Создание 3D голограмм

XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Создание 3D голограмм

Пермяков К.А. 1
1МБОУ СОШ №9 г.Бугульмы
Зайнетдинов Р.Р. 1
1МБОУ СОШ №9 г.Бугульмы
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

          1.Введение.

В фантастических мультфильмах  мы часто видим яркие, полупрозрачные экраны, которые управляются при помощи жестов и голосовых команд. По телевизору показывают концерты, где на сцене танцует человек, хотя его там нет. Мы выяснили, что это голограмма и появляется она с помощью специального аппарата – проектора, который стоит очень дорого. В интернете мы нашли способ получения псевдоголограмм с помощью пирамиды.

Изготовив пирамиду, мы применяли готовые видео для просмотра 3D голограмм. Это очень интересно и весело. Но у нас возникло желание самим создать такие видео. Непонятные вопросы и желание сделать что-нибудь необычное и стали темой нашей исследовательской работы.
Объект исследования:  голографический 3D- проектор.
Предмет исследования: процесс получения голограммы и видео для 3д  голограмм.
Цель проекта:  создание видео для 3Dголограммы с помощью программы MovaviVideoEditor , применяя эффект хромакей.
     Задачи:

  1. Изучить способы получения трехмерных изображений, и технологию создания голографических пирамид;

  2. Создать собственное видео для голографической пирамиды с помощью программ по компьютерной графике;

  3. Используя монитор компьютера и подручные материалы спроектировать и собрать экспериментальный образец установки;

  4. Испытать изделие (перед одноклассниками);

  5. Исходя из выводов по проделанной работе определить перспективы дальнейшего развития проекта.

Гипотеза. При наличии нужного ПО можно создать из любого видео основу для голограммы.

Новизна и практическая значимость: собранное нами изделие мы можем применять для развлечения на днях рождениях, на школьных праздниках. А также с помощью созданного нами проектора мы в дальнейшем сможем на уроках наглядно представлять модели различных объектов окружающего нас мира. При помощи данной технологии можно создать образы для любой категории современной жизни - в музеях, рекламе, выставках, если самим научиться создавать нужное видео.

Материалы и методы исследования: В качестве проекционного аппарата был использован монитор компьютера; голографическая пирамида была вырезана из прозрачного органического стекла; для создания проекционного контента были использовано следующее ПО: Paint, MovaviVideoEditor.

Согласно поставленной цели и задачам в работе были применены следующие методы:

  • метод гипотез (научное предположение о получении псевдоголографических изображений, и о возможности создания любого видео при наличии нужного ПО).

  • экспериментальный метод (проектирование и сборка экспериментального образца установки, создание видео);

  • теоретический метод (объяснение хода лучей в пирамиде).

 

2.Что такое голограмма и проектор?

В фантастических фильмах мы часто видим яркие, полупрозрачные интерфейсы, которые управляются при помощи жестов и голосовых команд (рисунок 1). Называют подобные интерфейсы, голограммами, а саму технологию ‒ голографией. Сам процесс создания голограмм достаточно сложный и требует дальнейшего изучения. Однако сейчас начинают развиваться технологии, которые называются псевдоголограммами, эффект от которых сравним с «настоящими» голограммами. Примером могут служить голографические пирамиды.

Рисунок 1 -Полупрозрачный интерфейс ‒ голограмма.

Кадр из фантастического кинофильма «Железный человек».

Пирамида дает плоское отображение действительных предметов, когда ее прозрачная поверхность преломляет попадающий на него свет таким образом, что возникает эффект объемности. В голографической пирамиде можно продемонстрировать любой объект, предварительно прорисовав его в 3D.
Где может быть размещено оборудование для создания голографической пирамиды с 3D- проекциями внутри? Это могут быть различные развлекательные центры или торговые площади, это могут быть выставочные залы или презентационные мероприятия.
Кроме того, сегодня достаточно часто такие пирамиды устанавливают в местах большого скопления людей: вокзалы, аэропорты, гостиницы, рестораны, бары, кафе. Голографические 3D- пирамиды уже крепко закрепились за рубежом, и такие можно встретить на любой выставке. Они используются для показа трёхмерных рекламных роликов товара, или просто 3D макета, например телефона, фотоаппарата, здания и чего угодно. Так же у таких пирамид есть и другое назначение – виртуальная витрина, которая гарантированно привлечёт интерес к воспроизводимому ролику. На продаже есть проекторы, но они дорогие, около 2000 руб.(Рисунок 2)

.

Рисунок 2 - дорогостоящая пирамида фабричного изготовления.

 

3.Практическая часть №1.

Изготовление 3D пирамиды и получение псевдоголографических изображений в ней.

Изучив ролики в Интернете, мы решили сконструировать модель проектора и испытать её.
Для изготовления проектора нам потребуется:
•    клей
•    канцелярский нож или ножницы;
•     пластиковая пленка;
•    чёрный картон;
•     тонкое стекло;
•    голографическое видео.

Основное преимущество пирамиды - обзор, составляющий 360о.

Изображение для пирамиды -это видео или графическое изображение в виде файла, созданного по специальной раскладке по количеству сторон пирамиды на черном фоне (рисунок 3).

Рисунок 3 - Раскладка по четырем сторонам

В качестве материала при изготовлении пирамиды (квадровизора) использовали прозрачный органический пластик (рисунок 4).

Рисунок 4 - Органический пластик

Мы нарисовали фигуру для создания пирамиды (рисунок 5).

Рисунок 5 – Выкройка для изготовления пирамиды. Красным цветом указаны размеры для изготовления большой пирамиды для ноутбука.

Затем по выкройке разрезали органическое стекло и по указанным линиям сделали сгибы. Получилось 4 трапеции (рисунок 6)

Рисунок 6 –Вырезаем трапеции для изготовления пирамиды.

Трапеции одинаковы по форме и размерам. Трапеции нужно склеить между собой скотчем, для чего раскладываем их на одной плоскости, приложив ребрами друг к другу.

После переворачивания полученной плоской фигуры формируем из нее объемную призму. Теперь ее ребра с наружной стороны закрепляем скотчем (Рисунок 7).

Рисунок 7- Получили пирамиды (большую и малую).

Пирамида готова. Голограмма, которую мы получаем в собранной нами голографической установке, представляет собой четыре плоских изображения одного объекта, созданные с четырех различных сторон. Эти четыре изображения, попадая в одну точку, воспринимаются человеческим глазом как единое объемное изображение.

В сети Интернет мы нашли несколько готовых видео, обработанных с помощью программ для создания мультиплексных голограмм и представляющих собой четыре изображения одного объекта с разных сторон. В центр экрана смартфона устанавливается оптическая пирамида и запускается соответствующий видеоклип. Видео для голограммы должно быть исключительно на черном фоне.
Производим просмотр объемного голографического изображения (Рисунок 8).

Рисунок 8 - просмотр изображения на малой пирамиде для смартфона и большой пирамиде для ноутбука.

Все это было весело и интересно. Но одно дело воспроизводить готовое видео, совсем другое дело - создать видео самим.

4.Практическая часть №2.

Создание своего видео для голограммы.

Мы изучили по материалам интернета принципы создания видео для этих голограмм.

Для работы мы использовали видеоредактор MovaviVideoEditor, применяя эффект хромакей.

Ход работы:

1) Изготовили костюм космонавта и сняли фильм о полете в космос на фоне зеленой стены.

2). В графическом редакторе Paint нарисовали квадрат 720х720 пикселей, закрасили в зеленый цвет и разделили диагоналями на 4 части. Это будет зеленый фон для хромакея.

2) Запустили видеоредактор MovaviVideoEditor. На одну дорожку поставили фон, на другую – отснятое видео. (Рисунок 9).

Рисунок 9- Кадры из фильма.

3). С помощью хромакея удалили зеленый фон и в режиме наложения поставили четыре копии видео в четыре треугольника квадратного фона, добавив еще анимацию земного шара на черном фоне. И получили вот что. (Рисунок 10).

Рисунок 10 – Расположение изображения на фоне.

4). Затем добавили музыку, эффекты и сохранили в видеоформате.

Смотрели с помощью большой пирамиды. Получилось очень классно.

(Рисунки 11.12)

Рисунок 11 Рисунок 12

Краткое описание работы можно посмотреть по ссылке https://disk.yandex.ru/i/6wPQao6K8mXuog, где сделана запись с экрана во время монтажа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


При выполнении данной работы мы изучили историю развития голографии, принцип работы голографической установки, создали такую установку, нашли видеоматериалы для демонстрации голограммы, сами создали видео.

Наша гипотеза о том, что с помощью ПО можно разложить любое видео на 4 части для создания голограммы, тоже оправдалась.

Тема оказалась очень интересной, и мы хотели бы со временем продолжить над ней работу для создания рекламных роликов и мультфильмов. Ведь парящие в воздухе изображения, слова и двигающиеся предметы привлекают внимание и запоминаются надолго.

Приложения:

  1. Видеозапись с экрана о ходе создания видео https://disk.yandex.ru/i/6wPQao6K8mXuog

  2. Видео для 3Dголограммы, созданное в рамках проекта.https://disk.yandex.ru/i/QQjb0yIcDO0qvA

Список источников

1. Библиографическое описание: Алексеев В. Е., Малгаров И. И. Самодельная голографическая 3D-пирамида // Юный ученый. — 2016. — №4.1. — С. 107-109.

2. http://trendclub.ru/blogs/dreamrobot/6781

3.http://yun.moluch.ru/archive/7/420/

4.http://itzamna.ru/stati/sila-tochnyix-nauk.-princzip-rabotyi-golograficheskoj-piramidyi

5.http://zillion.net/ru/

6.https://yandex.ru/video/

Просмотров работы: 51