地鐵隧道動畫廣告裝置的製作方法
2023-08-11 10:41:06
專利名稱：地鐵隧道動畫廣告裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種動畫廣告宣傳裝置，該裝置特別適合使在隧道中以較高速度運動的人清晰地看到地鐵隧道壁上呈現出的動畫廣告片效果。
背景技術：
從地鐵誕生以來，人們在地鐵行駛的時候只能看到地鐵的隧道外一片漆黑，很早之前就有人提出利用視覺暫留原理，使人能在高速行駛的地鐵裡看到窗外隧道壁上呈現動畫。這裡說的視覺暫留原理實際上是人的一種視覺生理現象人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經需經過一短暫的時間，光的作用結束時，視覺也不立即消失。人的視覺暫留時間大約為0.1秒。電影和動畫技術就是利用這個原理，把很多幅連續的相似畫面依次呈現於人眼前的同一個地方。隧道動畫技術的基本原理就是取自於電影和動畫技術，然而地鐵隧道動畫的實現與電影和動畫是有很大區別的，在地鐵隧道中人與作為屏幕的隧道壁是做相對運動的，而電影和動畫都是在人和屏幕保持相對靜止的前提下，屏幕上逐幀快速閃過的內容銜接的相似畫面，因為視覺暫留，人並不能感覺到畫面之間有間斷，而是覺得畫面是連續的。
地鐵在高速運動時，相當於地鐵隧道壁相對於人做高速運動，乘客與地鐵隧道壁的距離是基本保持不變的，乘客的運動路線與隧道壁平行。這個特點為地鐵動畫的實現提供了可行性的條件。
發明內容
本實用新型提供一種地鐵隧道動畫廣告裝置，包括有光闌板、壓縮畫面組、光闌板與壓縮畫面組之間的遮光片、光源，其特徵是光闌板是帶有多個平行等間距窄縫光闌的矩形薄板，在光闌板與隧道壁之間設有與每條窄縫光闌相對應的單元壓縮畫面，所有單元壓縮畫面等高、等寬，由3至150個等寬等高畫面內容不同的單元壓縮畫面按一定順序橫向鋪列於一個平面組成一個壓縮畫面組，同一壓縮畫面組內的每兩個相鄰單元壓縮畫面間不設間隔並於相鄰公共邊上立有遮光片，遮光片用於遮擋單元壓縮畫面所發光線，防止光線從不與其對應的窄縫光闌中出射，光源置於光闌板之後壓縮畫面組的上下兩邊外，由此構成一個單幀畫面單元；至少由50個單幀畫面單元逐一等高橫向與地鐵運動方向平行排列與地鐵隧道壁，每兩個相鄰單幀畫面單元之間設有間隔或不設間隔。
所述光闌板高度不小於壓縮畫面組的高度。
所述壓縮畫面組是多幅單元壓縮畫面內容拼接在一起的一張或多張圖片。
所述光闌板置於畫面的正上方，左右是對稱的，其對稱軸在壓縮畫面組平面內上投影與壓縮畫面組中軸線重合。
所述窄縫光闌是一條狹長窄縫，窄縫平行於矩形光闌板與地鐵的運動方向垂直的那組對邊，窄縫光闌的條數與單元壓縮畫面個數相等並一一對應。
所述光闌板上的窄縫光闌寬為0.1～10毫米，長度等於或略大於單元壓縮畫面高度。
所述照明光源也可設置在壓縮畫面組與隧道牆壁之間或光闌板與壓縮畫面組之間，但要防止光源光線直接從窄縫光闌中射出。
所述光闌板和遮光片均為不透明材料製成。
所述遮光片為矩形薄片，長邊與窄縫光闌長度相同，立於兩幅單元壓縮畫面相連接的公共邊，一條長邊與這個公共邊重合，另一條長邊連接於光闌板，連接位置在上述兩幅單元壓縮畫面各自所對應的窄縫光闌之間。
遮光片採用黑色粗糙面材料製成，以此降低遮光片對光線的反射率。
為了增強視覺效果，光闌板朝向觀看者的那個表面也做黑色粗糙處理，降低光闌板對外部幹擾光線的反射；為了增強畫面亮度也可以對光闌板朝向壓縮圖片的表面做高反光處理。
以下結合附圖對本實用新型的地鐵隧道動畫廣告裝置加以說明。
如圖1所示，包括有光闌板 1、壓縮畫面組 3、光闌板與圖片之間的遮光片2以及光源，其中在光闌板後側設置與其平行的壓縮畫面組，在壓縮畫面組與光闌板之間設有遮光片，由此構成一個單幀畫面單元4。至少由50個單幀畫面單元逐一等高橫向排列，每兩個相鄰單幀畫面單元之間設有間隔，也可以不設間隔。
如圖1所示，本裝置中的照明光源可設置在壓縮畫面組的上下兩端，也可將設置在壓縮圖片與隧道牆壁之間或光闌板與壓縮圖片之間，但要防止光源光線直接從窄縫光闌中直接射出。
如圖1所示，本裝置中光闌板為平行於隧道壁平置於原始畫面上方的開有窄縫光闌的平板。光闌板的高度與原始畫面高度相等。光闌板上的窄縫光闌的豎直長度等於畫面高度，寬度為0.1～10mm，且所有窄縫光闌的水平間距c都是相等的。每一條窄縫光闌對應原始畫面的一個單元壓縮畫面，每兩個相鄰單元壓縮畫面之間由遮光片隔開。光闌板與原始畫面的距離為a。
如圖2所示，光闌板的窄縫光闌的水平間距c小於原始畫面的一個單元壓縮畫面的寬度b，置於畫面的正上方，左右是對稱的，這樣遮光片都是向著畫面中心方向傾斜的。
如圖2所示，由於光闌板的窄縫光闌是水平等間距的，且原始畫面分成相隔開的等寬度的單元壓縮畫面，通過幾何計算得出，所有單元壓縮畫面的畫面通過窄縫光闌射出的光線中最左邊的一條光線會交於一點，同樣，最右邊的一條光線也會交於一點，這兩點距離壓縮畫面組等距離(距離為h，h＝a*b/(b-c)，h為最佳觀看距離)，即兩點的連線平行於隧道壁，這兩點間的距離d(d＝b*b/(b-c))就是人在距離壓縮畫面組距離為h的地方垂直於窄縫光闌運動的時候人眼能看到畫面的可視距離。當人在距離壓縮畫面組為h的距離隨列車運動的時候，每個單元壓縮畫面內的畫面都會在d這個範圍內被人眼看到，且人眼看到的將是畫面的原大顯示。人在運動的列車中通過窄縫光闌看遮光片的間的壓縮畫面單元的過程實際上就是每個壓縮畫面單元透過窄縫光闌掃過人眼的過程，每一個瞬間通過窄縫光闌進入人眼的只是畫面的一部分，由於視覺暫留效應，人眼把這個過程中與窄縫光闌成不同視角的時候通過窄縫光闌看到的壓縮畫面上的部分拼接起來。
所述單元壓縮畫面的壓縮處理方法是根據觀看者到畫面的距離`h及實施條件適當選取a、b、c的長度值(h＝a*b/(b-c)可以不等於`h，但要儘量接近`h的值)並確定每個壓縮畫面組由多少個單元壓縮畫面組成，以a/`h為壓縮比將所希望顯示在人眼中的一個單幀畫面(即是上面所述的原始畫面)進行橫向壓縮得到原始壓縮畫面，選取畫面上下兩邊中點的連線；將此原始壓縮畫面放置在壓縮畫面組平面內，並且此連線與光闌板上的一個窄縫光闌在壓縮畫面組平面內的投影重合，在與這個窄縫光闌相對應的單元壓縮畫面範圍內的原始壓縮畫面的圖像部分就是本單元壓縮畫面內應該設置的畫面內容；通過上一方法選取到每個單元壓縮畫面內的畫面內容，當選取到原始壓縮畫面以外的範圍時，原始壓縮畫面以外的內容補以純黑色。
本實用新型的原理是該結構應用窄縫光闌來限制安裝在隧道壁上的經過特殊壓縮處理的圖片在不同觀察角度顯示出畫面的不同部分。當觀看者平行於本裝置移動時，在某一時刻，觀看者可以透過多條窄縫光闌看到一個畫面的部分內容，在一個極短的時間間隔後，這些窄縫光闌相對於人的位置有很小的改變，觀看者透過窄縫光闌看到的內容也相應改變了；如此在某一很短時間內，人在一個單幀畫面單元前高速平行於它橫向運動而過，一幅畫面的所有部分都依次呈現在相應位置上，因為人眼睛的視覺暫留，人會感受到一整幅畫面同時出現在眼前的效果；當觀看者在多個單幀畫面單元前高速通過時，對觀看者來說在相對於他不變的位置上會依次呈現多幅整幅畫面，當呈現每幅畫面之間的時間間隔小於人眼的視覺暫留時間而且畫面連續變化的，就可以得到動畫效果。
本實用新型可以採用簡單的工藝及較低的費用實現理想的動畫效果。本結構適合在地鐵隧道這種特殊環境中安裝，具有安全可靠，故障率低，使用壽命長，維護與更換方便等特點。
圖1為本實用新型的單幀畫面單元結構俯視圖；圖2為本實用新型的單幀畫面單元結構及光路俯視圖；圖3為本實用新型的單幀畫面單元結構正視圖，實線所示為窄縫光闌、虛線所示為壓縮畫面組中各單元壓縮畫面間的交界線也是各遮光片與壓縮畫面組的相交線；圖4為一幅原始畫面例圖；圖5為圖4畫面經過壓縮處理後得到的壓縮畫面組；圖6圖7為動畫過程實例說明示意圖。
圖注圖中「1」為光闌板、「2」為遮光片、「3」為壓縮畫面組、「4」為窄縫光闌、「5」為一個單元壓縮畫面、「6」為地鐵隧道壁、「7」為單幀畫面單元；圖中a為光闌板到壓縮畫面組的距離、b為單元壓縮畫面的寬度、c為相鄰窄縫光闌間的距離、h為觀看者到壓縮畫面組的距離、d為單幀畫面單元在距離為h處的可視範圍。
具體實施方式
以下結合實例說明動畫過程當人面朝一個單幀畫面單元並平行於它直線運動時，壓縮畫面組的寬度為95釐米，高度為61.8釐米，分成19個單元壓縮畫面，則每個單元壓縮畫面的寬度b為5釐米。如圖4所示，為一幅未作處理的原始畫面，也是動畫過程中要顯示的一幀；圖5為經過壓縮處理後得到的壓縮畫面組；光闌板的窄縫光闌的水平間距c為4.6釐米，光闌板與原始畫面的距離a為15釐米，根據公式h＝a*b/(b-c)和d＝b*b/(b-c)可以算出，人在距離壓縮畫面組距離h為187.5釐米的地方掃過畫面的時候人眼能看到畫面的單幀畫面單元可視範圍d＝53釐米。在此距離h上人乘車相對於畫面做平行運動，並且對於每一個單幀畫面單元人只能在正對該單幀畫面中央，d＝53釐米的寬度範圍內看到畫面發出的光線。當人乘坐地鐵經過圖2中所示從I點到III點之間的各個位置時透過窄縫光闌所看到的壓縮畫面組上的瞬間圖案都是由一個個等間距窄條圖案構成的，窄條圖案正是原始畫面上的相應位置的圖案。而且，隨著人的移動，窄條圖案的內容也相應變化，人完成從I點到III點的移動的這個過程中，相對於人眼前固定位置上原始畫面範圍大小的一個區域內，都出現過窄條圖案，而且窄條圖案出現的位置和其內容恰好和原始畫面的相應位置上的圖案相吻合。當人乘坐的地鐵速度為72公裡/小時時，這個過程在約0.025秒內完成，由於人眼的視覺暫留效應，在所有位置上人眼看到的畫面部分就會在人的眼中拼接為整體的原始畫面圖案。
如圖6、圖7所示，當人在多個在地鐵隧道壁6上排列好的單幀畫面單元前隨地鐵高速運動的時候，上述過程不斷重複，每幅畫面都完整的在人眼中依次出現，當每個單幀畫面單元間隔為5釐米時，對72公裡/小時的地鐵上的人來說相鄰畫面呈現的時間間隔為0.05秒，由於視覺暫留效應，人就會感受到眼前同一位置始終都有畫面，從而可以實現動畫的效果。
權利要求1.本實用新型提供一種地鐵隧道動畫廣告裝置，包括有光闌板、壓縮畫面組、光闌板與壓縮畫面組之間的遮光片以及光源，其特徵是光闌板是帶有多個平行等間距窄縫光闌的矩形薄板，在光闌板與隧道壁之間設有與每條窄縫光闌相對應的單元壓縮畫面，由3至150個等寬等高畫面內容不同的單元壓縮畫面按一定順序橫向鋪列於一個平面內組成一個壓縮畫面組，每兩個相鄰單元壓縮畫面間均立有遮光片，由光闌板、壓縮畫面組、遮光片以及光源等構成一個單幀畫面單元；至少由50個單幀畫面單元逐一等高橫向排列，每兩個相鄰單幀畫面單元之間設有間隔或不設間隔。
2.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述窄縫光闌是一條狹長窄縫，窄縫平行於矩形光闌板一組對邊並與觀看者的運動方向垂直。
3.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述光闌板上的窄縫光闌的寬度為0.1毫米到10毫米，長度等於或略大於單元壓縮畫面高度。
4.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述遮光片立於兩幅相鄰單元壓縮畫面的公共邊。
5.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述單元壓縮畫面的寬度大於等於1倍窄縫光闌間距。
6.根據權利要求1、2所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述單元壓縮畫面並排鋪列於光闌板與隧道壁之間，並與隧道壁平行。
7.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述單元壓縮畫面為原始畫面橫向壓縮畫面。
8.根據權利要求1所述的地鐵隧道動畫廣告裝置，其特徵是所述壓縮畫面組是多幅單元壓縮畫面內容拼接在一起的一張或多張圖片。
專利摘要本實用新型提供一種地鐵隧道動畫廣告裝置，包括有光闌板、壓縮畫面組、光闌板與壓縮畫面組之間的遮光片以及光源。每一個壓縮畫面組由遮光片分割成3～150個等寬的單元壓縮畫面，每個單元壓縮畫面分別壓縮進整幅畫面的一部分，光闌板固定於壓縮圖片前方與壓縮圖片平行，由此構成一個單幀畫面單元；至少由50個單幀畫面單元逐一等高橫向排列於地鐵隧道壁。本實用新型的效果是利用人眼的視覺暫留原理，並通過對畫面的壓縮處理和光闌板上的窄縫對畫面可視範圍的限制和累加，使得可以採用簡單的工藝及較低的費用實現理想的動畫效果。本結構適合在地鐵隧道這種特殊環境中安裝，具有安全可靠，故障率低，使用壽命長，維護與更換方便等特點。
文檔編號G09F19/12GK2706821SQ200420028658
公開日2005年6月29日 申請日期2004年4月1日 優先權日2004年4月1日
發明者張敏, 李強, 張澤林, 王大偉 申請人:天津中盛博創科技有限公司