Делаем простое приспособление для просмотра 3D голограмм на вашем смартфоне или планшете. Вы когда-нибудь хотели лицезреть видео или смотреть картинки в 3D без очков? Из этого урока вы узнаете, как сделать очень простое устройство для просмотра 3D-голограмм на вашем смартфоне или планшете. Все, что вам нужно для этого, — пять минут вашего времени. И да, сегодня нам не понадобятся Ардуино, Raspberry и другие платы.
Как работает 3D-голограмма из пирамиды?
Голографическая пирамида — это простое устройство, которое может быть изготовлено путем создания из листа пластика фигуры в форме пирамиды с обрезанным верхом. Устройство создает трехмерную иллюзию для зрителя и делает изображение или видео таким, как если бы оно находилось в воздухе. Работает по принципу Призрака Пеппера (англ. википедия). Четыре симметрично противоположных варианта одного и того же изображения проецируются на четыре грани пирамиды. В принципе, каждая сторона проецирует изображение, падающее на нее, в центр пирамиды. Эти проекции работают в унисон, образуя целую фигуру, которая создает трехмерную иллюзию.
Где брать готовые изображения для создания голограммы
Картинки для воспроизведения голограмм должны быть не обычные, а специально подготовленные. Как описано выше, изображение должно быть симметричным в пределах квадрата и состоять из 4 одинаковых элементов, расположенных крестообразно. Можно самостоятельно выполнить такую заготовку и придать ей движение, проявить художественные способности, выражая свои мысли. Прежде чем пытаться это сделать, нужно найти готовые анимации и видео для просмотра голограмм. Затем сделать призму и приобрести первый навык по созданию 3D-изображений. Вспоминая принцип действия, будет легче воплотить собственные задумки.
Создаем пирамиду для 3D-голограмм
1. Распечатайте шаблон, показанный ниже, на листе бумаги формата A4.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если у вас нет доступа к принтеру, вы также можете создать шаблон самостоятельно. Нарисуйте основную «трапецию» на листе бумаги, используя размеры на рисунке выше. Параллельные стороны = 1 см и 6 см, две другие стороны равны 4,5 см каждая. Вы всегда можете удвоить или утроить размеры пропорционально для использования на большом дисплее.
2. Обведите форму на пластиковом листе, используя линейку и ручку. Для трапециевидного шаблона выделите четыре аналогичных контура на пластиковом листе. Теперь аккуратно вырежьте контуры режущим лезвием и линейкой. Постарайтесь сделать свои разрезы как можно более точными для создания более идеальной пирамиды.
3. Если вы использовали шаблон распечатки: очень легко надрежьте красные края с помощью режущего лезвия. Это позволит вам лучше сложить края и сформировать форму пирамиды. Склейте открытые края листа, используя прозрачную ленту.
Если вы использовали трапециевидный шаблон: соедините четыре края, чтобы сформировать форму пирамиды. Соедините их. В любом случае, в итоге у вас будет пирамида, подобная той, что показана ниже.
4. Вот и все! Вы сделали себе пирамиду для будущих голограмм! Все, что вам нужно сделать сейчас, это воспроизвести голограмму на вашем телефоне. Поместите голограмму в центре экрана, как показано на рисунке ниже, и наслаждайтесь шоу. Не забудьте выключить свет в комнате, прежде чем начать воспроизведение видео.
5. Теперь самое важное! Можно найти множество голограмм на YouTube. То что может получиться — вы можете увидеть на видео ниже.
Что такое голограмма?
Голограммы немного похожи на вечные фотографии. Это своего рода «фотографические призраки»: они выглядят как трехмерные фотографии, которые каким-то образом попали в ловушку внутри стекла, пластика или металла. Когда вы наклоняете голограмму кредитной карты, то видите изображение чего-то вроде птицы, движущейся «внутри» карты. Как она туда попадает и что заставляет голограмму двигаться? Чем она отличается от обычной фотографии?
Предположим, вы хотите сфотографировать яблоко. Вы держите камеру перед собой, и когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок, объектив камеры ненадолго открывается и пропускает свет, чтобы попасть на пленку (в старомодной камере) или на светочувствительный чип датчика изображения (чип в цифровой камере). Весь свет, исходящий от яблока, исходит из одного направления и попадает в один объектив, поэтому камера может записывать только двумерную картину света, темноты и цвета.
Голограмма слона выглядит так
Если вы смотрите на яблоко, происходит что-то другое. Свет отражается от поверхности яблока в оба ваших глаза, и мозг сливает их в одно стереоскопическое (трехмерное) изображение. Если вы слегка повернете голову, лучи света, отраженные от яблока, будут двигаться по несколько иным траекториям, чтобы встретиться с вашими глазами, и части яблока теперь могут выглядеть светлее, темнее или и вовсе быть другого цвета. Ваш мозг мгновенно все пересчитывает и вы видите несколько иную картину. Вот почему глаза видят трехмерное изображение.
Голограмма – это нечто среднее между тем, что происходит, когда вы фотографируете, и тем, что происходит, когда вы смотрите на что-то реально. Как и фотография, голограмма – это постоянная запись отраженного от объекта света. Но голограмма также выглядит реальной и трехмерной и движется, когда вы смотрите вокруг нее, точно так же, как реальный объект. Это происходит из-за уникального способа, которым создаются голограммы.
Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира высоких технологий и популярной науки, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram.
Размеры пирамиды
Голографическая пирамида имеет такие размеры: ширина верхней части трафарета равна 10 мм, нижняя часть – 60 мм, а высота – 35 мм. Также очень важно, что пирамида должна находиться под углом 45 градусов. Далее прикрепляем трафарет на стекло. Его нужно временно приклеить на двухсторонний скотч. Дальше сделаем надрезы с помощью ножа, отломим стекло с помощью плоскогубцев. Сначала можно зажать заготовку в тисках.
В результате заготовка должна быть, как треугольник. Сколы обрабатываем наждачной бумагой. Те же самые действия проделываем еще 3 раза. В результате у нас должны быть четыре штуки заготовки.
Когда все заготовки готовы, нужно снять подложки и склеить их между собой клеевым пистолетом. Наша задача выполнена, чтобы мы смогли увидеть иллюзию, нам нужно установить ее по центру на экране смартфона. Еще нужно закрыть пирамиду куском картона. Запускаем картину и наблюдаем с любого ракурса.
Голографический эффект
К сожалению, такую иллюзию нельзя назвать голограммой, т.к. здесь используются 2-D картинки и видео
, чтобы создать нужный эффект.
Настоящая голограмма создает 3-D изображение, и использует технологию, разделяющую лазерные лучи.
Голограмма является объемным изображением трехмерного объекта или технологией 3D-изображения. Реализуется с помощью лазера. Благодаря ей видят реальный объект, хотя он представляет собой только объемную картинку. Метод известен с 1947 года благодаря Дэннису Габору – за это изобретение он удостоен Нобелевской премии.
Несмотря на кажущуюся сложность, сделать голограмму можно дома, уединившись в тихом, темном помещении. Придется также приобрести некоторые принадлежности, которые довольно дорогие.
Чтобы сделать голограмму, не обойтись без голографических принадлежностей: профессиональных пластин голографической пленки (PFG-03M); красного голографического лазера, например, Integraf (4мВт, 650нм); голографического комплекта JD-4; смачивающего вещества Photo Flo.
Из бытовых принадлежностей пользуются: ярким жестким и прочным предметом, например, игрушечной машинкой, монетами; книгой, которой заслоняют лазер (ее минимальный размер 15 х 20 см, обязательно твердый переплет); дистиллированной водой, из которой готовят раствор – нужно 6 литров; лотками с плоским дном (3 штуки для проявителя размером не меньше 8х8 см; 3 штуки для промывания размером дна больше 10х12 см); щипцами или резиновой кухонной перчаткой (при проявлении ими держат голографическую пластину).
Не обойтись дополнительно без: ночного светильника; лотка с песком (можно заменить на сахар, соль) или коврика для мышки для системы изоляции вибраций (длина должна быть не меньше 20 см, ширина – 15, высота – 5); чашки с сахаром или солью, песком, в которую устанавливают лазер.
Для работы нужен крепкий стол, темная комната, в которой не скрипит пол, нет сквозняков, вибраций, не слышен шум. Можно использовать бетонный пол, например, в подвале.
Готовят предмет, из которого будут делать голограмму, например, игрушечный автомобиль. Его размещают на столе, подложив коврик (используют лоток с песком). Последнее снижает до минимума возможные вибрации предмета.
В стороне от предмета, на расстоянии 30 см от него, устанавливают лазерный диод так, чтобы его луч полностью подсвечивал игрушку. Его закрепляют в прищепке, которую свободным концом втыкают в чашку, заполненную песком. Луч лазера должен расширяться по горизонтали, образуя форму близкую к эллипсу. Делают это, снимая регулировочную линзу (если она есть у лазера) или установкой на пути луча оптической рассеивающей линзы, которую, как и лазер, крепят с помощью прищепки.
Чертим трапецию
После того как подготовлены все необходимые элементы, следует приступить к черчению трапеции (трафарета). Для этого берём лист бумаги и с помощью линейки и карандаша чертим трапецию с такими сторонами:
- низ – 6 сантиметров;
- верх – 1 сантиметр;
- высота – 3,5 сантиметра.
После окончания берём ножницы и вырезаем получившуюся трапецию. Это будет трафарет с помощью которого будут сделаны стены будущей пирамидки.
Вырезать трапеции из коробочек от CD (4 штуки)
Это самый трудоёмкий этап изготовления пирамидки, требующий повышенного внимания. Причина трудоёмкости в том, что пластик, из которого изготовлена коробка CD диска очень хрупкий и при сильном давлении может начать трескаться.
- Разбираем контейнер от диска.
- Прикладываем получившийся трафарет.
- Обводим трапецию маркёром.
- Берём линейку и нож.
- Приложить линейку по линии маркёра и аккуратно провести по ней ножом.
- После появления бороздок линейку можно убрать.
- Вырезать трапецию.
- По образцу получившейся трапеции вырезать ещё 3 штуки. Всего должно быть 4.
Немного истории
Иллюзия голограммы появилась давно. Подобная техника с 19 века использовалась в театрах, парках, музеях и на концертах. Эффект получил название Призрака Пеппера по имени ученого Д. Г. Пеппера, распространившего явление посредством демонстрации. Это было в 1862 году, а сегодня искусство голограммы достигло совершенства. Мир начал знакомиться с феноменом еще в 16 веке, когда неаполитанский ученый Джамбаттиста делла Порта разработал камеру для иллюзии. Им же написана работа «Натуральная магия», которая является первым упоминанием о воспроизведении иллюзий. Ученый рассматривал вопрос о том, как в камере могут быть видны предметы, которых там на самом деле нет.
Политехнический институт в Лондоне — научное учреждение, где работал Д. Г. Пеппер в 1862 году. Изобретатель Г. Диркс в то же время практиковал технику появления призрака на сцене в спектакле. Он безуспешно пытался продать театрам свою идею. Это требовало полной перестройки сцены, и эффект был признан слишком дорогостоящим. Тогда Диркс основал стенд в политехническом институте, где его наблюдал Пеппер. У ученого появилось намерение модифицировать метод, после чего явление начали использовать в кинотеатрах. Так феномен приобрел значительный успех, и мир узнал о нем подробно. Усовершенствование явления Д. Пеппером привело к тому, что оно получило его имя, а Диркс передал ему все финансовые права в совместном патенте. Люди, присутствуя на различных шоу, позволяли себя обманывать, так как считалось, что явление создано гениями.
Современное применение
Современными примерами сегодня являются, например, прозрачные и полупрозрачные достопримечательности в парках Уолта Диснея. Мир знает их как крупнейшие реализации этой идеи. На длинной сцене собрано несколько эффектов. Гигантская голограмма в 9,1 м просматривается в пустом бальном зале. Анимированные призраки движутся в скрытых черных комнатах. Самая современная версия применяется в башне Террора Сумеречной Зоны.
Аттракцион в городе Нэшвилле использует классическую технику, давая гостям увидеть духов, взаимодействующих со средой. Их видно особенно близко. В Калифорнии также есть аттракцион Хэллоуин на Лесных горах, изображающий сюжетных персонажей. Проекция изображения на пол и отражение его в стекле позволяет живому актеру взаимодействовать с призраком, что используется в спектаклях. Мир может увидеть феномен в Нидерландах, Австралии, Америке, музеях, парках, научных выставках и аттракционах. Иллюзия находит применение в разных сферах:
- Телевидение и кино используют метод для трансляции передач и создания эффектов.
- Иногда феномен применяют в коммерческих целях для привлечения посетителей.
- Его часто используют на музыкальных концертах. Но в этом случае изображения часто проецируемые, а не голографические. Целые установки работают на специальном программном обеспечении.
- Политические выступления позволяют воспроизводить фигуры сразу в нескольких местах. Такой эффект применялся в Индии при выступлении министра Нарендра Моди.
- Научная философия использует голографическую модель Вселенной, где каждая часть 3D-изображения содержит информацию обо всей картине. Это помогает подробно изучать мир.
Повествование о создании 3D-изображений следует закончить фразой персонажа Билла Шифра из мультипликационного сериала Gravity Falls: «Помни, что реальность — иллюзия, вселенная — голограмма, скупай золото!». Данный герой, нарисованный в форме всевидящего ока, по идее мультика появился из второго измерения «плоских умов». Он мог поселяться в сознании, посещать сны и обладал черным юмором. Ненавидя соплеменников, уничтожал второе измерение и помогал проявляться третьему.
Оптическая установка
Теперь вы знаете, что такое голограмма. Как сделать ее в домашних условиях без особых затрат? Многие думают, что это просто невозможно. Однако это не так. Голограмма обычно делается при помощи специальной фотоустановки. При желании ее также можно сделать самостоятельно. На главной раме необходимо зафиксировать прямоугольный каркас, изготовленный из трубок с квадратным сечением. Подобную заготовку следует установить на достаточно прочный лист фанеры. При этом конструкция должна быть устойчивой. На дополнительной трубке следует поместить объект, который нужно сфотографировать.
Основная деталь данной установки – это оптическая скамья, длина которой составляет полметра. На ней нужно установить несколько держателей для штативов. Они будут вкручиваться в линзу. Последние должны быть двояковогнутые. Фокусное расстояние линз должно составлять 3 сантиметра. Оптическую скамью стоит выкрасить матовой черной краской.
Источник
