“LED風扇”變成3D顯示屏？它是這樣實現的

近年來，在大型商場或者活動中，總會看到“LED風扇”的身影，其外表酷似風扇，旋轉起來卻能顯示各式各樣的圖案，更有一些可以顯示出動態的3D圖案，非常酷炫，每每見到，總能讓人駐足觀看，起到非常好的宣傳和推廣的作用。那麼LED風扇是如何顯示圖案的呢？

嚴格來說，這種所謂的“風扇”只是一種生動的叫法，其實它是一種“旋轉LED燈條”，它的專業名稱叫做全息3D智能炫屏。通電之后，“扇葉”開始旋轉，在旋轉的同時能夠呈現出一幅幅3D影像，酷炫逼真。同時，根據圖案的大小和色彩，LED風扇能很好地隱藏它的扇葉，因為沒有邊框也沒有固定的屏幕，所以動態畫面就像凌空漂浮，十分逼真。

3D智能炫屏不僅利用了旋轉LED的硬件配備，也利用了人眼的視覺暫留現象。針對旋轉LED的硬件配備，簡單來說就是根據“扇葉”的轉速計算出LED燈的變化頻率，在不同的時刻點亮不同的LED燈，就會呈現出不同的圖案。所謂視覺暫留現象是指，當人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經，需經過一段短暫的時間，光的作用結束后，視覺形象並不立即消失，人眼仍能繼續保持其影像0.1秒左右，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現象則被稱為“視覺暫留”。

示意圖（作者供圖）

一般來說，風扇的扇葉上布置有一串或多串LED燈，這裡假定是20個，從軸心到扇葉邊緣一次進行1~20編號。為了簡單說明其原理，假定風扇的轉速為每分鐘600圈，同時假定0秒的時候LED燈是在風扇正上方0度的位置，那麼如果想要在風扇上顯示出6:00整這個效果的話，分針需要指向正上方，時針指向正下方。則需要在0秒的時候把1~20號點亮顯示分針，0.05秒的時候把1~10號點亮顯示時針，然后在0.1秒的時候把1~20號點亮顯示分針，0.15秒的時候把1~10號點亮顯示時針，以此類推，這樣人眼就會接受出一個完整的6:00整鐘表的圖像了。針對復雜的圖案，LED風扇會具有更加復雜的結構和編程配備。通過LED燈條的旋轉和視覺暫留現象的結合，人們看到的旋轉的LED風扇就會出現一幅幅動態的3D畫面。

目前，3D智能炫屏的主要應用為廣告宣傳，由於它的可編輯性和逼真酷炫的顯示效果，相信在不久的將來，必定會在更多的領域得以應用。

本文由北京郵電大學計算機科學與技術研究專業副教授張忠寶進行科學性把關。