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五彩晶圆(初级)

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目(24)--无限LED镜子灯 [复制链接]

 

偶然心血来潮,想要做一个音乐可视化的系列专题。这个专题的难度有点高,涉及面也比较广泛,相关的FFT和FHT等算法也相当复杂,不过还是打算从最简单的开始,实际动手做做试验,耐心尝试一下各种方案,逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料,也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。

 

找到一只标准规格的吊顶平板灯,还有一个黑色铝材相框,准备制作二种稍大尺寸的无限镜子灯(也叫时光隧道灯,无限镜面延伸镜子深渊灯)。
 

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在音乐可视化系列之中,项目20(见前序列)曾将一个十公分大小的首饰盒,制作为迷你的镜子灯,其反射的效果一般,是个初步的尝试。

 

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又双叒叕出新项目了呀,恭喜恭喜,希望9月继续拿大奖!

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谢谢老师的鼓励  详情 回复 发表于 2022-9-19 07:01

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本帖最后由 eagler8 于 2022-9-19 07:08 编辑

维基百科上是这样定义的,无限反射镜是一种有两面或多面镜子组成的复合结构,这些镜子通常互相平行或接近平行。这种结构可以在镜子中产生无限多的虚像,以越来越小的姿态延伸至无限“远”。这种结构经常用单向玻璃做前面的镜子,但不用单向玻璃也可以达成效果。在艺术作品中,画面本身出现在画面中,再出现在画面中的画面中,称作德罗斯特效应。无限反射镜有时会用于室内装潢或艺术创作。(见https://zh.m.wikipedia.org/zh-hans/无限反射镜)

 

草间弥生(YayoiKusama)是世界上最有影响力的当代艺术家之一,于1929年出生于日本松本。 这位90岁的艺术家以其雕塑和装置而闻名,最著名的是她的《无限镜室》。30年后,草间弥生的无限镜作品终于火了,她于1965年创作了第一个无限镜作品: Phalli's Field。

 

草间弥生在大约25平方米充满镜子的房间中布置了数百种柔软的形式,作者兼策展人凯瑟琳·塔夫脱(Catherine Taft)在新近出版的草间弥生传中写道。“要与这些毛绒的凸起物产生互动,而这些通过无限反射数量倍增,这一切包围了观察者,创造了一种 与自己的身体和想象在心理上的相遇 。”

 

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lugl4313820 发表于 2022-9-19 06:53 又双叒叕出新项目了呀,恭喜恭喜,希望9月继续拿大奖!

谢谢老师的鼓励


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一套经典而完整的无限反射镜,一般都含有一组灯泡、LED灯或其他点光源,镶嵌在反射镜的整个边缘,同时一面部分反射的单向玻璃会以极近的距离被固定在反射镜前,彼此以互相平行的姿态对齐。当外部的观察者看向单向玻璃面时,光会在镜中延伸至无限,使镜看起来像是一条极深邃的隧道。如果两面镜子没有精确平行,而是存在微小的夹角,那么这条虚拟的隧道就会向镜的某一边弯曲并无限延伸。

 

无限反射镜的效果,也可以采取别的结构实现。观察者站在两面互相平行的全反射镜面中间时亦可以观察到此现象,某些试衣间、电梯和镜子迷宫会采取这种装潢。除了经过精心设计的装潢外,在站在两个互相平行且均带有反射效果的平面间时,也能看到弱化版的无限反射,比如饰有玻璃墙的走廊或小厅。部分反射的玻璃可以产生这种现象,而在通过玻璃渗入环境的视觉噪点作用下逐渐削弱。当站在两面镜子中间,场景见下图。

 

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原理:当两面可以将光线反射若干次——理论上是无限次——的镜面互相平行放置时,镜面立体错觉便会出现。反射光在镜中看起来正向远处射去,因为在两个平面间光线真的走了它看起来在镜面中走的那么远。

 

举例来说,在一组间距两厘米的无限反射镜的正中间——也就是距两面镜的距离都是一厘米——有一个光线冲向且垂直于里侧镜面的光源。光线从光源射出,最初走过一厘米,抵达里侧镜面。随后第一次反射,光线经过两厘米从里侧镜面抵达外侧镜面,此时光线走过的总路程为三厘米,而它在镜子里成的像看起来也走了三厘米。第二次反射光线抵达里侧镜面时,光线又走过两厘米,总路程为五厘米,所以在镜中看起来光线也走了五厘米。以此类推。每次成功的反射都会增加光线走过的总路程,而两镜间的位置变化一直在两厘米间变换,但在镜像中却看起来越来越远。下图为计算机模拟的无限镜效果。

 

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视觉艺术家,尤其是当代艺术家雕刻家 ,已使用无穷大反射镜。 草间弥生, 乔西亚·麦克埃里尼(Josiah McElheny), 伊万·纳瓦罗(Ivan Navarro), 泰勒·戴维斯(Taylor Davis) , 和 安东尼·詹姆斯所有作品都使用无限反射镜扩大了作品中无限空间的感觉。

一些游乐园黑暗的游乐设施 ,例如迪士尼的“太空山 云霄飞车,使用无限反射镜营造出在太空中飞行的印象。

当代古典作曲家 阿尔沃·派特(ArvoPärt) 写了他1978年的作品 Spiegel im Spiegel (“镜子中的镜子”)作为对无限镜子效果的音乐反射。

星球大战:最后的绝地武士 包括一个具有无限镜面效果的短洞穴场景片段。

 

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又找到一种规格小些的相框

 

 

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声音模块,使用性价比更高的MAX4466声音传感器。

MAX4466模块特点
电源电压:+2.4V至+5.5V(可直接接STM/ARDUNIO/树莓派等开发板)
电源抑制比:112dB
共模抑制比:126dB
AVOL:125dB(RL = 100kΩ) 轨到轨输出
静态电源电流:24μA
增益带宽:600kHz
尺寸:20.8mm x 13.8mm x 7.5mm/0.8 x 0.5 x 0.3inch

 

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MAX4466
是微功率运算放大器,经过优化,可用作麦克风前置放大器。它们提供了优化的增益带宽产品与电源电流的理想组合,以及超小型封装中实现低电压工件环境。 MAX4466具有增益稳定特性,仅需24μA的电源电流即可提供200kHz的增益带宽。经过解压缩,可实现+5V/V的最小稳定增益,并提供600KHZ增益带宽。此外这些放大器具有轨到轨输出,高 AVOL ,以及出色的电源抑制和共模抑制比,适合在嘈杂环境中工作。广泛应用于蜂窝电话、数字复读装置、耳机、助听器、麦克风前置放大器、便携计算机和语音识别系统中。

 

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该模块在 Vcc 和接地引线上都包含铁氧体,以最大限度地减少电源噪声。如果与 MCU 一起使用,最好使用 2.4V – 5.5V 范围内可用的最安静的电源。在 Arduino 上,这通常是 3.3V 电源。

输出是直流耦合的。当输出信号处于静止状态时,它将位于 Vcc/2。如果 Vcc 为 5V,则输出将为 2.5V。如果输出需要交流耦合,可以在输出引脚和它驱动的电路的输入之间增加一个100uF的电容。

背面的小型单圈电位器可让您将增益从 25x 调整到 125x。逆时针旋转电位器会增加增益,而逆时针旋转会降低增益。

 

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采用每米60灯黑底裸板

 

 

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WS2812B

是一个集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源。其外型与一个5050LED灯珠相同,每个元件即为一个像素点。像素点内部包含了智能数字接口数据锁存信号整形放大驱动电路,还包含有高精度的内部振荡器和12V高压可编程定电流控制部分,有效保证了像素点光的颜色高度一致。数据协议采用单线归零码的通讯方式,像素点在上电复位以后,DIN端接受从控制器传输过来的数据,首先送过来的24bit数据被第一个像素点提取后,送到像素点内部的数据锁存器,剩余的数据经过内部整形处理电路整形放大后通过DO端口开始转发输出给下一个级联的像素点,每经过一个像素点的传输,信号减少24bit。像素点采用自动整形转发技术,使得该像素点的级联个数不受信号传送的限制,仅仅受限信号传输速度要求。

 

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主要特点
1、智能反接保护,电源反接不会损坏IC。
2、IC控制电路与LED点光源公用一个电源。
3、控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中,构成一个完整的外控像素点。
4、内置信号整形电路,任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出,保证线路波形畸变不会累加。
5、内置上电复位和掉电复位电路。
6、每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示,完成16777216种颜色的全真色彩显示,扫描频率不低于400Hz/s。
7、串行级联接口,能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
8、任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
9、当刷新速率30帧/秒时,级联数不小于1024点。
10、数据发送速度可达800Kbps。
11、光的颜色高度一致,性价比高。

应用领域
具有低电压驱动,环保节能,亮度高,散射角度大,一致性好,超低功率,超长寿命等优点。将控制电路集成于LED上面,电路变得更加简单,体积小,安装更加简便。主要应用领域,LED全彩发光字灯串,LED全彩模组, LED全彩软灯条硬灯条,LED护栏管。LED点光源,LED像素屏,LED异形屏,各种电子产品,电器设备跑马灯等。

 

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WS2812B灯带电原理图

 

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WS2812B是集控制电路和发光电路于一体的LED光源元件,其控制IC为WS2812B,发光元件是5050RGBLED,电压为5V,每个单位的峰值电流为60ma,灯带为三线制,VCC GND DIN分别为电源+、电源-、信号,当使用外部电源时,外部电源-需要与单片机的GND相连。

 

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铝材相框

 

 

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