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万花筒

(一种光学玩具)

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万花筒(Kaleidoscope),一种光学玩具,将有鲜艳颜色的实物放于圆筒的一端,圆筒中间放置三棱镜,另一端用开孔的玻璃密封,由孔中看去即可观测到对称的美丽图像。万花筒的原理在于光的反射,利用镜把光反射来形成图像。近似万花筒的成像原理,中国远古时代的古人经已掌握。
中文名
万花筒
外文名
Kaleidoscope
发明时间
 1816年[1]
发明者
大卫·布鲁斯特[1]

玩具简介 编辑

万花筒是一种光学玩具,只要往筒眼里一看,就会出现一朵美丽的“花”样。将它稍微转一下,又会出现另一种花的图案。不断地转,图案也在不断变化,所以叫“万花筒”。
万花筒的图案是如何来的呢?原来是靠玻璃镜子反射而成的。它是由三面玻璃镜子组成一个三棱镜,再在一头放上一些各色玻璃碎片,这些碎片经过三面玻璃镜子的反射,就会出现对称的图案,看上去就像一朵朵盛开的花。
万花筒的原理在于光的反射,而镜子就是利用光的反射来成像的,这种成像原理我国远古时代的古人就已掌握。古书《庄子》里就有“鉴止于水”的说法,即用静止的水当镜子。据说青青草论坛真正的万花筒玩具是英国物理学家大卫·布尔斯答于1816年发明的,而我国民间也很早就有了这种玩具,而且有创新,生产出了许多新型的万花筒。

发明原理 编辑

万花筒利用平面镜的成像原理制作,通过光的反射而产生影像。
万花筒原理图青青草论坛 万花筒原理图
1816年,苏格兰物理学家大卫·布鲁斯特爵士发明了万花筒。布鲁斯特主要从事光学和光谱研究,他在童年时代就十分喜欢光学实验,一生中的大部分时间都用在了他所喜爱的光学上。一次,他在用多面镜子研究光的性质时,看到了几面相对放置的镜子里经过多次反射呈现出来的景象,便放了一些花纸在镜子组成的空腔里,结果,他看到了一些对称的图案,而且每变动一下花纸的位置,图案就会变换一次。[1]
为了能使图案不断地变换,他将三面成角度的镜子放在一个圆筒里,再将花纸放在筒端的两层玻璃间。随着三角镜中镜子的角度变化,影像的数目也随之变化;影像重叠后形成各种图案,不停地转动万花筒就可以看到不断变换的图案。就这样他制作出了只要轻轻转动就能看到不同图案的万花筒。万花筒在一夜之间便获得了意外的成功。这个一动就能产生美妙图案的小东西,算得上是当时的“电视机”了。更有意思的是,一旦某个图案消失了,要转动几个世纪才能出现同样的组合,因此每一瞬都值得欣赏,每一秒都值得珍惜!
万花筒的发明被列入科学重大发明而载入史册,博物馆里也收藏有一些制作精美的万花筒。由于万花筒既是美轮美奂的艺术作品,又是能培养思维和观察能力的益智玩具,所以深受小孩子和成年人的喜爱,并在人们的手中不断地翻新花样。例如,有人在万花筒里放上30—40个像教堂塔尖一样的玻璃小瓶,里面装上油,在油里浸着玻璃粒、细珊瑚片、贝壳和沙粒。这些密封的小玻璃瓶一动,瓶里那些闪闪发光的微粒就会升降。
除了这些东西以外,还放入扎紧的细丝线、马鬃以及各种螺旋形的、弯曲的小东西。这样,使万花筒转动起来,就好像在欣赏一场精彩的芭蕾舞表演。[1]

历史发展 编辑

万花筒诞生于19世纪的苏格兰,由一名研究光学的物理学家发明。2~3年后,几乎同一时期传到了中国和日本。19世纪初叶,中国的很多玩具进入日本时、其中也包括了万花筒。当时,作为利用光学的游戏,新鲜而有趣,万花筒成为糖果店吸引孩子的招牌玩具。同时,由于万花筒典型的体现了镜子的反射,而被学校引用为教材,得到更广泛的流传。至此,可以说中国和日本都经历了同样的历史过程。直到20世纪80年代,万花筒在美国从玩具而升华为艺术品。在日本,作为艺术品的万花筒制作也从90年代开始尝试,到现在,万花筒艺术家们手工制作了很多精美生动的万花筒。在这样的社会背景下,由万花筒收藏家、万花筒制作艺术家和专销万花筒商店的店主集合起来,于1996年成立了日本万华镜俱乐部。由俱乐部发起组织了万花筒展,开设学习班传授万花筒的手工制作方法等活动。并于2000年底,成功的举办了充满快乐生动的构思、具有丰富的原创性以及富于美感令人感动的万花筒公募作品展。日本万华镜大奖作品展是世界上唯一的仅以万花筒作为展品的公开招募的作品展。
十九世纪,由英国人发明的万花筒进入中国。由于当时制作材料和工艺的限制,万花筒只能作为清王朝达官贵人的私室珍藏。随着封建王朝闭关锁国政策被打破,以及中国民族工业的发展,万花筒的造价也渐渐变得低廉,旧时王谢堂前燕,也飞入了寻常百姓家。[2]
十九世纪中叶,在北京胡同里的小摊上,万花筒已经是常见易得的玩具。弹球踢毽子跳房子推铁环,当然还有奇妙的万花筒,勾画出了多少孩子朴素而快乐的童年。在孩子们的眼中,万花筒里的“花”,就如同梁祝化身的彩蝶、武则天眼中的牡丹、翩翩而来的百花仙子,一种“花”离去,从此几十年难再重现。早先的万花筒,里面所看到的花是剪成碎片的彩纸,透明度很差,后来有人尝试使用更透明的彩色碎玻璃。随着时间的推移,万花筒里面的“花”,变成了彩色塑料片、光滑的玻璃珠,反射用的三块玻璃也换成了三块镜子。岁月变迁,制作万花筒的材料变了,但唯一不变的,是孩子们对万花筒中的神奇世界所倾注的热情。
人们喜欢看万花筒,更喜欢动手制作万花筒。在北京东岳庙民俗运动会上,就曾出现过长约90厘米,直径10厘米,由业余爱好者利用废纸筒制作的万花筒。北京民俗博物馆还收藏着由北京玩具协会常务理事、万花筒爱好者李鸿宽先生制作的,长132厘米,直径25厘米的大型万花筒。[2]

结构奥秘 编辑

万花筒美妙的奥秘就蕴藏在它设计精妙的镜体结构和流动图案当中。就像万花筒的英语名称KALEIDOSCOPE一样,集合了希腊语的KALOS(美丽),EIDOS(形状)和SCOPE(观看)等美丽的词汇,将它最主要的特点都概括出来。
“美丽”,当然就是指万花筒里瞬息万变的景色,也是万花筒的“芯”(所观赏到的东西),这是万花筒制作艺术家在制作过程中最下工夫的地方;而且,在创作过程当中,“芯”的选择阶段是最能体会制作万花筒的乐趣的时候。“芯”的素材非常广泛,例如彩色玻璃、宝石、鸟的羽毛、干花等等,凡是能够想到的任何物品,都可以用来作为万花筒的美丽图案。
据万花筒制作专家的介绍,“芯”的部分有很多类型。比如把两片风车状的轮子组合在一起,通过旋转轮子而形成各种各样的图案,或者在前端装上玻璃球,并旋转它来观赏身边任何一种景物,都能获得一种前所未有的新鲜构图。而在前端部分填充进各种颜色的油的组合,并通过油的流动产生不可思议的图案。“形状”,主要是指万花筒的镜体结构,有二镜、三镜、四镜、锥形、旋转等多种结构,让我们看到的景象,不光有圆的甜美、多边形的嬗变,更有烟花般的魅力四射。

镜子奥秘 编辑

表面镜

表面镜(Front Surface Mirror)由玻璃制成,表面附着了铝粉的镜子。使用附着面。由于质感纤细又很容易被划伤,所以使用时要非常小心。和通常家用的镜子不同,利用表面进行反射,所以映象非常清晰。而普通的镜子,由于玻璃的厚度会产生多余的光的折射,所以映象多少会变得朦胧。表面镜多用于光学仪器和单眼反射式照相机等。

塑料镜

塑料镜(Plastic Mirror)和玻璃相比,塑料镜不宜碎而且柔软,所以适合初学者或者儿童使用。材料多为丙烯或聚乙烯,可以得到和表面镜类似的映象。

金属镜

金属镜(Metal Mirror)和塑料镜一样具有不宜碎的特性,但是反射迟钝。材料多为铝板或不锈钢板等。

分色玻璃

分色玻璃(Dichroic Glass)是一种在玻璃的表面真空附着有各种金属氧化物质的特殊玻璃。光线穿过去后会变成七种色彩,极为绚丽。在近期的万花筒制作上经常会使用到,比如作为标的物,或者作为外观的装饰等。因为分色镜的制作非常繁琐,所以价格也很高。目前这种技术也用于照明。

三棱镜

三棱镜(Prism)指具有2个以上平滑而均匀的光学平面的透明体,而且至少有一组的面是不平行的。应用于光的折射,分散和全反射。用于使光线分散,形成光谱时,多使用两面经过研磨的三棱形状,可以作为分光器,分光计和折射计等使用。

光谱

光谱(Spectre)即通过将可视光线用分光器分解而形成的按波长顺序排列的光的影像。

镜子结构 编辑

3镜结构

3镜结构(Three Mirror System)利用3片镜子组成三角形。包括正三角形、等腰三角形和直角三角形等,不同的组成方法,观察方法也会改变。

2镜结构

2镜结构(Two Mirror System)由2片镜子组成。三角形的两面是镜子,一面不能反射,所以映象在两面镜片的反射下形成圆型。2片镜子之间如果分开成30度角,那么360度÷30=12,可以形成被分割成12 块儿的图像。如果希望形成被分割成16块儿的图像,则分开成360度÷16=22.5度的角度即可。

4镜结构

4镜结构(Four Mirror System)利用4 片镜子形成四边形或者菱形。如果组成正方形则会产生拼凑图案一样的映象,如果组成菱形,则会产生两个焦点,像两朵花同时开放一样。

锥型镜结构

锥型镜结构(Tapered Mirror System)把3片或4片梯形的镜片组和起来,从宽的开口望进去,会看到映象成立球状,富有立体感。

循环镜结构

循环镜结构(Circle Mirror System)将类似镜子可以反射光的薄膜贴在圆筒壁上,向内看去时,可以看到时光隧道一样的旋涡状映象。和其他结构类型不同,循环结构可以形成独特的映象。通常的万花筒形成的图像都是有规律的,而循环镜可以进行不规则的反射。

简易制作 编辑

万花筒的种类有很多,在这里介绍几种万花筒的制作方法,不妨来试试吧——自制万花筒材料要求
制作万花筒需要的镜片,最好是PC镜(塑料材料制作,不会割伤手),或者其他反光材料,例如锡纸等。如果要使用玻璃镜片,请千万小心,不要受伤。

制作方法(一)

材料:
塑料薄镜3面、透明玻璃球、硬纸板、彩色包装纸、透明塑料薄膜、小刀。
步骤:
1.3面长宽一样的镜子对在一起,用胶带固定住,使之成一个三角空心体。要注意,使镜子的映照面朝向内侧;
2.空心体的一头,卡一个玻璃球,也用胶带固定;
3.三角体的外面卷上硬纸板,使玻璃球只露出一点;
4.另一头空心处粘上透明的塑料薄膜,并挖一个观察洞;
5.最后在三角体的外层粘上好看的彩色纸,用透明胶带固定住就可以了。

制作方法(二)

(1)裁割长120 毫米、宽30 毫米的镜子玻璃(银光玻璃或用涂上一层淡墨的透明玻璃代替)三块,搭成三角棱柱。棱柱外面用牛皮纸包紧或在棱脊上用胶带纸固定。
(2)用厚纸卷制一个内径40 毫米、长135 毫米的圆筒,将三角棱柱装进圆筒。在筒的
一端,装一块直径40 毫米的圆形透明玻璃片和一个圆纸环,作为观察孔;在另一端,紧贴着棱柱也装一块圆形透明玻璃片,放入一些彩色碎屑(彩色碎玻璃、碎塑料或玻璃纸屑、糖纸上的小动物等),隔开少许,再装上一块圆形毛玻璃片。玻璃可用硬纸环挡住,使它不掉下来。到此,万花筒就制成了。将一只眼睛贴近观察孔,用手转动万花筒或用手指轻轻弹敲万花筒,就能看到美丽的、变化无穷的各种彩色图案。

制作方法(三)

工具/原料
三块平面镜(能照出人脸,不透明),3厘米*20厘米大小
礼物包装纸(彩色)一张
透明塑料纸(香烟盒外的那一层就行)两张
透明胶一个
剪刀
方法/步骤
先裁三块平面镜,3厘米*20厘米,必须一样大小,(透明的玻璃也勉强能用),最好到店里让师傅裁
把三块平面镜竖起来,围成等边三角形,用胶带简单固定
把一头用透明塑料纸蒙上并固定牢靠
剪一些彩纸,不拘形状,碎一些,装到刚才制作的万花筒里
把另一头用透明塑料纸蒙上并固定牢靠
用礼物包装纸将制作的万花筒包装上,固定牢靠,力求美观,但上下底别蒙上。

其他

滚珠万花筒的制作方法
结构与万花筒一样,只要碎屑换成小的彩色玻璃弹子4 ~5 粒即成。
万珠筒的制作方法
拿去万花筒上的毛玻璃片和碎屑,对准三角棱柱底部中心,装上一粒大的彩色玻璃弹子,使它既能转动,又不会滑出即成。用手指拨动玻璃弹子,就能通过观察孔,看到各种彩色图案。

分类简介 编辑

1、暗箱型 (Chamber Scope/干性)
万花筒的主体前端装着内有标的物(芯)被称为暗箱的盒子,通过旋转,使图案瞬息万变,赏心悦目。标的物是玻璃的碎片或珠子的叫做干性暗箱型。
2、暗箱型 (Chamber Scope/油性)
万花筒的主体前端装者内有标的物(芯)被称为暗箱的盒子,通过旋转,使图案瞬息万变,赏心悦目。标的物为油的叫做油性暗箱型。
3、婚礼型(Wedding Scope)
在两个筒的中央装有标的物,一侧的筒由 2 片镜片组成,而另一侧通常由 3 片组成。俩个人可从两端同时欣赏,多作为祝贺结婚的礼物赠送,从而得到婚礼万花筒的称呼。
4、偏振型(Polarlizing Scope/变化滤光器
在 2 枚滤光器之间放上揉皱的塑料膜,利用它产生偏差光。通过偏光滤光器可以形成象彩虹、甚至极光一样不可思议的图像。和其它类型的万花筒相比,偏光型需要较强的光线。
5、望远万花一体型(Teleido Scope)
在组合好的镜片前装有透明球体的万花筒。不用珠子,而采用透明的球体(丙烯球或水晶球),构造非常简单,却能展现奇妙的映象世界。因结合了望远镜( Telescope )和万花筒 ( Kaleidoscope)为一体,因此称为望远万花一体型。
6、弹子型(Marble Scope)
代替标的物的是有花纹的玻璃球,通过旋转玻璃球使图案变化,玻璃球被称为艺术弹子,由艺术家们手工制作出来,由于使手工制作所以每一个作品都使独一无二的。
7、八音盒万花筒(Music Box Kaleidoscope)
利用余音盒发条的旋转使图像变化,既满足了视觉上的享受,又带来听觉上的快感。
8、蜻蜓型万花筒
不用万花筒通常使用的镜片,只装有带切口的玻璃片。透过它所看到的景色,同样的图像会变成无数多个。这是在万花筒诞生之彰就有的视觉玩具,玻璃片多是被切成格子状的,也有的是切成龟甲状或只是纵向切割。被切割的玻璃片看起来象蜻蜓的眼睛(复眼),所以被称为蜻蜓型。

广告应用 编辑

一、万花筒原理
万花筒原理认为万花筒内有一定数量的彩色玻璃片,同一万花筒中这些碎片的数量和质量是不变的,但只要转动万花筒,使碎片发生新的组合,就会有无穷的新图案和新花样。广告创意就是将散乱无序的材料赋予独特的艺术表现手段,进行有目的的组合,产生各种各样新的想法。万花筒理论也称拼图游戏法或组合法。指的是以市场定位和产品差异性为基础,对旧元素的重组配置,形成新的组合,使之转化为具有统一整体功能的广告创意。不管组合的元素是同质的还是异类的,基本上可分为两种情况:一种是深度的、复杂的、创造性的组合;另一种是表层的、简单的、说明性的组合。
二、创造性组合
所谓的创造性组合,就是把原有旧元素、各成分重新配置,进行再创造,使之形成具有自己独特结构和特定内容的完整的新形象的创意过程。如:有一则牙刷广告,该广告的主题是牙刷坚固耐用。依此设计者把小孩和牙刷作为构思的基本成分,创造属于在广告画面上画出了一个小孩双手奋力在拨牙刷的毛。广告语是:一毛不拔。在这里,小孩、牙刷、牙刷毛各个成分和谐地成为一个完整的新形象。这个有些夸张的新形象很好地表达了广告主题:
坚固耐用。又如,日本的先锋音响广告,把举世闻名的尼加拉大瀑布、纽约的摩天大楼、先锋音响产品等元素进行创造性组合,形成震撼人心的广告创意:广袤的天际下,气势磅礴的瀑布从摩天大楼群上飞泻而下,通过超现实、神话般的奇幻画面让人感受到强大视觉冲击力的同时,由于通感的作用,感受到先锋音响高昂激越、雄壮有力的音响效果。
三、说明性组合
所谓说明性组合就是把旧元素,在形式的层次上,简单的重组,使之形成具有说明性、图解性新形象的创意方法。如香港一则"红花油"的电视广告,红花油类似内地的风油精,蚊虫叮咬擦一擦。一个人手拿一瓶红花油,不断地有节奏地跳着,可是头却一会儿换成黄皮肤的青年女性,一会儿换成白皮肤的中年男性,一会儿又换成黑皮肤的女性……。广告语:红花油,蚊虫叮咬不用愁。该组合创意就是通过不同肤色、性别、年龄的人的头像在一个手红花油的身子上不断切换,来图解说明这种产品的红花油"适合一切人"。
四、万花筒理论要素
将不相干的事物像做拼图游戏那样组合起来,成了创意最常见的来源。如“音乐+时钟=音乐时钟”,“走路+音乐=随身听”,“牛仔形象+万宝路香烟=(广告中的)伟大意念”。
2、旧元素的新组合。
将许多涉及广告活动的旧要素进行重新组合,这种组合不是简单的加总,而是摆脱旧经验和旧观念的束缚,组合后是一种新的创造(综合也是创造)。
参考资料
词条标签:
玩具 光学玩具 万花筒