Aquella imatge flotant no és màgica; Aquí és com funciona.
Potser ho veieu en un centre comercial: una ampolla de beguda en 3D flotant a l'aire o un personatge de dibuixos animats ballant sense pantalla. Probablement sigui un holograma d'un ventilador LED. Aquests dispositius semblen ci-ficció, però el seu secret rau en dues coses senzilles: com funcionen els nostres ulls i les petites llums que giren molt ràpid. Desglossem-ho-no cal cap títol en tecnologia.
Primer: no és una "holografia veritable" (però encara és genial)
Primer, aclarim un mite comú. Els hologrames de ventilador LED no utilitzen làsers ni ones de llum per crear imatges 3D "reals" (com els hologrames de les pel·lícules). En canvi, enganyen els teus ulls perquè creguin que hi ha un objecte flotant. Penseu-hi com una versió d'alta-tecnologia d'aquests antics "tubs còmics giratoris"-ja saps, els que mostren un dibuix animat en moviment quan els feu girar? La mateixa idea, només amb LED i girs més ràpids.
Els 3 ingredients bàsics (Spoiler: els teus ulls són un d'ells)
Cada holograma de ventilador LED es basa en tres components enllaçats que funcionen en perfecta sincronització. Comencem amb allò que no pots veure: la teva pròpia visió.
1. Persistència de la visió: els teus ulls són "lents" (en bona manera)
Aquí teniu una dada divertida: quan la llum arriba a la vostra retina, el vostre cervell s'aferra a aquesta imatge durant aproximadament 1/16 de segon-fins i tot després que la llum s'hagi desaparegut. Això s'anomena persistència de la visió, i és per això que les pel·lícules semblen imatges en moviment (són només 24 fotogrames per segon) en lloc d'una presentació de diapositives.
Els hologrames de ventiladors LED exploten aquest truc amb força. El vostre cervell agrupa els diferents flaixos en una imatge contínua si la llum parpelleja i viatja prou ràpidament. És com pintar amb una espurna una nit; només veus una línia, no les espurnes.
2. LED "Pixel Brushes" a Blades That Spin
Hi ha desenes o fins i tot centenars de petites llums LED integrades a les pales del ventilador. Es podria dir que són "pinzells digitals". Els gadgets-de baix cost només poden tenir 256 LED, mentre que els-de gamma alta poden tenir més de 1.500. Aquests LED poden fer més que encendre i apagar. Podeu configurar-los perquè s'il·luminin en vermell, verd o blau a diferents nivells de brillantor i es poden barrejar per formar qualsevol color.
Els LED estan en línia al llarg de les fulles; tanmateix, quan el ventilador gira, aquesta línia es converteix en un hula hoop brillant. Aquest cercle és el "llenç" de la vostra imatge flotant.
3. El "cervell" que sincronitza girs i flaixos
Res d'això funciona sense un controlador petit (com un mini ordinador) dins del ventilador. La seva feina és fer de policia de trànsit:
- Fa un seguiment de la velocitat del ventilador (normalment de 900 a 1.200 girs per minut per als models comercials) amb sensors.
- Indica a cada LED exactament quan ha de parpellejar mentre gira la fulla. Per exemple, quan la fulla està a la posició de les 12 en punt, els LED superiors s'il·luminen per fer la "superior" de l'ampolla de refresc. Quan són les 3 en punt, els LED laterals parpellegen per fer el "costat" de l'ampolla.
El temps ha de ser perfecte-estem parlant de precisió de microsegons. Si els LED parpellegen fins i tot una mica tard, la imatge es desenfoca o es trenca.
Pas-a-Pas: com la imatge "apareix" a l'aire
Seguim el procés d'aquesta ampolla de refresc flotant que vau veure al centre comercial:
- El fan gira:El motor comença a girar les pales, creant un cercle invisible d'espai on apareixerà la imatge. La majoria dels aficionats giren prou ràpid que ni tan sols pots veure les pales-que es desdibuixin en el no-res.
- El controlador comença a funcionar:Carrega el contingut de l'"ampolla de refresc", que és un fitxer especial dividit en centenars de petits "fotogrames" (com una pel·lícula). Cada marc indica als LED quins colors han de brillar en quines posicions.
- Els LED parpellegen en seqüència:Per cada volta de la fulla, els LED parpellegen una vegada per fer un fotograma. El ventilador gira de 15 a 20 vegades per segon, la qual cosa és prou ràpid perquè els vostres ulls ajuntin els 15 a 20 fotogrames en una imatge en moviment.
- El teu cervell omple els buits:Els LED parpellegen als mateixos punts cada vegada que giren, cosa que fa que el vostre cervell assumi que la imatge està quieta (o es mou sense problemes) a l'aire. No hi ha pantalla ni vidre present-només la llum enganya la teva visió.
Per què alguns es veuen millor que altres: 3 factors clau
Heu vist mai un holograma borrós al costat d'un de nítid? Tot es redueix a aquests detalls:
1. Densitat de LED: Més "pinzells"=Imatges més clares
Un ventilador amb 1.500 LED mostrarà més informació, com l'escriptura a l'etiqueta d'un producte, que un amb 256 LED. Podeu pensar-ho com a color amb un retolador més prim en lloc d'un llapis gruixut.
2. Velocitat de rotació: com més ràpid va, més suau es mou
És possible que experimenteu un parpelleig, com en un televisor antic, si el ventilador no gira prou ràpid (menys de 900 RPM). Els girs més ràpids (1.200 RPM o més) fan que el moviment sembli suau, però necessiten un equilibri superior per evitar fer soroll.
3. Format de contingut: no tots els vídeos funcionen
No pots connectar un vídeo de YouTube. Els aficionats als hologrames necessiten contingut amb un format especial que es divideixi en marcs que coincideixin amb la rotació del ventilador. El programari converteix imatges/vídeos normals en aquest format mitjançant el mapa de píxels a les posicions del LED.
Experiment divertit: feu un "ventilador de l'holograma d'home pobre" a casa
Vols provar la ciència tu mateix? Tot el que necessites és:
- Un petit ventilador-alimentat per bateria
- Una cadena de 5-10 llums LED (enganxeu-les a les pales del ventilador)
- Un telèfon amb una aplicació de llum estroboscòpica
- Col·loqueu els LED en una pala del ventilador i enganxeu-los amb cinta.
- Apagueu els llums, engegueu els LED i feu girar el ventilador.
- Per veure els LED com una línia fixa, alentiu la llum estroboscòpica. Així és com funciona la persistència de la visió!
No farà una ampolla 3D, però demostra que el truc bàsic funciona.
Preguntes freqüents ràpides per a ments curioses
P: Puc tocar la imatge "flotant"?
R: No-no hi ha res! Només és la llum que arriba als teus ulls. Sentiràs les pales del ventilador (així que mantén les mans allunyades!).
P: Per què es veu borrosa des del costat?
R: Els LED només brillen en la direcció del cercle "llenç". Passeu massa a l'esquerra/dreta i us sortireu del camí de la llum.
P: Aquest procés és el mateix que VR?
R: No-La realitat virtual utilitza pantalles per enganyar els dos ulls en 3D. Els ventiladors LED utilitzen un "llenç lleuger" i la persistència dels vostres ulls.
El menjar per emportar: es tracta de temps i llum
Els hologrames del ventilador LED no són màgics; funcionen per la física (com funciona la llum) i la biologia (com veuen els nostres ulls). La propera vegada que en vegis una a una botiga, sabràs que la imatge és només centenars de petites llums que parpellegen en el temps perfecte i que el teu cervell fa la resta.
Heu vist mai un holograma de ventilador LED a la vida real? Què et va fer pensar al principi? Deixa un comentari a continuació!