围起来的一个空心的像。但优酷、b站、YouTube上有不少这样的视频源已经做好了供大家使用,有兴趣可以自行搜索一下。文末也会贴一个很经典的链接。

       3.要依自己手机屏幕尺寸来设计每一片的大小,虽然说差不了多少,但如果是4寸屏亦或大屏幕可能会导致成像不佳影响体验。

       4.因为要切割,并且半成品的切口很锋利,所以要注意安全 注意安全 注意安全,重要的事情说三遍。

5.最后,玩得适度,保护眼睛,早点睡觉。

 

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投稿:冷犬

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做好了装置就试试吧  >_<


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