文章摘要
作者用笔式绘图机制作全息图,探索了手工绘制全息图的原理和方法,并分享了创作过程与成果。
文章总结
我有一台笔式绘图仪!它很棒,就像一台打印机,但速度慢且更容易出故障。我在eBay上买到了它,当时有点坏,我立刻花了差价把它修好了。现在它正常工作了!
我最喜欢用笔式绘图仪创作那些无法用打印机或手工完成的作品。有时是因为介质不同,比如我用金色墨水制作的禽龙化石明信片。但最近,我对用它制作全息图产生了兴趣。
你可以从头开始手工绘制全息图。威廉·比蒂有一个关于如何手工制作全息图的精彩页面,其中包含直观的光学原理解释。但我想展示的是,如何完全凭直觉理解手工蚀刻全息图,无需任何全息术知识或数学计算。这一切都从油腻的手指开始。
我选择了特级初榨橄榄油,但你可以用植物油或椰子油代替。你大概在手机上见过类似的污迹,这些“高光”是光线从指纹脊的特定部分反射形成的。当我移动相机时,污迹的高光会移动。我们可以控制它!这是手工蚀刻全息术的关键:反射脊的曲率决定了“虚像”高光的移动方向和速度。
我们之所以能控制高光的方向和速度,是因为当脊的曲率半径大时,高光相对于头部的移动更少;曲率半径小时,移动更多。换句话说,反射脊的高光移动速度与曲率半径成反比——就像现实世界中物体越远,看起来移动越慢一样。
这意味着我们现在有了一种绘制3D场景的方法,可以向观看者传达深度信息。我们将“渲染”场景,使每个点变成反射脊,其曲率半径与点到相机的距离成反比。
我尝试过多种材料。首先用的是办公用品店的透明塑料层压板,但完全失败,因为塑料太软,蚀刻时会移动,且表面不平整。然后我尝试用木制笔在小学用的蜡纸上蚀刻,但需要的曲线太多,导致纸张撕裂和起皱。最终成功的是旧CD盒。我在eBay上买了一批,虽然它们是旧且脏的二手货,但效果不错。
结果在相机上看起来有点平淡,但当我拿着手电筒在黑暗的壁橱里像鸽子一样移动头部时,第一个全息图的效果简直是魔法般的。我学到了很多:需要又细又尖的工具来蚀刻,我父亲给我的钩子/挑子套装中的直挑子效果很好;光源必须是点光源,否则虚像点会变宽,深度信息会减少;材料选择仍需改进,蚀刻越多效果越好,但表面会变粗糙。
这些是全息图吗?我认为它们具有全息图的主要特征:即使是很小的切片也能保留场景的完整副本。比蒂对此有很好的论证。无论叫什么名字,我认为这是一件美妙的事——像加博尔最初描述全息术一样,我们无需昂贵的激光或光学平台就能探索这些物理现象。最后,比蒂页面上的话让我激动:所需的工具如此简单,古代人本可以用木制工具在硬化树脂上画出这些图像。这真是个酷的想法!
评论总结
根据评论内容,主要观点和论据总结如下:
观点一:创意有趣,类比生动 - 评论1(评分:无)认为这是“老互联网”风格的趣味内容,类似Tom7的创意但深度稍浅。特别赞赏用“橄榄油+指纹+手机屏幕”的类比来直观解释绘图仪原理,称其“巧妙地将常见烦人的事物用于说明核心概念”。 - 关键引用:"This is 'old Internet' style fun territory";"the olive oil + fingerprint + phone screen was a really nice way to illustrate the core concept"
观点二:技术改进建议 - 评论2(评分:无)关联到“磨擦全息术”(abrasion holography),并建议“或许可以用针代替笔”来改进绘图仪。 - 评论4(评分:无)提出用“Unimorph压电盘扫描仪”增强绘图仪,实现更精细的线条间距。 - 关键引用:"Maybe could swap out the pen for a needle?";"augment the plotter with a Unimorph piezoelectric disk scanner... to enable finer movement"
观点三:外部资源推荐 - 评论3(评分:无)推荐Steve Mould的YouTube视频,称其“很好地解释了工作原理”。 - 关键引用:"Steve Mould has a great video on youtube explaining how they work"
平衡性说明:评论整体以正面评价和技术讨论为主,无显著对立观点。主要分歧在于对创意深度的评价(评论1认为“不够深”),以及技术改进方向(换针 vs. 加装压电扫描仪)。