CN201511742U - 动画光纤模拟系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种动画光纤模拟系统，旨在使光纤画呈现出连续动作的动画效果。该系统包括载体及光纤，载体表面附着有图形，各光纤端点分布在图形的各像素点上，图形由各分帧图像叠加而成，分帧图像按时序显示时构成连续的动态画面，各分帧图像背后的光纤合拢为一组光纤束，各帧光纤束下方分别设有一盏LED灯，各LED灯的颜色按需要显示的分帧图像的颜色设置，LED灯向光纤束提供光源，可编程控制器控制各LED灯的闪烁时序及电压值。该动画光纤模拟系统，通过可编程控制器控制各LED灯的电压，实现各帧图像明暗的调节，且按时序显示各分帧图像，利用人眼的视觉滞留现象，构成了连续动作的动态画面，动画效果非常逼真。

Description

动画光纤模拟系统
技术领域
本实用新型涉及一种光纤画系统，特别涉及一种动画光纤模拟系统。
背景技术
中国实用新型专利CN2488714公开了一种光纤画，其公开日为2002年5月1日。其箱体正面为透明面板和画面，画面后安装活动投影装置，包括涂有条纹和颜色的透光活动器件，由驱动装置驱动并固定在箱体上。画面后面还固定有光纤投影装置，光纤的一端固定在画面上，另一端与发光元件相配合，发光元件通过程序控制板与电源电连接。发光元件是发光二极管或氖泡。光源发射光透过活动投影装置的光线与发光元件透过光纤投影装置射出的光线共同作用于同一画面。
中国实用新型专利CN2651013公开了一种动感光纤画，其公开日为2004年10月27日，该动感光纤画包括箱体、面板、装饰画，在箱体内下端设有一个固定架，在固定架上固定有一个光纤投影装置，在箱体内上端还固定有一个活动投影装置，在驱动电机的转动轴上固定一个转盘，控制光纤在画面上出现不断变化的色彩。
这两种光纤画，采用活动投影装置及光纤投影装置共同作用于同一画面，虽然能在画面上产生色彩及光线的变化，但不能呈现出连续动作的动画效果。
实用新型内容
本实用新型提供一种动画光纤模拟系统，以解决现有技术中光纤画显示动态效果差的问题，使各分帧图像按时序显示，呈现出连续动作的动画效果。
为解决以上技术问题，本实用新型所提供的一种动画光纤模拟系统，包括载体及光纤，载体表面附着有图形，各光纤端点分布在图形的各像素点上，图形由各分帧图像叠加而成，分帧图像按时序显示时构成连续的动态画面，各分帧图像背后的光纤合拢为一组光纤束，各帧光纤束端头处分别设有一盏LED灯，LED灯向光纤束提供光源，可编程控制器按各帧图像的显示时序控制各LED灯供电电路的通断。
作为本实用新型的改进，可编程控制器按各帧图像的明暗需要控制各LED灯的供电电压。
作为本实用新型的进一步改进，各LED灯的颜色按需要显示的分帧图像的颜色设置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果，LED灯的光源通过光导纤维传导到载体表面，按时序显示出各分帧图像，由于人眼的视觉滞留，按时序显示的分帧图像就构成了连续动作的动态画面。可编程控制器通过控制各LED灯的供电电压调节各帧图像的明暗，可以实现图像的渐明渐暗，使动画效果更为逼真。各种颜色的LED灯会使载体表面呈现出需要的彩色画面。
附图说明
图1为本实用新型实施例一光纤端点构成的图像像素分布图；
图2为实施例一的分帧图像及光纤束；
图3为实施例一的控制电路图；
图4为实施例一中LED的闪烁时序和电压值波形图。
图5为本实用新型实施例二光纤端点构成的图像像素分布图；
图6为实施例二的分帧图像及光纤束；
图7为实施例二的控制电路图；
图8为实施例二中LED的闪烁时序和电压值波形图。
具体实施方式
动画光纤模拟系统结合了动画构图、分帧及LED控制技术，在载体表面附着动画图形，将图形进行有序的分帧，各分帧图像相互叠加在载体表面，分帧图像按时序显示时构成连续的动态画面，各光纤端点分布在图形的各像素点上，附着光纤的载体可以是布料、PVC板、纸卡、KT板或刚性的材料。
各分帧图像背后的光纤合拢为一组光纤束，各帧光纤束端头处分别设有一盏LED灯，LED的数量直接与对应分帧的光纤束相关，并且将各个LED颜色与各分帧图形的颜色相对应，LED的颜色包括红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等，使色彩上更加鲜艳。
LED灯向光纤束提供光源，可编程控制器按各帧图像的显示时序控制各LED灯供电电路的通断，并且按各帧图像的明暗需要控制各LED灯的供电电压。LED灯的光线通过光导纤维传导到各分帧的平面图上，利用人眼视觉滞留原理，有序地显示运动的过程，以实现逼真的动画视觉效果。
图1至图4所示为本实用新型的第一个实施例，描绘出一只挥动着翅膀的蜻蜓，通过翅膀的交替运动展现其动感。
如图1所示，光纤端点构成蜻蜓图像的像素，图中表示出蜻蜓在所有动画各帧中的光纤端点在相应载体上的分布位置。
如图2所示，将蜻蜓分为三帧，为了方便理解，将其每一帧分解出来，其中身体部分101是第一帧，前翅膀102为第二帧，后翅膀103稍微短一点为第三帧，翅膀的长短反映出层次感和立体感，此三帧叠加即构成了蜻蜓完整的图像，在载体背面将各帧的光纤分别合拢成光纤束F101、F102、F103。
图3所示为蜻蜓图像的控制电路图，可编程控制器PLC1的输出端分别串联电阻R101、R102、R103后与LED灯L101、L102、L103相连，电阻R101、R102、R103可以将各LED灯的电流控制在合理的范围内。LED灯L101、L102、L103通过耦合装置分别与光纤束F101、F102、F103对接，并向各光纤束提供光源，LED的亮灭通过光纤的导光传导至各光纤的端点上。可编程控制器PLC1控制各LED灯的闪烁时序及电压值，可采用可擦写式编程控制器件或者一次性可编程芯片即OTP控制器件，来设计LED的时序。不同颜色的组合，效果也不一样，如L101和L102采用绿色LED，L103采用白色LED。
图4通过波形图展现出LED的输出时间、闪烁时序和电压值，5V表示点亮该LED，0V表示关闭该LED，而上斜线表示渐明，下斜线表示渐暗，由于可编程器控制器PLC1输出的是数字信号，要达到渐变的过程需要通过脉宽调制技术即PWM技术，实现数字信号控制模拟器件，即调节占空比来调节亮度，L101与L102在第一过程快速交替闪烁，蜻蜓急速地扇动翅膀，飞向空中；在第二个过程层叠式渐明渐暗，表明在慢慢地滑行；第三过程是慢速的交替闪烁，然后循环。而身体部分101一直不灭，而是忽明忽暗，更体现了蜻蜓的立体感，活灵活现，加上不同颜色的LED组合，使蜻蜓更加逼真生动。
图5至图8所示为本实用新型的第二个实施例，将丘比特射箭的整个动作过程通过本系统形象地展现出来。
如图5所示，光纤端点构成丘比特射箭图像的像素，图中表示出丘比特射箭整个过程中，所有动画各帧的光纤端点在相应载体上的分布位置。
如图6所示，将射箭过程分为十一帧，为了方便理解，将其每一帧分解出来，其中举弓的身体201是第一帧，打开的弓弦202为第二帧，搭在弓上的箭203为第三帧，平复的弓弦204为第四帧，离弦的箭205、206、207、208按飞行的距离依次为第五帧、第六帧、第七帧、第八帧，刚射中的心209为第九帧，放大后的心210为第十帧，最大的心211为第十一帧，此十一帧叠加即构成了完整的丘比特射箭图像，在载体背面将各帧的光纤分别合拢成光纤束F201～F211。
图7所示为丘比特射箭图像的控制电路图，可编程控制器PLC2的输出端分别串联电阻R201～R211后与LED灯L201～L211相连，LED灯L201～L211通过耦合装置分别与光纤束F201～F211对接，并向各光纤束提供光源，LED的亮灭通过光纤的导光传导至各光纤的端点上。可编程控制器PLC2控制各LED灯的闪烁时序及电压值，LED的颜色可以自己搭配，如举弓的身体201对应的LED灯L201采用白色，弓202对应的LED灯L202以及弓弦204对应的LED灯L204可采用黄色，搭在弓上的箭203及离弦的箭205、206、207、208所对应的LED灯L203、L205、L206、L207、L208采用红色，心209、210、211对应的LED灯L209、L210、L211采用红色。
图8通过波形图展现出LED的输出时间、闪烁时序和电压值，5V表示点亮该LED，0V表示关闭该LED，而上斜线表示渐明，下斜线表示渐暗。
在第一过程中，LED灯L201、L203、L204渐明渐暗，使得丘比特举弓的身体201、搭在弓上的箭203及平复的弓弦204忽隐忽现，仿佛在瞄准目标；
当瞄准后，便开始第二个过程，LED灯L202、L205先亮后灭，接着LED灯L203、L204亮，即先显示打开的弓弦202及离弦的箭205，熄灭后显示搭在弓上的箭203及平复的弓弦204，表明拉弓、弓箭射出、弓弦平复的过程；
第三个过程，LED灯L205、L206、L207、L208按顺序点亮，表现出箭205、206、207、208被射出及沿直线飞行。
第四个过程，LED灯L209先亮，表示箭瞬间击中目标红心209，接着灯L209、L210、L211循环闪烁2次，即心由小到大循环闪烁2次，表示心被击中后开始加速跳动。灯L209、L210、L211的闪烁根据需要可以适当变速，即不停改变L209、L210、L211各灯亮灭的时间，由快到慢的过程，模拟了心由激动到平静的过程，更加贴切，然后回到第一过程依次循环。整个系统模拟了各个物体运动的真实过程，使动画非常逼真。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种动画光纤模拟系统，包括载体及光纤，载体表面附着有图形，各光纤端点分布在图形的各像素点上，其特征是，图形由各分帧图像叠加而成，分帧图像按时序显示时构成连续的动态画面，各分帧图像背后的光纤合拢为一组光纤束，各帧光纤束端头处分别设有一盏LED灯，LED灯向光纤束提供光源，可编程控制器按各帧图像的显示时序控制各LED灯供电电路的通断。
2.根据权利要求1所述的动画光纤模拟系统，其特征是，所述可编程控制器按各帧图像的明暗需要控制各LED灯的供电电压。
3.根据权利要求1或2所述的动画光纤模拟系统，其特征是，各LED灯的颜色按需要显示的分帧图像的颜色设置。
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