CN220651480U - 一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出了一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，包括底盒、分帧实物模型组、频闪光源装置、驱动装置、回转支承、观赏模型，底盒呈上部开口结构，驱动装置和回转支承均设置在底盒内，分帧实物模型组设置在回转支承的转动部件上，驱动装置用于驱动回转支承的转动部件进行圆周运动，频闪光源装置能够向分帧实物模型组发射按照一定频率变化的光照，观赏模型设置在底盒内。该播放装置的中部设置有相对于转动的分帧实物模型组静止的观赏模型或自身做动作的观赏模型，观赏模型和分帧实物模型相结合，可提高该播放装置的娱乐观赏性。

Description

一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置

技术领域

本实用新型涉及科教演示模型技术领域，具体地说是一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置。

背景技术

视觉暂留现象即视觉暂停现象又称“余晖效应”，1824年由英国伦敦大学教授皮特.马克.罗葛特在他的研究报告《移动物体的视觉暂留现象》中最先提出。裸眼在观察景物时，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，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”。视觉暂停现象普遍存在于我们的生活中，如，观察高速运转的汽车轮子时，发现轮子是正转、静止或倒转。人们也利用视觉暂停现象发明了留影盘、走马灯等。电影的制作也是利用了视觉暂留，24帧/秒是电影常用的格式，在1秒的时间内连续播放25张静态图片，裸眼看到的是连续的动态视频。

频闪效应原理：根据JGJ/T119《建筑照明术语标准》定义，频闪效应(Stroboscopiceffect)是在以一定频率变化的光照射下，使人们观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象。频闪效应是由光源的闪烁而引起的，闪烁(Flicker)是因亮度或光谱分布随时间波动的光刺激引起的不稳定的视觉现象。简而言之，频闪效应是在以一定频率变化的光线照射下，观察到的物体运动呈现出静止或不同于其实际运动状态的现象。他会使人眼产生闪烁的感觉。热辐射光源的发光体的热惰性大，所以闪烁感觉不明显，但气体放电灯的这种现象则较为显著。在采用气体放电灯作为照明光源时，若被照物体处于转动状态，且转动频率刚好是电源频率的整倍数时，则转动的物体看上去就如没有转动一样。这种在以一定频率变化的光照射下，观察到的物体运动显现出不同于其实际运动的现象，称为频闪效应。因白炽灯有热惯性和气体放电灯有余辉效应，而LED的电压和电流与光输出又响应快，所以LED光源的频闪效应尤其明显。

授权公告号为CN219122844U的中国实用新型专利公开了一种展示视觉暂留和频闪现象的演示装置，包括台体(1)、透明罩(2)、电机(3)、转盘(4)、用于视觉暂留演示的第一模型组(5)、频闪灯组件，透明罩(2)表壁上包覆有遮光膜，透明罩(2)和电机(3)均固定安装在台体(1)上，转盘(4)位于透明罩(2)内，电机(3)连接转盘(4)以驱动转盘(4)相对于台体(1)转动。在上述演示装置中，转盘（4）为一整体板状结构，在转盘（4）上不能摆放其它可静止的观赏物件，降低了该演示装置的娱乐观赏性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，该播放装置的中部设置有相对于转动的分帧实物模型组静止的观赏模型或自身做动作的观赏模型，观赏模型和分帧实物模型相结合，可提高该播放装置的娱乐观赏性。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，包括底盒、分帧实物模型组、频闪光源装置、驱动装置、回转支承、观赏模型，所述底盒呈上部开口结构，所述驱动装置和回转支承均设置在所述底盒内，所述分帧实物模型组设置在所述回转支承的转动部件上，所述驱动装置用于驱动所述回转支承的转动部件进行圆周运动，所述频闪光源装置能够向所述分帧实物模型组发射按照一定频率变化的光照，所述观赏模型设置在底盒内。

优选地，所述回转支承为一外齿式回转支承，所述分帧实物模型组设置在所述外齿式回转支承的外圈上，所述观赏模型设置在所述外齿式回转支承的内圈上部和/或外齿式回转支承的内圈中部区域，所述观赏模型为静止模型或自身做动作模型。

进一步地，在所述底盒的上部还设置一上盖，在所述上盖上设置有至少一个观察口，所述上盖由不透光材料加工而成。

进一步地，所述分帧实物模型组包括一个动画拆分成的N个不同的相连续的三维分帧实物模型，N为大于等于2的正整数，所述N个三维分帧实物模型按照动画连续的顺序,顺时针或逆时针绕回转支承中心等间隔排布固定在外齿式回转支承的外圈上。

进一步地，该播放装置还包括无线供电模块组件，所述无线供电模块组件包括无线发射端线圈、无线接收端光源，所述无线发射端线圈与所述频闪光源装置电性连接，在每一个所述三维分帧实物模型上均设置一所述无线接收端光源。

进一步地，该播放装置还包括防护装饰板，所述防护装饰板设置在底盒内且位于所述外齿式回转支承的外圈外侧。

进一步地，所述外齿式回转支承的外圈与所述分帧实物模型组为采用3D打印技术成型的一体式构件。

进一步地，所述分帧实物模型采用可拆卸方式设置在所述外齿式回转支承的外圈上。

进一步地，所述频闪光源装置设置在所述底盒内侧壁上或上盖的内侧壁上。

进一步地，该播放装置还包括一音乐盒机芯。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，易于加工制造，同时，使用、维修及操作便利，易于推广应用。

利用外齿式回转支承实现分帧实物模型组转动支撑后，在外齿式回转支承的内圈中部可设置相对静止的观赏模型或自身做动作的观赏模型，观赏模型可为人物、动物、路灯摆件、微缩楼房、假山或山草树木，增加了更多的趣味、观赏性。

在三维分帧实物模型上设置有无线接收端光源，无线接收端光源与频闪光源装置的频闪频率相同，可提高观察频闪效果，同时，也可使观察人员同时了解到无线供电技术，提高了科教效果。

观察人员可通过观察口直接观察到三维分帧实物模型频闪效果；工作人员可直接通过观察口对三维分帧实物模型进行更换，提高了三维分帧实物模型的更换便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种实施例的整体结构示意图；

图2为频闪光源装置、分帧实物模型组、外齿式回转支承和观赏模型在底盒内的相对分布示意图；

图3为无线发射端线圈和音乐盒机芯在底盒内的相对分布示意图；

图中：1无线接收端电源、2底盒、3分帧实物模型组、4防护装饰板、5上盖、8外齿式回转支承、801内圈、802外圈、9观赏模型、10频闪光源装置、11主动轮、12电源插电口、13音乐盒机芯、14电源开关、15无线发射端线圈、16固定支撑部。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似变形，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型提供了一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置（如图1所示），包括底盒2、分帧实物模型组3、频闪光源装置10、驱动装置、回转支承、观赏模型9，所述底盒2呈上部开口结构，底盒2可做成圆筒状、方形状等其它结构形式，在实际应用中，底盒2用于实现整个播放装置的稳定支撑，以便整个播放装置可稳定放置在观赏平台上，所述驱动装置和回转支承均设置在所述底盒2内，所述分帧实物模型组3设置在所述回转支承的转动部件上，所述驱动装置用于驱动所述回转支承的转动部件进行圆周运动，所述频闪光源装置10能够向所述分帧实物模型组3发射按照一定频率变化的光照，所述观赏模型9设置在底盒2内。在实际应用中，确定好分帧实物模型组3的转动频率与闪频光源装置10发射出的光源的闪频频率的对应范围，继而可实现模型视觉暂留效果，从而实现动画播放；如将分帧实物模型组3的转速设置在50-3000rpm内，将频闪光源装置10的光照频率设置在5HZ-95HZ之间，继而可清楚的看到分帧实物模型组3产生的整套动作动画，在观察分帧实物模型组3产生的动画效果的同时，分帧实物模型组3与观赏模型9组成一个整体画面，继而可提高分帧实物模型组3的整体感官效果，提高了娱乐性。在实际应用中，观赏模型9可为人物、动物、路灯摆件、微缩楼房、假山或山草树木等模型。

回转支承为现有市场上成熟技术产品，其主要分为外齿式回转支承、内齿式回转支承和无齿式回转支承，为便于实现分帧实物模型组3与观赏模型9在底盒2内的合理分布，以便提高整体观赏性，在此，使得回转支承为一外齿式回转支承8，外齿式回转支承8的内圈801固定在底盒2上，从而实现对外圈802的稳定转动支撑，所述分帧实物模型组3设置在所述外齿式回转支承8的外圈802上，所述观赏模型9设置在所述外齿式回转支承8的内圈801上部和/或外齿式回转支承8的内圈801中部区域，即观赏模型9可单独设置在内圈801上或单独设置在内圈801的中部固定区域内或设置内圈801上及内圈801的中部固定区域内，在本具体实施例中，优选地，将观赏模型9固定设置在内圈801的中部固定区域，所述观赏模型9为静止模型或自身做动作模型，观赏模型9为静止模型时，其始终保持不动状态，当观赏模型9为自身做动作模型时，观赏模型9可自身重复做一些设计好的动作（如观赏模型9上的部分构件做往复摆动运动），其做设计动作的动力源与分帧实物模型组3的转动驱动动力源没有任何关系，具体地其为独立的电气元件或发条；在实际应用中，分帧实物模型组3包括一个动画拆分成的N个不同的相连续的三维分帧实物模型，N为大于等于2的正整数，在实际加工中，N可为3-50内的任意数值，分帧实物模型组3可为单个人的奔跑动作动画平均拆分而成的连续的多个三维分帧实物模型，或是两只动物或虚拟动物之间打闹动作动画平均拆分而成的连续的多个三维分帧实物模型，或是一只动物或虚拟动物与相应布景之间动画平均拆分而成的连续的多个三维分帧实物模型；所述N个三维分帧实物模型按照动画连续的顺序,顺时针或逆时针绕回转支承中心等间隔排布固定在外齿式回转支承的外圈802上，在加工三维分帧实物模型时可采用3D打印技术将外齿式回转支承8的外圈802与所述分帧实物模型组打印呈一体式构件，也可采用组装技术将分帧实物模型组3采用可拆卸方式安装到外圈802上，具体的，在外圈802上绕圆心等间隔制作M个固定孔A，M为大于等于的正整数，M的数值与三维分帧实物模型的数量相同，在每一个三维分帧实物模型的底部设置固定孔B，固定孔B与固定孔A对齐后通过螺钉或磁铁吸附方式实现三维分帧实物模型在外圈802上的安装。在实际应用中，分帧实物模型组3内的各三维分帧实物模型与外圈802采用3D打印技术设计加工流程为：通过三维软件设计一套动画和外圈802数据模型，将该动画逐步平均分帧做成N个三维分帧实物数据模型，每个三维分帧实物数据模型的动作不相同，且从第一个到最后一个合起来是一套连贯的动画，再将N个三维分帧实物数据模型，从第一个到最后一个以顺时针或者逆时针绕中心环形均匀分布在外圈802的数据模型上，最后将三维分帧实物数据模型与外圈802数据模型整合为一个整体数据模型，将整体数据模型导入3D打印设备中进行3D打印，当打印完成后，则得到各三维分帧实物模型和外圈802实物。

在上述回转支承为外齿式回转支承8的实施例的基础上，驱动机构装置的具体实施例为：驱动装置包括驱动电机和主动轮11，所述驱动电机固定设置在所述底盒2内，主动轮11设置在驱动电机的动力输出轴上，主动轮11与外齿式回转支承8的外齿相啮合，驱动电机带动主动轮11转动，继而实现外齿式回转支承8的外圈802的转动，从而最终实现外圈802上的分帧实物模型组3的转动。

为便于本播放装置在外界光照条件很好的情况下也能正常使用，在此，在底盒2的上部还设置一上盖5，上盖5由不透光材料加工而成，从而可实现位于底盒2内部的分帧实物模型组3的遮光，同时，为便于观察到分帧实物模型组3，在此，在上盖5上设置有至少一个观察口，观察者通过观察口可观察到分帧实物模型组3，同时，在实际应用过程中，工作人员可通过观察口实现外圈802上的单独一个三维分帧实物模型的更换或维护。在实际应用中，可依据实际需求，将频闪光源装置10设置在所述底盒2内侧壁上或上盖5的内侧壁上，在本具体实施例中，优选地，将频闪光源装置10设置在底盒2内侧壁上。

在上述实施例的基础上，为提高分帧实物模型组的频闪视觉效果，在此，在底盒2内设置一无线供电模块组件，所述无线供电模块组件包括无线发射端线圈15、无线接收端光源1，所述无线发射端线圈15与所述频闪光源装置10电性连接，在每一个所述三维分帧实物模型上均设置一所述无线接收端光源1，频闪光源装置10为无线发射端线圈15通过特定频率电源后，无线接收端光源1利用磁感应原理实现频闪启动，将频闪光照装置10的光照闪频频率与无线接收端光源1的闪频频率保持一致，则可提高分帧实物模型组的频闪视觉效果。进一步地，将无线接收端光源1安装在每个三维分帧实物模型上，譬如人物或动物的眼睛让无线接收端光源1代替，就可以实现旋转中的三维分帧实物模型自身带有光源的新颖性，也增强了频闪光源的效果。无线发射线圈15与无线接收端光源1利用无线供电技术实现供电。无线供电是一种方便安全的新技术，无需任何物理上的连接，电能可以近距离无接触地传输给负载。实际上近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现，而我们生活中的很多小东西，都已经在使用无线供电，如无线手机充电座。

为提高底盒2内部的整洁性，使得该播放装置还包括一防护装饰板4，在底盒2四周内壁同一高度上设有固定支撑部16，防护装饰板4固定在固定支撑部16上。利用防护装饰板4可有效防止底盒2内部线路与外圈802发生接触碰撞，从而可提高外圈802的转动安全性。

为进一步提高本播放装置的娱乐性，在此，使得该播放装置还包括一音乐盒机芯13，音乐盒机芯13可为电子机芯或发条式机芯，音乐盒机芯13设置在底盒2内侧下部，当播放动画时，可同时启动音乐盒机芯13从而提高观赏体验感。

在实际应用中，本播放装置的电源可为市电或独立电源，在底盒2的外侧壁上设置一电源开关14，利用电源开关14实现播放装置的开启与关闭，当播放装置的电源为市电时，在底盒2的外侧壁上设置一电源插电口12，通过电源插电口12实现与外部市电的连接；当播放装置的电源为独立电源时，蓄电池设置在底盒2内部。

本实用新型中，“上”、“下”均是为了方便描述位置关系而采用的相对位置，因此不能作为绝对位置理解为对保护范围的限制。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述结合附图对本实用新型的优选实施方式和实施例作了详述，但是本实用新型并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，包括底盒、分帧实物模型组、频闪光源装置、驱动装置，所述底盒呈上部开口结构，其特征是，该播放装置还包括回转支承、观赏模型，所述驱动装置和回转支承均设置在所述底盒内，所述分帧实物模型组设置在所述回转支承的转动部件上，所述驱动装置用于驱动所述回转支承的转动部件进行圆周运动，所述频闪光源装置能够向所述分帧实物模型组发射按照一定频率变化的光照，所述观赏模型设置在底盒内。

2.根据权利要求1所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，所述回转支承为一外齿式回转支承，所述分帧实物模型组设置在所述外齿式回转支承的外圈上，所述观赏模型设置在所述外齿式回转支承的内圈上部和/或外齿式回转支承的内圈中部区域，所述观赏模型为静止模型或自身做动作模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，在所述底盒的上部还设置一上盖，在所述上盖上设置有至少一个观察口，所述上盖由不透光材料加工而成。

4.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，所述分帧实物模型组包括一个动画拆分成的N个不同的相连续的三维分帧实物模型，N为大于等于2的正整数，所述N个三维分帧实物模型按照动画连续的顺序,顺时针或逆时针绕回转支承中心等间隔排布固定在外齿式回转支承的外圈上。

5.根据权利要求4所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，该播放装置还包括无线供电模块组件，所述无线供电模块组件包括无线发射端线圈、无线接收端光源，所述无线发射端线圈与所述频闪光源装置电性连接，在每一个所述三维分帧实物模型上均设置一所述无线接收端光源。

6.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，该播放装置还包括防护装饰板，所述防护装饰板设置在底盒内且位于所述外齿式回转支承的外圈外侧。

7.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，所述外齿式回转支承的外圈与所述分帧实物模型组为采用3D打印技术成型的一体式构件。

8.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，所述分帧实物模型采用可拆卸方式设置在所述外齿式回转支承的外圈上。

9.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，所述频闪光源装置设置在所述底盒内侧壁上或上盖的内侧壁上。

10.根据权利要求3所述的一种基于裸眼视觉暂留的三维实物模型动画播放装置，其特征是，该播放装置还包括一音乐盒机芯。