Wednesday, February 19, 2020

Mechanical Motion Picture



動畫的原理是快速地把一格格靜態的影像出現在眼前,攝影師 Eadweard Muybridge 在1887年為了研究馬匹走動時是否會全部腳都離地,他拍攝了多套相片,我用了這些影像來示範這個LEGO Technic 件做的動畫機。



Eadweard 用16幅相拍攝了馬匹的一個走動的循環,我就把這16幅影像打印出來貼在一個大Lego Wheel 上。因為要把16幅相平均分佈在360度的圓週上,打印前需要預備幾种略大略小的圖像來試試。



為達至動畫的效果,我們需要一個快門的機構:wheel 停下來,快門打開,看第一幅影像,快門關上,wheel轉動至下一幅影像,停下來,然後快門再打開來看第二幅影像。。。如此類推。




為了使 wheel 能一時走一時停,需要用上 Geneva Mechanism。這機構能產生每轉90度就停一停,趁它停時快門就可打開給看了。我參考了Lego 大師 Philo Hurbain 的 Geneva Mechanism 設計:http://www.brickshelf.com/cgi-bin/gallery.cgi?f=14845



馬達轉一圈 Geneva Mechanism 就轉1/4圈,可是在 wheel 上有 16 幅相,需要用齒輪使馬達轉一圈時 wheel 轉1/16圈。於是加了兩組 12T:24T 的 齒輪,1:2 再 乘1:2, wheel 就可以每1/16圈停一停。

 


至於快門就由同一個馬達用齒輪帶動一個連桿機構。




連桿機構產生 一個垂直運動,向上移動時把快門頂開,向下移動時快門就用自已的重量向下跌,覆蓋著影像。



Lego 齒輪是有虛位的,為了減低虛位引起的鬆動,可加些橡皮筋幫助。



因為齒輪虛位及 Lego 塑膠件不是很高精度及穩定性,所以馬達不能轉太高速,動畫的格數速度大概為2.7fps。





拍攝後才發覺馬匹的走動倒轉了,所以變成 moon walk 動畫!

Hyperbolic Slot




這個名為Hyperbolic Slot 的機構是參考一些其它網上作品建成的。



當一條直線傾斜地圍繞一個中心轉動時它會掃出一個上下兩頭大中間小的体積。



如果在靜態時看著那直線會覺得它穿不過旁邊那弧型空間的。



但其實直線轉動時產生那體積的切面就是一個弧型、因此可通過沒問題。