欺骗你的眼睛:不可思议的悬浮立方体设计
大家先看看上面的视频,感兴趣的话就看看下面的做
这里是制作过程视频
在科学松鼠会机构升级新闻发布会暨果壳时间第四期活动上,主办方向观众赠送了一个视觉错觉纸模:漂浮的立方体。
双向电梯
1工具和材料
○ 一张纸(需要有一点点强度,一般的打印用A4纸就行)
2纸模的使用方法
● 这个是印刷在背面的使用方法
● 为了看得更清楚,我把纸模的背景去掉了
● 按照图示折叠
● 成品,你是不是觉得这是一个立方体呢?
3设计过程
大脑喜欢把我们看到的事物解读成我们熟悉的东西。在缺乏光影的提示下,我们会习惯性地认为这是一个立方体纸盒。而事实上,这是一个向内凹陷的立方体,你所看到的实际上是一个空间立方体的内壁。随着视角的变化,各个面的形状也随之发生改变,造成一种立方体在向反方向转动的错觉。如果只用一只眼睛看,或者用手机摄像头去拍摄,效果就更好了——连双眼效应带来的立体感也被消除了。
不过,如果直接用三个正方形拼成半个立方体,效果非常令人失望——由于透视的原因,正方形的面严重变形,就像被拉伸过一样,如此一来便露了馅。为了让凹陷立方体在透视作用下呈现出互相平行的边,我们需要重新设计图纸,让凹陷立方体中心到三个端点的距离缩小一些。视频就能更加直观地发现“人眼到立方体的距离”和“立方体方正的程度”之间的关系啦。当摄像机镜头慢慢接近纸模的时候,可以明显发现这不再是一个正六面体,而是一个变形的六面体了...
问题是,缩放比为多少时,才能恰好让同一方向上的边看上去正好平行呢?好在我们还有计算机的帮助,无需通过反复的试验去寻找最优解了。经过测量,手拿纸模时,人眼与凹陷立方体中心的距离大约是凹陷立方体边长的5倍。利用强大的数学处理软件Mathematica,我们精确地模拟了当缩放比k分别等于0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1的时候,人眼观察凹陷立方体所看到的样子。可见,当k大约为0.9时,效果是最理想的。
4DIYer签到处
制作一个这样的漂浮立方体还是比较简单的,但是计算的过程可能就复杂一些啦。作品是以人眼到凹陷立方体中心的距离约达边长的5倍计算的,你也可以计算一下这个距离变化时的结果。
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