“LED风扇”变成3D显示屏?它是这样实现的

董威

2019年08月23日08:45  来源:人民网-科普中国
 

近年来,在大型商场或者活动中,总会看到“LED风扇”的身影,其外表酷似风扇,旋转起来却能显示格式各样的图案,更有一些可以显示出动态的3D图案,非常酷炫,每每见到,总能让人驻足观看,起到非常好的宣传和推广的作用。那么LED风扇是如何显示图案的呢?

严格来说,这种所谓的“风扇”只是一种生动的叫法,其实它是一种“旋转LED灯条”,它的专业名称叫做全息3D智能炫屏。通电之后,“扇叶”开始旋转,在旋转的同时能够呈现出一幅幅3D影像,酷炫逼真。同时,根据图案的大小和色彩,LED风扇能很好地隐藏它的扇叶,因为没有边框也没有固定的屏幕,所以动态画面就像凌空漂浮,十分逼真。

3D智能炫屏不仅利用了旋转LED的硬件配备,也利用了人眼的视觉暂留现象。针对旋转LED的硬件配备,简单来说就是根据“扇叶”的转速计算出LED灯的变化频率,在不同的时刻点亮不同的LED灯,就会呈现出不同的图案。所谓视觉暂留现象是指,当人眼在观察景物时,光信号传入大脑神经,需经过一段短暂的时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,人眼仍能继续保持其影像0.1秒~0.4秒左右,这种残留的视觉称“后像”,视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。

一般来说,风扇的扇叶上布置有一串或多串LED灯,这里假定是20个,从轴心到扇叶边缘一次进行1~20编号。为了简单说明其原理,我们假定在风扇的转速为每分钟60圈(真实情况下转速要高得多)时人眼即出现视觉暂留现象。我们假定0秒的时候LED灯是在风扇正上方0度的位置,那么如果想要在风扇上显示出6:00整这个效果的话,分针需要指向正上方,时针指向正下方。则需要在0秒的时候把1~20号点亮显示分针,0.5秒的时候把1~10号点亮显示时针,然后在1秒的时候把1~20号点亮显示分针,1.5秒的时候把1~10号点亮显示时针,以此类推,这样人眼就会接受出一个完整的6:00整钟表的图像了。针对复杂的图案,LED风扇会具有更加复杂的结构和编程配备。通过LED灯条的旋转和视觉暂留现象的结合,人们看到的旋转的LED风扇就会出现一幅幅动态的3D画面。

目前,3D智能炫屏的主要应用为广告宣传,由于它的可编辑性和逼真酷炫的显示效果,相信在不久的将来,必定会在更多的领域得以应用。

本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。

 
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