Autoprodução de uma pirâmide tridimensional holográfica. Como é feita a ilusão do holograma? Como fazer um holograma

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Um dispositivo com o qual você pode desenhar imagens coloridas no ar. E não, não estou exagerando nem um pouco.

Para capturar tal imagem, a velocidade do obturador ao tirar uma foto deve ser de cerca de dois a três segundos. Além de uma câmera digital, essa velocidade do obturador pode ser obtida em uma câmera normal de smartphone usando vários aplicativos de câmera. As fotos do dispositivo atual são mais ou menos assim.


Impressionante, não é?
O dispositivo é baseado em endereçável tira conduzida, que permite controlar a cor de cada LED individualmente. Então, pegamos essa fita e damos o comando para exibir um grande imagem colorida camada por camada, mostrando cada coluna de pixels após um curto período de tempo. Ajustamos a câmera para uma velocidade de obturador longa, usamos um bastão de tinta e obtemos uma imagem colorida que parece congelada no ar.

Para montagem você precisava de:
1. A própria fita de endereço. O autor pegou uma resolução de 60 LEDs por metro e montou-a em um perfil metálico.
2. Em seguida, você precisará de um cartão de memória micro SD e de um módulo para conectá-lo. O mapa conterá arquivos de imagem para desenho.
3. Botão para iniciar a animação.
4. E claro, a plataforma arduino nano, que vai administrar tudo isso.
5. Também em esquema original Existe um potenciômetro para ajustar o brilho e a velocidade da animação.
6. A fita requer uma fonte de alimentação de 5 volts e, nas áreas claras da imagem, consumirá uma corrente decente. Portanto, seremos alimentados por um power bank chinês.


Tudo é montado de forma muito simples. O autor montou o circuito em uma protoboard para verificar seu funcionamento. A fita é fixada em um pedaço de perfil quadrado de alumínio encontrado na varanda, e todo o resto é preso com zíperes e fita isolante. Em suma, uma fazenda coletiva ao máximo.


Bem, isso é chamado de layout, mas o layout está funcionando.

Antes de começar, você precisa preparar um cartão de memória e as próprias imagens. O cartão precisa ser formatado em formato gordo. E para que não surjam dúvidas adicionais, iremos formatar utilitário oficial, que possui apenas um botão de formatação. O programa está incluído no arquivo do projeto (link no final do artigo).

A próxima etapa de preparação são as próprias imagens. Eles também têm uma série de requisitos rigorosos. Primeiro, a largura da imagem deve ser igual ao número de LEDs na sua faixa. Em segundo lugar, a imagem deve estar no formato bmp com profundidade de cor de 24 bits. Terceiro, a imagem é posicionada verticalmente de baixo para cima, com a parte superior da imagem voltada para a esquerda. Para preparar imagens, você não precisa de nenhum programa sobrenatural; basta pintar o Windows; Mas é melhor baixar o paint.net gratuitamente, porque você pode trabalhar com camadas nele, e isso será útil para nós. Vejamos o exemplo do clássico gato -nyan. É uma excelente imagem para este tipo de efeito. Encontramos uma imagem no Google, noto imediatamente que onde a cor da imagem é preta, o LED não acende. Se você deseja fazer um desenho sem fundo, ou seja, sem fundo, você precisa encontrar uma imagem com fundo preto ou baixar a imagem em formato png com fundo transparente.

Abra nossa foto em paint.net. Primeiro de tudo, preencha o fundo com preto. Para fazer isso, crie uma nova camada, posicione-a e preencha-a. Agora vamos girar a imagem e virá-la para que caiba conforme necessário. Alteramos a largura da imagem pela quantidade de LEDs (o autor possui 60 deles). E agora só falta salvá-lo no formato bmp com profundidade de cor de 24 bits. Todos.








Como resultado, devemos receber um cartão de memória formatado e nele fotos prontas do tamanho necessário em formato bmp e com os nomes necessários: quadro 000, quadro 001, 002 e assim por diante.

Agora vá para a página do projeto e baixe o arquivo. Aqui você encontrará uma coleção de imagens prontas, bem como todos programas necessários, firmware, diagramas e instruções. Para aqueles que ainda não encontraram o Arduino, há um artigo ultra-mega-super detalhado separado.




Vamos começar, e a única coisa que precisa ser alterada aqui é a quantidade de LEDs, obviamente deve corresponder à quantidade de LEDs da sua faixa e a quantidade de pixels à largura das suas fotos. Após ler todas as instruções e concluir as etapas necessárias, clique no botão de download. O protótipo está pronto.

Recomendo fazer o primeiro lançamento sem desconectar do computador e abrir o monitor da porta, vai ter um monte de coisa aqui informações úteis. Após cada alteração ou adição de fotos ao cartão de memória, você precisará iniciar o sistema com o botão pressionado, então o modo de conversão de imagem será ativado e cada uma de suas imagens será convertida. Além disso, durante a primeira execução, o potenciômetro atua como um botão de controle de brilho, porque o brilho é ajustado durante a fase de aceleração. Além disso, o primeiro lançamento é importante porque você pode ver todos os erros possíveis.

Em geral, após um download bem-sucedido e vários OKs, você pode desconectar e executar outras inicializações sem pressionar um botão. Agora tudo é extremamente simples, ligue, espere um pouco e ao apertar o botão será mostrada uma animação. Na próxima vez que você pressionar, a próxima imagem do cartão será mostrada e assim por diante em círculo. O potenciômetro agora ajusta a velocidade da animação.

Ajustamos a câmera para uma velocidade do obturador de dois ou três segundos, ligamos o cronômetro e voltamos ao ponto inicial. O resultado é uma imagem magicamente congelada no ar.


Aliás, existem aplicativos especiais para smartphones que permitem fotografar com longas exposições e você não precisa de uma câmera cara com configuração manual exposição.

A coisa ficou legal, mas tem uma grande desvantagem - é estupidamente inconveniente, e se você tiver mais de 10 fotos no cartão, então é completamente lixo, será impossível escolher a que você precisa.

Vamos expandir um pouco os recursos e adicionar um display. Usamos a seguinte exibição:




Este é um display simples baseado em um registrador de deslocamento TM1637. Não requer protocolos de comunicação rápidos para funcionar e a biblioteca não ocupa muito espaço. Está planejado exibir números para configurações de brilho, velocidade, mensagens de erro e outras mensagens do sistema. E o mais importante é escolher o número da imagem para desenhar. Para controlar tudo isso usamos um codificador. É mais legal que um potenciômetro porque gira em um ângulo ilimitado e faz isso em pequenos passos, como se fosse em passos. Também possui um botão.
Vamos nos conectar de acordo com este esquema:


Existe um firmware separado para este esquema na pasta do projeto. Lançamos e piscamos. Como usar - um pouco mais tarde, mas agora vamos montar todo o hardware em um gabinete normal. Abaixo as tábuas de ensaio e a fazenda coletiva, vamos soldar e esconder tudo em uma pequena caixa de junção.
Alimentaremos o sistema com 4 baterias de níquel, elas têm tensão de 1,2 V, e 4 peças darão apenas 5 V para alimentar a fita e o arduino. Além disso, essas baterias fornecem facilmente 3-4 A, o que é suficiente para nós. Vamos usar uma faixa com 144 LEDs por metro para aumentar a resolução da imagem.




Em primeiro lugar, vamos cortar uma janela para o display e depois passaremos à colocação dos restantes componentes...






Só falta soldar a potência e é basicamente isso.




Aliás, existem tampas muito legais para codificadores, mas elas são vendidas em pacotes inteiros, como quase todas as coisinhas do aliexpress.
Em geral está tudo pronto, anexamos o sistema ao perfil. Foi assim que surgiu uma máquina de desenho com resolução de 144 pixels, comprimento de 1 metro e uma unidade eletrônica bacana com configurações convenientes.




Falando em configurações. Então, como usar essa coisa? O autor alterou ligeiramente o design, moveu o botão liga / desliga e moveu o cartão de memória.

Ligue a energia, agarre o corpo, pressione o botão e desenhe. Quanto ao lançamento e configurações: após qualquer adição ou alteração de uma imagem no cartão de memória, é necessário iniciar o processamento (nesta versão, para isso é necessário pressionar o codificador e ligar a energia, aparece a mensagem de início, solte o botão, a mensagem de preparação aparece). A preparação demora alguns segundos, dependendo do número de imagens no cartão de memória e da sua duração. Agora somos solicitados a selecionar o brilho. O brilho varia de 10 a 95.

O brilho máximo é limitado não pelo brilho da fita em si, mas pela corrente que configuramos nas configurações, ou seja, tudo depende da sua fonte de alimentação.

Em geral, agora selecionamos a imagem que precisamos, ou seja, precisamos saber em que número ela está, pressionar o botão Iniciar e a animação será reproduzida.

Para definir a velocidade, mantenha pressionado o botão do codificador, a inscrição sp (velocidade) aparece e enquanto mantém o codificador pressionado, você pode definir a velocidade.

Neste tutorial em vídeo, Roman mostrará claramente como você pode fazer uma pirâmide de holograma 3D. Uma pirâmide tão pequena custa cerca de 2.000 rublos na Internet. No entanto, acontece que você pode economizar dinheiro e fazer um projetor holográfico que funcionará na base de um telefone com suas próprias mãos. Se você não quiser fazer sozinho ou não estiver satisfeito com a produção artesanal, pode adquirir em uma loja online.

Para fazer um projetor precisaremos de:

pistola de cola;

faca de papelaria;

plástico transparente da caixa do CD;

alicate;

celular;

A foto mostra o desenho de uma pirâmide holográfica.

Observe que o ângulo de inclinação das faces laterais da pirâmide deve ser exatamente 45 graus.

Primeiro, cole temporariamente o estêncil em fita dupla-face. A seguir, com uma faca de papelaria, fazemos cortes profundos e depois os quebramos com um alicate, segurando a peça em um torno. Alisamos as lascas da peça resultante com uma lixa.

Repetimos esta operação mais três vezes para obter quatro espaços em branco idênticos.

Quando os espaços em branco para a ilusão 3D estiverem prontos, iremos libertá-los do suporte e colá-los para formar uma pirâmide, ou mais precisamente, uma pirâmide truncada.

É isso. O projetor holográfico está pronto!

Você precisa instalar a pirâmide de cabeça para baixo exatamente no centro da tela do telefone. Coloque um quadrado de papelão por cima; deve ser de cor escura;

Agora lançamos o vídeo e assistimos o holograma em ação de qualquer lado.

A teoria e a prática de criação de imagens holográficas foram mencionadas pela primeira vez nas crônicas do século XVI. A ilusão do holograma tem sido objeto de especulação por parte de cientistas, artistas e mágicos. Os engenheiros aprimoraram dispositivos para reproduzir fantasmas transparentes que aparecem onde na verdade não há nada. Eles desenvolveram vidro e polímeros para produzir a projeção mais nítida possível. Motores foram usados ​​para mover os planos de reflexão, a intensidade da luz foi selecionada e um processo multinível foi criado. Agora todos podem fazer um holograma 3D na tela de um tablet, smartphone ou computador. Vejamos como fazer um holograma usando um tablet como exemplo.

Como fazer um holograma em um tablet ou smartphone

Para obter uma imagem tridimensional, é instalado um prisma na tela do aparelho, ou melhor, uma pirâmide tetraédrica sem vértice. Usando uma imagem em movimento especialmente preparada exibida na tela e este prisma, você pode criar uma imagem tridimensional. A imagem refletida nos planos da pirâmide aparece na forma de uma projeção 3D.

Prisma para holograma

Para fazer um prisma, você precisa levar 4 caixas de discos de computador com tampas transparentes. Este plástico é adequado para criar uma estrutura, que é feita da seguinte forma:

  1. Retiramos a tampa transparente da caixa e retiramos as partes laterais, deixando apenas uma superfície lisa.
  2. Agora você precisa recortar formas geométricas dos espaços em branco usando um estêncil.
  3. Fazemos um trapézio isósceles de papelão com bases de 2 e 12 cm e altura de 8 cm.
  4. Aplicamos este estêncil no plástico e contornamos com um marcador (de preferência preto).
  5. Usando uma régua de metal e um canivete, fazemos cortes precisos ao longo das linhas marcadas. A força deve ser significativa ou a ferramenta deve ser passada várias vezes.
  6. Este corte facilita a quebra do plástico. Alise as bordas com um alicate.
  7. Acabou sendo 4 trapézios. Eles são iguais em forma e tamanho. Os trapézios precisam ser colados com fita adesiva, para isso os colocamos em um plano, colocando suas bordas lado a lado.
  8. Depois de virar a figura plana resultante, formamos um prisma volumétrico a partir dela. Agora prendemos suas costelas do lado de fora com fita adesiva.


Se o holograma for criado em um smartphone, toda a estrutura é feita a partir de uma caixa de CD ou DVD (a partir de trapézios menores). Para fazer isso, reduza o tamanho do estêncil. As dimensões do prisma de um holograma podem ser quaisquer; são determinadas dependendo do tamanho da tela do dispositivo no qual a imagem 3D será reproduzida.

Em vez de capas de caixas de CD, você pode usar plexiglass ou filme transparente espesso como material. Você pode usar qualquer plástico, mesmo muito fino e flexível, e vidro comum.

Regras de tamanho


Hoje você encontra nas redes um vídeo especial de holograma 3D. Imagens animadas, geralmente mostradas em fundo preto, são a base para uma projeção 3D que aparecerá em uma pirâmide transparente. Você precisa baixá-los e ativá-los na tela do dispositivo. Para verificar o ajuste do tamanho, você precisa fazer o seguinte.

  1. Coloque o smartphone (em nesse caso- tablet) com a tela voltada para cima.
  2. Coloque o prisma com sua base menor na tela.
  3. Veja a imagem acima. O pequeno quadrado (cortado do topo da pirâmide) deve ser aproximadamente 2 vezes menor que a distância entre as imagens em movimento.
  4. A imagem em si como um todo não deve ultrapassar o quadrado maior.
  5. Verificamos a altura do prisma pelo ângulo de inclinação da aresta - aproximadamente 45°. Assim a imagem não aparecerá muito alta, ultrapassando a estrutura transparente, ou baixa.

Se todos os parâmetros estiverem corretos, o prisma do monitor pode ser considerado pronto e adequado para uso na reprodução de uma imagem tridimensional.

A imagem criada no centro do prisma atrairá a atenção de crianças e adultos.

Como fazer um holograma de você mesmo


Se quiser fazer um holograma (imagem 3D) de você mesmo, é preciso pendurar um pano preto como fundo e tirar uma foto, tirando várias molduras diferentes. Para começar, 2 a 3 fotos são suficientes como base para adicionar movimento (animação). Você pode gravar um vídeo com sua imagem contra um fundo escuro. Posteriormente, é possível fazer um storyboard a partir dele (dividindo-o em quadros separados) e criar espaços em branco para um holograma em formato de animação.

Para criar animação você precisa saber fazer imagens em movimento. Se você não sabe disso, a ideia de fazer você mesmo uma imagem em movimento 3D pode não levar ao resultado desejado. Cada quadro do holograma é criado antecipadamente e, durante a reprodução, as imagens se alternam em uma determinada velocidade.


Você pode usar praticamente qualquer editor de fotos e programa de animação. Uma imagem especial para 3D inclui a foto de uma pessoa, repetida 4 vezes e disposta em forma de cruz. Estas 4 imagens idênticas em um fundo preto precisam ser colocadas dentro de um quadrado. Na tela do tablet, a imagem será bidimensional. Em seguida, você precisa olhar de lado através de um prisma montado na tela com uma base (quadrada). Isto será surpreendente, pois a imagem 3D aparecerá no prisma como se fosse real, e não bidimensional.

Onde obter imagens prontas para criar um holograma


As imagens para reprodução de hologramas não devem ser comuns, mas especialmente preparadas. Conforme descrito acima, a imagem deve ser simétrica dentro de um quadrado e consistir em 4 elementos idênticos dispostos transversalmente. Você mesmo pode fazer esse espaço em branco e dar-lhe movimento, mostrar suas habilidades artísticas, expressando seus pensamentos.

Antes de tentar fazer isso, você precisa encontrar animações e vídeos prontos para visualizar hologramas. Em seguida, faça um prisma e adquira sua primeira habilidade na criação de imagens 3D. Lembrando o princípio de funcionamento, será mais fácil concretizar suas próprias ideias.

Como fazer um holograma grande para um laptop?


As características das imagens 3D obtidas pelo método acima são implementadas na forma de um grande holograma. O gabarito é um trapézio com base de 240 mm, horizontal superior de 40 mm e altura de 140 mm. Um chanfro de 45° é feito em relação às bordas laterais. Os vidraceiros têm vidros desse tamanho. Eles precisam ser cortados com precisão, o que determina a qualidade da imagem 3D. Então isso é mais fácil de implementar com plástico.

Colamos cuidadosamente as costelas com silicone. Corte tiras de 1 cm de fita dupla-face e cubra a borda superior do vidro. A seguir, ativamos a imagem para imagens 3D em tela inteira. Colocamos nele uma pirâmide com um quadrado menor. A fita ajudará a evitar arranhões. Combinamos as bordas com as diagonais brancas e iniciamos o vídeo em um quarto escuro.

Um pouco de história

A ilusão do holograma já existe há muito tempo. Equipamentos semelhantes têm sido utilizados em teatros, parques, museus e concertos desde o século XIX. O efeito foi chamado de Pepper's Ghost em homenagem ao cientista D.H. Pepper, que espalhou o fenômeno por meio de demonstração. Isto foi em 1862 e hoje a arte dos hologramas atingiu a perfeição. O mundo começou a conhecer o fenômeno ainda no século XVI, quando o cientista napolitano Giambattista della Porta desenvolveu uma câmera de ilusão. Ele também escreveu a obra “Magia Natural”, que é a primeira menção à reprodução de ilusões. O cientista considerou a questão de como objetos que não estão realmente ali podem ser vistos na câmera.

O Instituto Politécnico de Londres é uma instituição científica onde DH Pepper trabalhou em 1862. Ao mesmo tempo, o inventor G. Dirks praticou a técnica de aparecer um fantasma no palco de uma peça. Ele tentou, sem sucesso, vender sua ideia aos cinemas. Isso exigiu uma revisão completa do palco e o efeito foi considerado muito caro. Dirks então montou um estande no Instituto Politécnico, onde Pepper o observou. O cientista tinha a intenção de modificar o método, a partir do qual o fenômeno passou a ser utilizado nos cinemas. Assim, o fenômeno obteve um sucesso significativo e o mundo aprendeu sobre ele em detalhes. O aprimoramento do fenômeno por D. Pepper fez com que ele recebesse seu nome, e Dirks transferiu para ele todos os direitos financeiros em uma patente conjunta. As pessoas, assistindo a diversos shows, se deixavam enganar, pois se acreditava que o fenômeno foi criado por gênios.

Aplicação Moderna

Exemplos modernos hoje incluem atrações transparentes e translúcidas nos parques da Walt Disney. O mundo os conhece como as maiores implementações desta ideia. Vários efeitos são coletados em um palco longo. Um holograma gigante de 9,1 m é visto em um salão de baile vazio. Fantasmas animados se movem em salas escuras escondidas. A versão mais moderna é usada na Torre do Terror da Twilight Zone.

A atração de Nashville utiliza uma técnica clássica, permitindo que os visitantes vejam espíritos interagindo com o ambiente. Eles podem ser vistos especialmente de perto. A Califórnia também tem uma atração de Halloween nas Forest Mountains com personagens de histórias. Projetar uma imagem no chão e refleti-la no vidro permite que um ator ao vivo interaja com o fantasma, que é usado em peças teatrais. O mundo pode ver o fenômeno na Holanda, Austrália, América, museus, parques, exposições científicas e atrações. A ilusão encontra aplicação em vários campos:

  1. A televisão e o cinema utilizam o método para transmitir programas e criar efeitos.
  2. Às vezes, o fenômeno é usado para fins comerciais para atrair visitantes.
  3. É frequentemente usado em concertos musicais. Mas neste caso, as imagens são frequentemente projetadas em vez de holográficas. Instalações inteiras são executadas em software especial.
  4. Os discursos políticos permitem reproduzir figuras em vários lugares ao mesmo tempo. Este efeito foi utilizado na Índia durante o discurso do Ministro Narendra Modi.
  5. A filosofia científica utiliza um modelo holográfico do Universo, onde cada parte da imagem 3D contém informações sobre a imagem completa. Isso ajuda a estudar o mundo em detalhes.

A história sobre a criação de imagens 3D deve terminar com uma frase do personagem Bill Cipher da série animada Gravity Falls: “Lembre-se que a realidade é uma ilusão, o universo é um holograma, compre ouro!” Este herói, desenhado na forma de um olho que tudo vê, segundo a ideia do desenho animado, surgiu da segunda dimensão das “mentes planas”. Ele podia habitar a mente, visitar sonhos e tinha um senso de humor negro. Odiando seus companheiros de tribo, ele destruiu a segunda dimensão e ajudou a terceira a se manifestar.

Agora você aprenderá como fazer uma pirâmide holográfica 3D com suas próprias mãos em casa. Claro, você pode comprá-lo em uma loja online, mas seu preço lá é bastante alto. Portanto, faremos uma pirâmide holográfica com materiais improvisados ​​​​e, claro, em casa.

Será necessário

  1. Pistola de cola ou apenas um tubo de cola;
  2. faca de papelaria;
  3. Uma tira de plexiglass transparente (o plástico de uma caixa de CD pode ser análogo);
  4. Alicate;
  5. Um estêncil no qual recortaremos formas para a pirâmide
  6. Um smartphone no qual é baixado um vídeo de uma pirâmide holográfica. Você pode baixá-lo no final desta página;
  7. Fita dupla face;
  8. Lixa.
talvez nem todos. Surpreenda a sua família e amigos e torne as suas roupas únicas.

Processo passo a passo para criar uma pirâmide

O estêncil de uma pirâmide holográfica 3D tem as dimensões mostradas na imagem

Um pré-requisito é que o ângulo seja de 45 graus.

Vídeo para pirâmide holográfica

Para criar um holograma, você precisa enviar um vídeo especial. O conteúdo de uma pirâmide 3D é bastante difícil de encontrar. Aqui postaremos vários vídeos populares que podem ser baixados.

Instruções em vídeo sobre como fazer uma pirâmide holográfica 3D com suas próprias mãos

Onde comprar

Você pode comprar essa pirâmide no Aliexpress. É feito com muito cuidado e geralmente adaptado para qualquer dispositivo, mas o preço começa em 1.500 rublos. Aqui estão alguns links onde você pode comprar um.

Dicas úteis

Você pode transformar seu smartphone em um holográfico Leitor 3D graças a projeto simples, que foi mostrado em seu vídeo por um usuário apelidado de Mrwhosetheboss.

Este usuário criou um dispositivo especial que, juntamente com uma sequência de vídeo criada especificamente para o holograma, cria a ilusão de uma imagem 3-D flutuando no ar.


Você precisará de:

Caixa de CD antiga

Faca afiada

Um pouco de fita adesiva

Governante

Papel quadrado.

1. Desenhe 3 trapézios no papel com dimensões de 1 cm x 3,5 cm x 6 cm.

2. Recorte o trapézio.


3. Pegue a caixa dos discos, retire com cuidado as laterais, circule 4 vezes o trapézio recortado em papel.

4. Usando uma faca, corte 4 trapézios.


5. Cole todos os trapézios para formar parte da pirâmide.

6. Baixar vídeo de demonstração ao seu smartphone e use este design para visualizar o holograma.


Aqui estão alguns videoclipes que podem ser usados ​​para esta tecnologia:

Como fazer um holograma

Vídeo holográfico

Os videoclipes usados ​​para este dispositivo são reproduza a mesma imagem nos quatro lados.

Quando todas essas quatro séries de vídeos são refletidos nos painéis do dispositivo criado, você terá a ilusão de um holograma 3D.

Efeito holográfico

Infelizmente, tal ilusão não pode ser chamada de holograma, porque Aqui Imagens e vídeos 2D são usados para criar o efeito desejado.

Um verdadeiro holograma cria uma imagem 3D e utiliza tecnologia que separa feixes de laser.

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