[发明专利]一种展示视觉暂留现象的空间网格结构演示装置

说明书

本发明涉及一种展示视觉暂留现象的空间网格结构演示装置。本发明包括机架以及托盘转动轴系，托盘转动轴系包括第一转轴以及固定在第一转轴上的托盘，第一转轴通过第一轴承座安装在机架上，托盘上安装有空间网格结构，空间网格结构、托盘随所述第一转轴同轴转动，空间网格结构包括一组平面的且形成连续动作的姿态轮廓模型单元，姿态轮廓模型单元沿着空间网格结构的转动周向均匀间隔布置，姿态轮廓模型单元的面与托盘的径向平行，相邻姿态轮廓模型单元之间对应位置通过光滑连线连接并构成一体结构的空间网格结构。该演示装置能让参观者或学习者更加直观生动地认识视觉暂留现象和动画与电影的原理，并且适合长期教学使用。

技术领域

本发明涉及一种展示视觉暂留现象的空间网格结构演示装置，主要用于科普教育和教学实践活动。

背景技术

人的视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。整个过程大概需要0.1～0.4秒的时间，当眼前的物体突然消失，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1～0.4秒的时间，人眼的这种现象是视觉暂留现象，又被称为“余晖效应”。视觉暂留现象是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。电影的胶片实际上就是一条塑料胶片上印着连续的画面，每一个画面称为一帧，代表电影中的一个时间片段。这些帧的内容总比前一帧有稍微的变化，当电影胶片在投影机上放映时就产生了运动的错觉：每一帧都很短并且很快被另一帧所代替，这样就产生了运动。

在教学过程中，通常教师会用到一种简易的道具来展示视觉暂留现象，这种道具被称为“笼中鸟”，主要是一个硬纸板正面画上鸟笼，背面画上鸟，用一个直杆沿着“鸟笼”的中心穿过硬纸板，当这个硬纸板围绕直杆快速翻转时，可以观察到“鸟”出现在“鸟笼”中的视觉现象。其实就是硬纸板翻转过程中正面的“鸟笼”与背面的“鸟”的影像在我们的视觉中重合了。更进一步的，在讲解电影或者动画原理的时候，就需要用到一种相对专业的装置了，这种装置被称为“奔腾的画中马”，一个水桶状的圆桶，底面中心安装有垂直于底面向外的第一转轴，经第一轴承座等固定在基座上，圆桶侧壁不透光，沿着轴线方向均布很多通透的狭缝，圆桶内壁在狭缝之间粘贴者一系列马在奔跑中的图画，一圈下来正好是一个完整的奔跑动作。快速转动圆桶，并通过狭缝从圆桶外向圆桶内看，能看到马在原地奔腾的动态影像。这两种道具和装置，前者能展示视觉暂留原理但不能展示电影的原理，后者能展示电影原理但由于图画之间的差异较大使得影像不够连贯。综上所述，目前的教具难以吸引观众的注意，难以激发观众探究的意愿，教学效果不佳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种展示视觉暂留现象的空间网格结构演示装置。该演示装置能让参观者或学习者更加直观的认识视觉暂留现象和动画与电影的原理，并且适合长期教学使用。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种展示视觉暂留现象的空间网格结构演示装置，包括机架以及托盘转动轴系，所述托盘转动轴系包括第一转轴以及固定在第一转轴上的托盘，所述第一转轴通过第一轴承座安装在所述机架上，所述托盘上安装有空间网格结构，所述空间网格结构、托盘随所述第一转轴同轴转动，所述空间网格结构包括一组平面的且形成连续动作的姿态轮廓模型单元，所述姿态轮廓模型单元沿着空间网格结构的转动周向均匀间隔布置，所述姿态轮廓模型单元的面与所述托盘的径向平行，相邻所述姿态轮廓模型单元之间对应位置通过光滑连线连接并构成一体结构的所述空间网格结构。

进一步，所述机架上设有罩在所述托盘转动轴系上的保护罩，所述保护罩正面贴有半反半透明膜，所述保护罩其他面为非透光面，所述第一转轴与所述保护罩正面平行。

进一步，所述第一转轴通过联轴器与第一电机相连，所述机架上设有用于安装所述第一电机的电机安装座。

进一步，所述连续动作的开始动作姿态与结束动作姿态相同；所述空间网格结构采用半透明的光敏树脂3D打印获得。

进一步，所述保护罩内侧安装有灯光系统，所述灯光系统位于所述托盘转动轴系的正上方。