原创【博客大赛】真三维立体显示器血泪开发史——光的三次方

 2013-10-8 15:57  12253 13 50 分类: 电源/新能源

新建了QQ交流群，方便大家共享模型、文件和心得，以及技术交流

群号：207163085 群名称：立体显示

产品视频请参看以下链接

无声音：http://v.youku.com/v_show/id_XNjExODM 0NzM2.html

大概4年前，楼主还是大二的时候，听了学长的一个想法，将一条线光源旋转起来就可以形成一个平面，是不是就可以以简单线阵达到复杂的面阵效果。听后，楼主非常感兴趣，发现已经有类型的东西（叫POV LED），顺利两周完成了项目的过程中，楼主有了新的想法，为什么不把平面旋转起来实现三维效果呢？

然后，于2009年11月15日，楼主和班里同学提交了学校挑战杯项目申请表，制作光的三次方--真三维显示器。楼主和他的小伙伴们第一次讨论的结果如图所示：

经历更深入的讨论后，经过几周时间，楼主和他的小伙伴们在挑战杯前终于赶制出了一套样机，能够实现三维显示了。那时还是原始社会，硕大一个机器，半米高，电机就有30W，用的是腐蚀板+大号LED8*8阵列模块，还有51单片机，好怀念啊！

终于能够显示图案了，不过由于时间比较赶，在挑战杯上只实现了轴对称图形。不过同时制作了个相同的显示屏+光敏管作为笔，支持触摸绘制图形，然后一帧一帧通过串口上传到显示器中。在楼主和他的小伙伴们的努力下，最后拿了挑战杯二等奖，对楼主和他的小伙伴们来说，是个不错的收获。

挑战杯结束后，借着参加索尼探梦比赛的机会，又将作品完善了不少，无论是从体积上，还是显示效果上。但是震动比较剧烈的特质还是被遗传下来了。2010年11月，凭此获得了比赛第二名，这貌似是大学时代参赛的最好成绩了吧……中间，还有个插曲，就是在比赛前夕，突然查到有类似的专利，并且浙江大学某国家重点实验室也做了一样的工作，顿时感到强烈的郁闷（当时比较单纯，认为想法一样，即使做出来是不是就没有意义了）。所以与他们不同，楼主和他的小伙伴们强调了低成本的实现（这也是学生常用招数，并没有考虑其他东西的成本）。

为了实现上面的效果，楼主和他的小伙伴们轮着焊了几个晚上，才完成4块电路，每个电路有256个0603的LED。楼主记得，当时，拿着老式廉价烙铁在中厅，焊得眼睛有点花，然后就看到日出了。

至此，光的三次方一直被搁置，偶尔有对此感兴趣的同学，楼主就会拿出来给他看看，怀念怀念。

但是，一直总有种什么事情没做完的感觉，于是，借着ST i-Nemo比赛机会，决定再次完善光的三次方，首先是像素提高、硬件加速，然后软件友好，不能像之前那样人工一个角度一个角度一列一列编写显示内容。具体制作交给两个小伙伴负责，使用CPLD+Rhom的16*16点阵，最后却终究没能转起来显示。

感觉大概不是自己，不会有这种感觉吧。楼主决定自己制作了，这次，楼主决定尝试真正的制作，或者说不同于以往的制作。2013年1月14日，楼主虽然身在实验室，心却在点名时间上（国内类似kickstarter的众筹平台），毅然决然地发起了项目，通过众筹来实现遗留的小梦想，将它产品化。然后，在项目筹集的过程中，构思产品化中的各种结构和方法，尽可能简化设计，提高可靠性，降低成本。前期，楼主也想过找人一起来做，但是，在没有做出一个可以预见的效果来之前，很难有人会积极参与，当然，还是要感谢两位小伙伴，帮了很多忙。

在筹资前期，支持的人倒是很多，但由于少量制作，楼主将价格设为200（已是低于成本价了），到达筹资阶段后，支持的人就很少了。所幸，遇到一个前辈，对该项目很是支持，将项目推成功了，并超过目标一倍。然后，在小伙伴的基础上，通宵画完了四层板（虽然说画了无数双层板了，但楼主也是第一次画四层，感觉四层就是比双层简单啊，顺畅）。拿到手后，迫不及待地通宵焊完了1024个LED和其余器件，上电。

然后，通过点名时间上的反应，楼主意识到软件界面的重要性，一个好的产品，是不可能让客户像开发者一样拿着Jlink，开着编译器，调试图形的。很幸运的是，楼主女朋友主动提出要帮助楼主完成，不然楼主又得自己做了，虽然已经找到一些开源的代码，但是还得学习一阵，而且机械部分还没设计。通过和女朋友几个星期的QQ讨论，终于有了一个可以用的切片软件，用于支持三维软件生成的STL文件，可以转成显示设备需要的文件，然后通过SD卡传输并显示出来。