一种摩尔纹视错觉的循环动画效果景观装置

摘要

本发明公开了一种摩尔纹视错觉的循环动画效果景观装置，属于智能制造领域，由结构构件和双层金属穿孔板组成。通过人与墙平行行走时双层穿孔板之间产生的视觉错位，产生摩尔纹循环动画效果。其制作和安装包括如下步骤：根据设计需要，确定景观墙尺度，人的观赏距离以及所需呈现的图案效果；根据景观墙的尺度与人的观赏距离，确定结构件尺寸与面板孔洞尺寸；数控加工完成结构构件；数控加工完成穿孔面板；在金属面板内侧喷涂摩尔纹动态图案；将面板及结构构件在现场快速拼装成摩尔纹景观墙；本发明将程序方法应用于建筑景观设计领域，程序算法联动数控加工，提供了一种形式新颖、快速加工、成本低廉的循环动画效果景观装置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩尔纹视错觉的循环动画效果景观装置,属于智能制造技术领域。

背景技术

目前的景观领域，城市景观装置多采用相对固定的景观雕塑，一方面靠模具浇筑或手工制作，加工时间长且工序复杂，且长时间会让人产生审美疲劳，创新性不足。而如果想营造更炫酷的城市景观环境，展现循环动画效果，则多采用多媒体屏幕、水幕或灯光秀等方式，需要较复杂的电子设备，成本较高。

摩尔纹效应是物理中的一种现象，当感光元件像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近时，可能产生一种新的波浪形的干扰图案，即所谓的摩尔纹。在此之前，摩尔纹效应尚无应用于建筑设计或者景观装置的实例。传统的多媒体屏幕、水幕或灯光秀等方式与人员互动性差，没有参与感，不容易吸引流动人员的注意力，且无法做的双面显示的效果。现提出一种通过改变视觉角度来呈现动画效果的景观装置，无需复杂的多媒体设备，借助人在行走过程中的视线角度变化产生图案的动画效果。动画效果可任意定制，例如赛马飞驰、海鸥飞翔、耕牛劳作、水车旋转等生活场景乃至特定的动画人物活动均可呈现。游客可于景观装置前来回走动来发现图案多样的变化，通过互动参与来使观看人员印象深刻。

发明内容

技术问题：为增强景观装置的艺术效果，本发明提出一种展示动画效果的景观装置。该景观装置为一种双面景观墙，由墙体结构与双层的穿孔面板组成，穿孔面板内侧喷涂多帧摩尔纹图案。核心创新点为面板内侧喷涂的图案为一组帧序列图案以条纹形式逐次拼合而成，面板的镂空图案则起到格栅的作用。人根据视觉位置的不同，透过面板上的镂空格栅会在某一时刻只能看到内侧多帧图案的其中一帧，其余几帧则被格栅所遮挡。随着人沿着景观装置行走，会依次显示逐帧内容，进而基于人眼“视觉残留”的原理，使人产生动画的错觉。循环动画效果完全利用视错觉的效应来实现，无需借助其他电子设备。

技术方案：为完成这一循环动画效果景观装置，制作与安装步骤如下：

(1)摩尔纹景观装置为结构和双层面板组成的景观墙。根据现场需要的景观构筑物尺度与人的观赏距离，计算确定摩尔纹景观墙合适的结构尺寸。摩尔纹景观墙的结构由H型钢立柱与H型钢梁组成。H型钢立柱用于支撑面板与整体结构，其翼板朝向墙体正反两面，用于固定面板。H型钢梁则用于将整体结构连为一体，可增强结构稳定性。其放置方向为腹板朝上，翼板同样朝向墙体的正反两面，因为墙体建成后主要受到的外力为侧向的风力和可能的人为推力，横梁的这种放置方向有利于抵抗侧向的外力。

由于H型钢立柱与横梁的横截面尺寸决定了双层面板之间的距离，而这一距离与产生最佳视错觉效果的人眼观赏距离相关，因此选定作为结构的H型钢尺寸时，在满足结构稳定性要求的同时，亦需要根据现场的最佳观赏距离，以达到最佳视觉效果。

(2)对于步骤(1)中所述的双层面板，双层面板是产生摩尔纹效果的构件，在每两根结构柱之间安装特定的正反两块穿孔板。穿孔板的镂空图案起到格栅的作用，人在行走的过程中，透过与人在同一侧的面板上的格栅孔洞观察另一侧面板内面上喷涂的图案，因为行走的过程中人位置的变化造成视觉角度的变化，从而使格栅空洞对于另一侧面板内面上喷涂的图案产生不断变化的视觉遮挡，进而产生摩尔纹效果。所述面板的镂空图案、面板内侧喷涂的叠加图案与观察视角的关系如下：

设多帧图案共有X帧，将多帧图案的每一帧切分成条纹状，其单帧图案的每个条纹宽度可表示为w

(3)对于步骤(2)中所述的面板镂空图案，面板的镂空以平直条纹状格栅为基础，同时进一步利用图像干扰技术，可在平直条纹状格栅中融入多种艺术图案，依据设计需求使面板的镂空孔洞组成多样的艺术图案，增加艺术性和象征性。因此根据设计需求的图案和空洞尺寸由计算机程序计算完成切割图案，操作激光切割机对金属面板进行切割，完成穿孔金属面板的制作。

(4)对于步骤(2)中所述的面板内侧喷涂的叠加图案，多帧叠加图案由程序生成，生成图案时程序一方面会根据人眼的视觉距离与图案的运动方式将图案的多帧状态叠加在一起，另一方面会与面板本身的镂空孔位进行对照，使喷涂的叠加图案与镂空处合理避开。喷涂图案由程序生成后，采用数控加工方式制成图案模板，将各图案模板覆盖在金属穿孔面板指定位置后喷涂涂料，从而完成内侧喷涂有叠加图案的金属穿孔面板的制作。

(5)对于步骤(1)中所述的结构立柱与横梁，还需要焊接立柱与地基连接的地板以及立柱与横梁连接的顶板等连接件。在工厂中通过激光切割对连接件进行加工，并与H型钢立柱与H型钢横梁焊接成标准结构件。运抵现场后，在施工现场通过螺栓连接完成结构的拼装。

(6)对于步骤(1)中所述的摩尔纹景观装置，为保证摩尔纹景观墙的夜间效果，在每两根结构柱之间即每组双层面板之间安装上下两根洗墙灯。为防止洗墙灯造成眩光，在洗墙灯两侧加装遮光板。洗墙灯可采用颜色可调的灯具或者具有投影效果的灯具，与之相配合的动态喷涂图案亦可采用相应变色涂料，可使墙体内部的灯光效果更丰富，配合喷涂的动画图案，产生多样的视觉效果。

(7)对于步骤(4)中所述的喷涂完内侧图案之后的穿孔金属面板，运抵现场后与立柱连接在一起。由于要安装双层面板，单侧面板安装完成后会造成另一侧面板没有安装面，因此本发明提供如下两种方法：

第一种，通过贯穿螺杆穿过两侧面板与H型钢立柱的两块翼板上预留的螺栓孔，贯穿螺杆两端均在面板之外，通过螺帽锁死即可。

第二种，在H型钢立柱的翼板上预留挂钩口，面板背后的特定位置焊接金属挂钩，直接将面板挂在结构上。此种方式的优势在于完成后的摩尔纹景观墙表面没有螺帽，较为光滑。但加工流程较为复杂，成本较高。

通过以上方式将面板按照顺序与结构连接后，即完成了人在行走的观赏过程中可产生摩尔纹视觉循环动画效果的摩尔纹景观墙。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：本次发明的摩尔纹景观墙利用了摩尔纹视觉原理，通过人在行走过程中所产生的摩尔纹视觉效应来产生图案的循环动画效果，具有创新性；摩尔纹景观墙结构构造简单，仅通过结构柱与金属面板拼装完成，可通过数控设备进行快速加工，同时在工厂完成构件的预制工作后，现场施工方便快捷；与其他具有循环动画效果的建筑尺度的景观装置相比，摩尔纹景观墙不需要借助多媒体屏幕、水幕等复杂的数字设备即可实现图案的循环动画效果，在实现较好效果的同时成本较低。

附图说明

图1是摩尔纹景观装置设计与加工的流程图；

图2摩尔纹景观墙结构框架示意图；

图3穿孔面板示意图；

图4面板内侧喷涂图案示意图；

图5摩尔纹景观墙整体安装效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，一种展示动画效果的景观装置，其制作与安装包括如下步骤：

(1)摩尔纹景观装置为结构和双层面板组成的景观墙。根据现场需要的景观构筑物尺度与人的观赏距离，计算确定摩尔纹景观墙合适的结构尺寸。摩尔纹景观墙的结构由H型钢立柱与H型钢梁组成。H型钢立柱用于支撑面板与整体结构，其翼板朝向墙体正反两面，用于固定面板。H型钢梁则用于将整体结构连为一体，可增强结构稳定性。其放置方向为腹板朝上，翼板同样朝向墙体的正反两面，因为墙体建成后主要受到的外力为侧向的风力和可能的人为推力，横梁的这种放置方向有利于抵抗侧向的外力。

由于H型钢立柱与横梁的横截面尺寸决定了双层面板之间的距离，而这一距离与产生最佳视错觉效果的人眼观赏距离相关，因此选定作为结构的H型钢尺寸时，在满足结构稳定性要求的同时，亦需要根据现场的最佳观赏距离，以达到最佳视觉效果。

(2)对于步骤(1)中所述的双层面板，双层面板是产生摩尔纹效果的构件，在每两根结构柱之间安装特定的正反两块穿孔板。穿孔板的镂空图案起到格栅的作用，人在行走的过程中，透过与人在同一侧的面板上的格栅孔洞观察另一侧面板内面上喷涂的图案，因为行走的过程中人位置的变化造成视觉角度的变化，从而使格栅空洞对于另一侧面板内面上喷涂的图案产生不断变化的视觉遮挡，进而产生摩尔纹效果。所述面板的镂空图案、面板内侧喷涂的叠加图案与观察视角的关系如下：

设多帧图案共有X帧，将多帧图案的每一帧切分成条纹状，其单帧图案的每个条纹宽度可表示为w

(3)对于步骤(2)中所述的面板镂空图案，面板的镂空以平直条纹状格栅为基础，同时进一步利用图像干扰技术，可在平直条纹状格栅中融入多种艺术图案，依据设计需求使面板的镂空孔洞组成多样的艺术图案，增加艺术性和象征性。因此根据设计需求的图案和空洞尺寸由计算机程序计算完成切割图案，操作激光切割机对金属面板进行切割，完成穿孔金属面板的制作。

(4)对于步骤(2)中所述的面板内侧喷涂的叠加图案，多帧叠加图案由程序生成，生成图案时程序一方面会根据人眼的视觉距离与图案的运动方式将图案的多帧状态叠加在一起，另一方面会与面板本身的镂空孔位进行对照，使喷涂的叠加图案与镂空处合理避开。喷涂图案由程序生成后，采用数控加工方式制成图案模板，将各图案模板覆盖在金属穿孔面板指定位置后喷涂涂料，从而完成内侧喷涂有叠加图案的金属穿孔面板的制作。

(5)对于步骤(1)中所述的结构立柱与横梁，还需要焊接立柱与地基连接的地板以及立柱与横梁连接的顶板等连接件。在工厂中通过激光切割对连接件进行加工，并与H型钢立柱与H型钢横梁焊接成标准结构件。运抵现场后，在施工现场通过螺栓连接完成结构的拼装。

(6)对于步骤(1)中所述的摩尔纹景观装置，为保证摩尔纹景观墙的夜间效果，在每两根结构柱之间即每组双层面板之间安装上下两根洗墙灯。为防止洗墙灯造成眩光，在洗墙灯两侧加装遮光板。洗墙灯可采用颜色可调的灯具或者具有投影效果的灯具，与之相配合的动态喷涂图案亦可采用相应变色涂料，可使墙体内部的灯光效果更丰富，配合喷涂的动画图案，产生多样的视觉效果。

(7)对于步骤(4)中所述的喷涂完内侧图案之后的穿孔金属面板，运抵现场后与立柱连接在一起。由于要安装双层面板，单侧面板安装完成后会造成另一侧面板没有安装面，因此本发明提供如下两种方法：

第一种，通过贯穿螺杆穿过两侧面板与H型钢立柱的两块翼板上预留的螺栓孔，贯穿螺杆两端均在面板之外，通过螺帽锁死即可。

第二种，在H型钢立柱的翼板上预留挂钩口，面板背后的特定位置焊接金属挂钩，直接将面板挂在结构上。此种方式的优势在于完成后的摩尔纹景观墙表面没有螺帽，较为光滑。但加工流程较为复杂，成本较高。

通过以上方式将面板按照顺序与结构连接后，即完成了人在行走的观赏过程中可产生摩尔纹视觉循环动画效果的摩尔纹景观墙。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。