CN104739108A - 一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速成像领域，尤其涉及一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法。该魔盘根据人眼的视觉暂留原理，利用磁场传感器实时侦测磁铁因旋转而在磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，发送给控制器，控制器根据接收到的磁场信号测算出样品旋转至预定位置的时间点，并调取相应的控制数据包，于上述的时间点开启发光设备，以发射光线照射所述样品，并同时通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使样品呈现诸如静止、移动、隐形、再现、渐现渐失、拉伸等视觉效果。

Description

一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法

技术领域

本发明涉及高速成像领域，尤其涉及一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法。

背景技术

现代广告行业和娱乐行业通常使用二维显示器，例如液晶显示屏(LCD)、发光二极管显示器(LED)、阴极射线管显示器(CRT)等展示物体，为达到吸引观众注意力的目的，常采用动画、图像投影、电脑生成特技效果等方式给图像润色。

当单调的二维图像无法满足观众的好奇心时，三维立体成像技术应运而生，包括透镜板三维成像技术、投影式三维显示技术、全息照相技术以及计算机成像技术，通过模拟和再现人眼视网膜上所观察到的二维图像以及通过它们的融合来产生立体像。

但是这些所谓的三维图像，事实上也是通过二维显示器显示的，其虽能显示逼真的立体图像，但只包含例如变换闪烁的灯光、单调的机械旋转或其他机械运动等非常有限的特技效果。现有技术仅能通过计算机视频编辑生成特技效果，而想要观赏现实生活中的实物样品，并使实物样品呈现拉伸、重叠、瞬间移动、消失又重现等特技效果，仅通过二维的显示屏无法完成。

发明内容

本发明针对现有技术的局限性，开创性地提供一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法。该魔盘根据人眼的视觉暂留原理，利用磁场传感器实时侦测磁铁因旋转而在磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，发送给控制器，控制器通过接收到的磁场信号测算出样品旋转至预定位置的时间点，并调取相应的控制数据包，于上述的时间点开启发光设备，以发射光线照射所述样品，并同时通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使样品呈现诸如静止、移动、隐形、再现、渐现渐失、拉伸等视觉效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

提供一种魔盘，用于实物样品的展示，其特征在于，包括：

旋转装置，包括用于承载所述样品的表面，以带动所述样品旋转；

发光设备，相对于所述旋转装置承载所述样品的表面设置，以产生照射在所述表面上的光线；

控制器，分别与所述旋转装置和所述发光设备连接，根据所述样品旋转至预定位置的时间点开启所述发光设备，以发出光线照射所述样品，并通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使所述样品呈现特定的视觉效果。

较佳的，上述魔盘中，所述旋转装置包括转盘和驱动电机；所述样品固定设置在所述转盘的表面，且该转盘相对于所述发光设备设置，以使得所述发光设备发射的光线照射在所述样品上；所述驱动电机与所述转盘连接，以驱动该转盘带动所述样品旋转。

较佳的，上述魔盘还包括基底和外壳；所述基底用以承载所述驱动电机；所述外壳套设于所述基底上，以与所述基底共同构成所述魔盘的展示空间；

其中，所述转盘承载所述样品位于所述展示空间内，且所述发光设备相对于所述转盘也固定设置于该展示空间内，以产生照射在所述转盘表面上的光线。

较佳的，上述旋转装置还包括有侦测设备，临近所述转盘设置，与所述控制器连接；

其中，所述侦测设备包括磁铁和磁场传感器；

所述磁铁固定设置在所述转盘上，以随所述转盘旋转；

为使所述转盘高速旋转时保持动态平衡，所述磁铁和所述样品最优设置于所述转盘的圆周边缘，处于同一直径上；且所述样品与所述磁铁重量相当，以使所述转盘高速旋转时保持动态平衡；

所述磁场传感器临近所述转盘固定设置在所述外壳上，且与所述控制器连接，以实时侦测所述磁铁因旋转而在所述磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，发送给所述控制器，所述控制器根据接收到的磁场信号测算出所述样品旋转至预定位置的时间点。

较佳的，上述魔盘中，所述控制器中预存储有若干个控制数据包，且每个所述控制数据包均与一种视觉效果相对应；

其中，所述控制器根据接收到的所述样品旋转至预定位置的时间点，调用相应的所述控制数据包，来控制所述发光设备于上述时间点开启以及开启后发射光线的持续时间，以使所述样品呈现特定的视觉效果；

所述特定视觉效果包括所述样品呈现静止状态、旋转状态、被拉伸状态、多层重叠状态、被复制成相同的多个样品的状态和消失又重现的状态。

较佳的，上述魔盘还包括有一电子开关器件，所述电子开关器件设置于所述展示空间内，并与所述发光设备和所述控制器连接，以根据所述控制器不同控制数据包的控制命令，来控制所述发光设备在所述样品旋转至预定位置的时间点开启，并控制开启后发射光线的持续时间。

较佳的，上述魔盘中，所述发光设备开启即发射光线，且发出的照射在所述样品上的光线亮度大于所述魔盘周围环境光线亮度。

较佳的，上述魔盘中，将所述电子开关器件和所述发光设备接入30V直流电路，将所述控制器和所述磁场传感器接入5V直流电路以驱动其正常运行。

本发明还提供一种样品展示的方法，所述方法包括：

将所述样品固定设置在所述旋转装置的转盘上，以使所述转盘带动所述样品旋转；

于所述控制器中预存储若干个控制数据包，且每个控制数据包均对应一种视觉效果；

所述控制器测算出所述样品旋转至预定位置的时间点，并根据所需展示的特定视觉效果调用与该特定视觉效果相对应的控制数据包，来控制所述发光设备开启以及开启后发射光线的持续时间，使所述样品呈现特定视觉效果。

较佳的，上述方法中，所述旋转装置还包括有侦测设备，所述侦测设备包括磁铁和磁场传感器；

其中，将所述磁铁固定设置于所述转盘上，以与所述样品一起跟随所述转盘旋转；

将所述磁场传感器固定设置于临近所述转盘处，且与所述控制器连接，以实时侦测所述磁铁因旋转而在所述磁场传感器周围产生的磁场信号，发送给所述控制器，所述控制器根据接收到的磁场信号测算出所述样品旋转至预定位置的时间点。

当提供给上述魔盘以220V交流电以开启所述魔盘时：

安装于所述驱动装置上的所述转盘快速旋转，同时，固定于所述转盘表面上的所述样品和所述磁铁也跟随所述转盘快速旋转；

每当所述磁铁旋转到与所述磁场传感器距离特定位置时，所述磁场传感器感测到所述磁铁因旋转而产生的交替变化的磁场信号，并将磁感应信号转化为电信号发送给所述控制器，所述控制器根据接收到的所述电信号之间的时间差测算出所述样品旋转至预定位置的时间点，从而通过所述电子开关器件来控制所述发光设备在该时间点开启，并控制开启后发射光线的持续时间，使所述样品呈现特定的视觉效果。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法，该魔盘根据人眼的视觉暂留原理，利用磁场传感器实时侦测磁铁因旋转而在磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，发送给控制器，控制器根据接收到的磁场信号测算出样品旋转至预定位置的时间点，并调取相应的控制数据包，于上述的时间点开启发光设备，以发射光线照射所述样品，并同时通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使样品呈现诸如静止、移动、隐形、再现、渐现渐失、拉伸等视觉效果，给观众带来愉悦的观察体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。需要注意的是，附图中并未按照比例绘制相关部件，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明一种魔盘的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

如图1所示，本发明的魔盘包括以下部件：

基底1和固定安装在基底1上的外壳2，在基底1中央安装有一220V交流电机3作为驱动装置。

优选的，外壳2应当采用能较好透射内部发光设备8发出的光线，同时又能反射外部环境光线的材质，以尽量减小外部环境光线对样品各种视觉变换效果的影响。

在电机3上安装一个转盘4，通过电机3的电能输出轴与转盘4圆心连接，转盘4边上固定安装有样品5和磁铁6，分别位于转盘4边缘且处于同一直径上。

上述的转盘4具有一圆形上表面及相对于该上表面的圆形下表面，样品5可根据具体需求设置在该圆形上表面或圆形下表面上；相应的，发光设备8则根据样品设置位置不同进行适应性的调整，使得其发射的光线能够照射在样品上，以确保观众能够清晰地看到样品。

在本实施例中，以转盘4在下、发光设备8在上的位置关系为例进行说明，但其不应理解为对本申请技术方案的限定。作为一个优选的实施例，为使样品5在创造出清晰的视觉暂留效果，转盘4的转速至少应达到50次/秒，当然，在条件允许的情况下，转速越快越好。

为达到最佳的观赏效果，转盘4的尺寸应当适中，使其既能满足安装在其上的样品5呈现转送、拉长、复制、消失后又在另一位置重现等一系列视觉变换效果，又能在高速旋转时保持平衡；本实施例中转盘4内部包含动平衡装置，其属于现有技术，在此不作赘述。

优选的，本实施例中采用直径为18cm的转盘。

优选的，本实施例中样品5的横截面积小于转盘4面积的四分之一，以清楚地展现样品5由直径一端被沿着转盘4的圆边拉长到直径另一端的视觉效果。

当然，也可以选用更大尺寸的样品，只要保证样品能跟随转盘高速旋转即可。

另外，由于样品5是以转盘4作为衬底在其上展示各种视觉变化效果，因此转盘4的颜色与样品5的颜色应选用对比度强的颜色来显示，同时，为使发光设备照射在样品5上达到更加显眼的效果，本实施例中选用白色的样品和黑色的转盘，以使呈现出的视觉效果达到最优。

进一步的，为使转盘4在高速旋转时保持平衡，安装在转盘4上的样品5和磁铁6的重量应当一致，或者采用在一边加重量的方法使转盘4直径两端的重量相当。

优选的，本实施例中选用钕磁铁，钕磁铁具有优异的磁性。

进一步的，在外壳2的内侧壁靠近转盘4处，安装有磁场传感器7，用于感测磁铁6因旋转而在磁场传感器7周围产生的交替变化的磁场信号，具体的：

在磁铁6跟随转盘4高速旋转时，每当磁铁6旋转到距离磁场传感器7一定距离(该距离为磁场传感器7能感测到磁铁6的最远距离，该最远距离接近于磁铁6旋转经过磁场传感器7时的最近距离，以使磁场传感器7当磁铁6高速旋转的时候，保证在两次接收到磁感应信号中间有过渡时间差)，磁场传感器7即感测到磁铁6并产生电信号(磁场变化灵敏，在磁铁6跟随转盘4高速旋转的情况下，每当磁铁6与磁场感应器达到预设距离时产生信号，当磁铁6距离大于该预设距离时信号消失，而当磁铁6又再次旋转到预设距离时信号再一次产生)发送给控制器9。

在本发明另一优选实施例中，磁场传感器7通过控制磁铁6，可在一定范围内调整转盘4的转速，以使样品5呈现的视觉效果更加多样化。

控制器9中设置有不同的控制数据包。当磁铁6旋转到预定距离触发磁场传感器7发出信号时，控制器9即接收到该信号，并通过接收到的两次以上的信号之间的时间差，来判断样品5旋转至预定位置的时间点，以决定是否需要开启发光设备8以使样品5在某一位置被显示。

优选的，为使发光设备8发出的光线亮度足以抵抗外界干扰并使样品5能清晰地显示各种变换效果，本实施例选用超大功率LED灯组作为发光设备8，以发出高质量光线，形成足够的光亮。

此外，控制器9还通过一电子开关器件10与发光设备8连接，该电子开关器件10有两项作用：

第一、电子开关器件10作为控制器9与发光设备8之间的信号传递设备，控制器9通过电子开关器件10来控制发光设备8在样品5旋转至预定位置的时间点开启，并控制开启后发射光线的持续时间；

第二、电子开关器件10接收发光设备8开启和关闭发出的脉冲信号发送给控制器9，控制器9根据接收到的脉冲信号来监测发光设备8的运作情况，结合接收到的磁场传感器7发送的电信号来实时调整发光设备8开启的时间点以及持续时间，从而更加精确地控制。

优选的，电子开关器件10可为功率晶体管等器件。

下面列举出本实施例的魔盘展示样品的几个具体视觉效果，以更加清楚地对本发明的魔盘以及利用该魔盘进行样品展示的方法作详细描述：

需要说明的是，下面仅列举几个代表性的视觉效果，但本发明的魔盘能演示的视觉效果并不局限为下述几种：

①静态显示效果：

由磁场传感器7感测磁铁6，来追踪样品5旋转时所处的实时位置，每旋转一圈，当样品5位于某一特定位置(该位置可为转盘4圆边上的任一指定位置)时，通过控制器9控制发光设备8开启，并控制开启持续如10微秒到30微秒的时间，使样品5看起来在这个特定位置固定不动。

优选的，控制器9通过监测用于追踪和转盘4接触的磁铁6的磁场传感器7来确定样品5旋转至预定位置的时间点，由于控制器9能够精确地计算出样品5当前所处的实时位置，因此控制器9能够控制发光设备8在精确的时刻开启，该精确的时刻是指当样品5旋转到特定位置时，使样品5在该位置呈现出来。

②移动效果：

通过控制发光设备8开启光亮之间的时间间隔长短，来使样品5沿着转盘4圆边以任意速度(介于静止和转盘转速之间)顺时针或逆时针(本实施例中转盘4的旋转方向为顺时针方向)旋转。

例如，若转盘4以每秒50次的速度旋转，当控制发光设备8开启的间隔时间为1/50秒(也即使发光设备8开启一个极短的时间，间隔1/50秒后再开启同样极短的时间，以此类推)时，样品5可以呈现静态显示效果。而如果控制发光设备8开启的间隔时间为1.001/50秒，则每旋转一周，样品5看起来会比转盘4多移动1/1000个圆周，即样品5沿着转盘圆边以每秒1/20个圆周长的速度顺时针缓慢旋转起来，即样品5可在20秒内沿着转盘4的圆边顺时针转完一圈。

相对的，若控制发光设备8开启的间隔时间为0.999/50秒，则样品5看起来会以和转盘4实际旋转方向相反的方向(即逆时针方向)缓慢转动。通过调整发光设备8开启的间隔时间，可以使样品5看起来以更快或更慢的速度顺时针或逆时针旋转。

③消失又重现效果：

即使样品5在某一位置突然“隐形”，而后又出现在另一位置。通过控制器9在样品5旋转到某一位置时开启发光设备8，使样品5在该位置显现，当下一次样品5旋转到该同一位置时不开启发光设备8，则样品5在该位置“隐形”消失，而当样品5旋转到另一不同于该位置的地方时控制发光设备8开启，则可以制造出样品5在原位置突然消失，而后又出现在另一新的位置的视觉效果。

当然，除了使样品5在原位置静止时突然消失，还可以控制样品5在旋转移动时突然消失，而后又出现在另一新位置并旋转移动。

④复制效果：

每当样品5旋转时位于多个指定位置时，通过控制器9控制发光设备8在样品5位于这多个指定位置的时刻均开启，使样品5同时出现在这多个指定位置，制造出样品5被复制成多个或者多层重叠的视觉效果。例如，每当样品5旋转到位置A时开启发光设备8，同时当转盘4旋转180度，在样品5旋转到位于位置B时也开启发光设备8，则会制造出样品5同时位于位置A和位置B的视觉效果。用这个办法，可以使样品5以任一数量同时展现在观众面前。

⑤拉伸效果：

通过延长每个周期(转盘4旋转一周为一周期)内发光设备8开启的持续时间，可以使样品5被拉伸。例如，本实施例中采用直径18cm的转盘4以3000rpm(每分钟3000转，即频率50Hz)的速度旋转，为使样品5清晰地不出现模糊轮廓，发光设备8每次开启的持续时间不能大于30微秒。而通过控制发光设备8每次开启的持续时间延长到5000微秒，则可以使样品5看起来在某一点被沿着转盘4边拉长1/4个周长，即距离原位置90度角(也即样品5被拉长到14.14cm)。如果我们控制发光设备8每次开启的持续时间延长到10000微秒，样品5会被拉长到转盘4圆边上距离原位置180度角的位置，即样品5被拉长为半个圆周的长度(即28.28cm)。通过这种方法，可以使样品5被拉伸到整个圆周上的任意长度。

当然，本发明所述魔盘制造出的样品5的视觉变换效果还有其他更多变换例，如在某一点逐渐透明至消失等特效，均是通过不同的控制数据包根据样品5旋转时所处的实时位置，来控制发光设备8开启以及持续时间，方法和上述几个具体例子类似，在此便不予累述。

另外，上述视觉效果可以任意组合呈现，如制造出移动复制的效果、复制拉伸的效果等，在此也不予累述。

在本发明另一优选实施例中，发光设备8采用颜色各异的超大功率LED灯组，如采用红、绿、蓝三种颜色的LED灯组作为发光设备。样品5和转盘4同样选用白色样品和黑色转盘。当样品5同时出现在转盘4圆周四个位置时，可通过调整发光设备8开启不同颜色的LED灯组，使样品5呈现出红、绿、蓝、黄四种颜色(当然，也可以由红、绿、蓝三种颜色组合成任意其他颜色)。

或者当样品5在某一位置静止不动时，通过控制发光设备8开启不同颜色的LED灯组，使样品5由一个颜色变换至另一种颜色(当然，也可以使照射在样品5上的灯光在可见光谱范围中渐变变化)。

又或者，当样品5以一种颜色在某一位置消失，又以另一种颜色在另一位置出现，以上种种变化均是基于上述基本变化例加以组合呈现。

综上所述，本发明公开了一种魔盘和利用该魔盘展示样品的方法，该魔盘根据人眼的视觉暂留原理，利用磁场传感器实时侦测磁铁因旋转而在磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，发送给控制器，控制器根据接收到的磁场信号测算出样品旋转至预定位置的时间点，并调取相应的控制数据包，于上述的时间点开启发光设备，以发射光线照射所述样品，并同时通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使样品呈现诸如静止、移动、隐形、再现、渐现渐失、拉伸等视觉效果，给观众带来新奇愉悦的视觉享受。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现各种变化例，这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种魔盘，用于实物样品的展示，其特征在于，所述魔盘包括：

旋转装置，具有用于承载所述样品的表面，以带动所述样品旋转；

发光设备，相对于所述旋转装置承载所述样品的表面设置，以产生照射在所述表面上的光线；

控制器，分别与所述旋转装置和所述发光设备连接，根据所述样品旋转至预定位置的时间点开启所述发光设备，以发射光线照射所述样品，并同时通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使所述样品呈现特定的视觉效果。

2.根据权利要求1所述的魔盘，其特征在于，所述旋转装置包括：

转盘，所述样品固定设置在所述转盘的表面，且该转盘相对于所述发光设备设置，以使得所述发光设备发射的光线照射在所述样品上；

驱动电机，与所述转盘连接，以驱动该转盘带动所述样品旋转。

3.根据权利要求2所述的魔盘，其特征在于，所述魔盘还包括：

基底，以承载所述驱动电机；

外壳，套设于所述基底上，以与所述基底共同构成所述魔盘的展示空间；

其中，所述转盘承载所述样品位于所述展示空间内，且所述发光设备相对于所述转盘也固定设置于该展示空间内，以产生照射在所述转盘表面上的光线。

4.根据权利要求2所述的魔盘，其特征在于，所述旋转装置还包括：

侦测设备，临近所述转盘设置，与所述控制器连接。

5.根据权利要求4所述的魔盘，其特征在于，所述侦测设备包括：

磁铁，固定设置在所述转盘上，以随所述转盘旋转；

磁场传感器，临近所述转盘固定设置在所述外壳上，且与所述控制器连接；

其中，所述磁场传感器实时侦测所述磁铁因旋转而在所述磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，并发送给所述控制器，以使所述控制器根据接收到的磁场信号测算出所述样品旋转至预定位置的时间点。

6.根据权利要求1所述的魔盘，其特征在于，所述控制器中预存储有若干个控制数据包，且每个所述控制数据包均与一种视觉效果相对应；

其中，所述控制器根据接收到的所述样品旋转至预定位置的时间点，通过调用相应的所述控制数据包，于所述时间点开启所述发光设备，并通过控制所述发光设备开启后发射光线的持续时间，使得所述样品呈现特定的视觉效果。

7.根据权利要求6所述的魔盘，其特征在于，所述特定的视觉效果包括所述样品呈现静止状态、旋转状态、被拉伸状态、多层重叠状态、被复制成相同的多个样品的状态和消失又重现的状态。

8.根据权利要求6所述的魔盘，其特征在于，所述魔盘还包括：

电子开关器件，分别与所述发光设备和所述控制器连接；

其中，所述电子开关器件根据不同控制数据包的控制命令，来控制所述发光设备在所述样品旋转至预定位置的时间点开启，并控制开启后发射光线的持续时间。

9.根据权利要求1所述的魔盘，其特征在于，所述发光设备发出的照射在所述样品上的光线亮度大于所述魔盘周围环境光线亮度。

10.一种样品展示的方法，其特征在于，基于上述权利要求1～9中任意一项所述的魔盘，所述方法包括：

将所述样品固定设置在所述旋转装置的转盘表面上，以使所述转盘带动所述样品旋转；

于所述控制器中预存储若干个控制数据包，且每个控制数据包均对应一种视觉效果；

所述控制器测算出所述样品旋转至预定位置的时间点，并根据所需展示的视觉效果调用与该特定视觉效果相对应的控制数据包，来控制所述发光设备在所述样品旋转至预定位置的时间点开启，并控制开启后发射光线的持续时间，使所述样品呈现特定视觉效果。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述旋转装置还包括一临近所述转盘设置的侦测设备，且该侦测设备与所述控制器连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述侦测设备包括：

磁铁，固定设置在所述转盘上，且随所述转盘旋转；

磁场传感器，临近所述转盘固定设置在所述外壳上，且与所述控制器连接；

其中，所述磁场传感器实时侦测所述磁铁因旋转而在所述磁场传感器周围产生的交替变化的磁场信号，并发送给所述控制器，所述控制器根据接收到的磁场信号测算出所述样品旋转至预定位置的时间点。