泊渊居

渊泽夜的个人小站

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001号作品——桌上伪全息投影装置

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效果展示

写在前面

本文是对我大学第一个个人小作品的记录与回顾,这个作品虽然简单,但作为第一个作品却可以说标志着我意识到了我大学真正的学习目标——将学到的知识投入实际的、自己喜欢的应用。我想继续进行这样小产品的制作,并逐渐加大难度,将所学的知识融会贯通,学懂学透,作为一名工科生,我想这就是大学对我来说的真正乐趣所在。
毕竟是以学懂知识为其中一个目的,做完作品之后,也得写写反思与总结。作为一名初中就学习了一点编程知识并喜欢上网的人,写自己的博客自然地成为了我的首选(虽然现在还没想要不要发布以及在哪发布)。简单了解到markdown格式全程双手不需要离开键盘的优雅后,这篇博客开始诞生了。

本篇主要为个人记录,希望未来的我看到这篇记录时能会心一笑~(^-^)

想法来源

在大一下学期的开始,正在我思考该如何对自己的宿舍书桌进行第二轮改造时(第一轮当然是大一上),我在b站偶然看到了一个自制伪全息投影的视频,这让我眼前一亮——给俺也整一个.jpg(笑)。作为一个老二次元,整这么一个又简单又好玩的“赛博手办”可是相当有吸引力。

原理

这个小东西的原理——佩珀尔幻象——及其简单,就是将图案投影在透明的薄片(如玻璃片、亚克力板等)上,部分光被反射,部分光以某角度折射,让观众看到半透明的影像。这是一种经典的伪全息投影方式,虽然限制了观众的观看位置,但正面观看的效果还算不错。

实现

v0.0

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v0.0投影盒
最初版设计为网上常见的最简单版本,只做一个投影盒,用手机或平板直接作为投影源。我从现有的塑料饭盒上剪下一块作为投影膜(由于饭盒大小和圆角,只能做得很小),再裁剪一个小纸盒作为投影膜的支架以及遮光板。
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v0.0效果展示

这个版本虽然简单易行,然而有几个严重缺陷:

  1. 由于手头塑料盒透光度及污损问题,清晰度低
  2. 同样由于现有塑料盒问题,尺寸过小
  3. 播放时不易操作
  4. (最重要的一点) 使用时需要占用手机或平板,无法长时间作为桌面摆件

于是,我为了实现长期放置的桌面投影摆件,开始了v1.0版本的制作。

v1.0设计版

为了“解放”手机和平板,v1.0版本为相对独立的装置,需要包括投影仪和投影膜两部分。

投影仪
在之前提到的b站视频中,那位up主江灵夏草用了旧手机来作为投影源,实现独立的投影装置。我根据自己的需求进行了简化:舍弃独立系统,用一个小尺寸的电脑副屏作为投影源,直接用电脑操作,让投影的内容更灵活——电脑能看的,就能投影。
最终选取的是一块4.3寸的树莓派显示屏,型号为亦亚徽JRP4301,LCD屏幕,ips高清,分辨率800480,hdmi连接,usb供电,无需驱动。选择这块屏幕的原因之一是以后学习树莓派或者自己制作派也许也能用上(笑)。并且,这块屏幕本身也是一块不错的电脑副屏。
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屏幕尺寸,顺便练习一下solidworks建模*

投影膜
投影膜主体选取了97 100 0.5mm的亚克力板作为投影膜,透光率高,投影显示清晰,是全息投影膜不错的选择。
投影膜的底座:一个小三棱柱支撑投影膜,外面再用一块底座与螺栓固定在投影仪屏幕上,底座与投影膜之间用亚克力胶黏合。v1.0版本为用solidworks建模并进行3D打印,不过最后没有实施。实际上v1.0版本的底座应当为更优解,然而因太懒放弃了()。
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v1.0版本的投影膜及底座设计

v1.1正式版

v1.1是最终做出实体并使用的版本。

相较于v1.0版本,v1.1的设计只改动了投影膜底座:将3D打印的底座替换为了两片等腰直角三角形的亚克力板,并直接用透明胶黏合。这种方法因两侧亚克力板和透明胶的存在对视觉效果有一定的影响,不过省去了3D打印和购买亚克力专用胶的时间。(其实就是懒吧喂)
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v1.1版本的投影膜及其底座
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特别地: 此版本的底座是可动的,并没有黏合牢固,而是在测好尺寸后直接利用屏幕与屏幕外壳之间的微小凹陷来卡住侧边的亚克力板——这是我十分满意的一点,因为它造就了这块投影膜的易拆卸性(毕竟平放状态下其实也不需要什么固定),这极大简化了投影膜的护理和清洁。

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v1.1最终成果

未来版本?

这个简单的小装置其实还有很多优化的空间,刚才的实现过程也提到了不少小问题。

硬件层面

  1. 可以返回到v1.0的设计,用3D打印制作更完美的底座
  2. 给作为投影仪的显示器加装外壳,这块小显示器后面的主板实际上是直接露出来的()
  3. 考虑使用树莓派或其他小计算机(最好的当然是自己做一块板子),让装置脱离主电脑自主运行

软件层面

  1. 可以自己制作MMD、live2D等,定制专属于自己的投影
  2. 可以尝试将Chat GPT或其他大预言模型接入live2D,实现将投影变成真正的桌面助手,这块的开源项目已经存在不少,可以去学习借鉴

写在最后

这个小项目很简单,即便刻意为了练习加入了solidworks建模和工程图绘制,也依然很简单。不过,这是一个好的开始,我在查找资料的过程中看到了很多宝藏up主,看到了将废手机再利用的技术宅,看到了高中生为初音创造的带有语音功能的投影盒,看到了稚晖君的各种创造,制作的过程中体会到了自己制作小项目的愉悦,看到了一直以来所学习的知识的用途。

这真是一件令人开心的事。

之后嘛,51单片机的快递已经在路上了,又可以做新东西咯~

米哈游说的这句话我特别喜欢:技术宅拯救世界!