Эндрю Хикс и его зеркала.
Мы
хорошо знакомы с зеркалами, которые висят у нас дома – в ванных,
прихожих, гостиных, а у кого-то и на потолке в спальне. Они обычные.
Отражают свет, показывают изображение нас самих и окружающей
обстановки, искажают текст так, что его нельзя читать. Есть еще зеркала
где-нибудь в комнате смеха – это зеркала аттракционные. Они вытягивают
наши лица в самых странных направлениях, и вызывают улыбку – слишком уж
гротескные получаются картинки. А вот математик Эндрю Хикс
разрабатывает совсем другие зеркала. С одной стороны, изображение в них
получается ровным, а с другой стороны – обычными их точно не назовешь.
Профессор
Эндрю Хикс занимался какой-то математической задачей, когда пришел его
коллега Рон Перлин и пожаловался на то, что зеркало заднего вида на его
велосипеде дает ужасное отражение. Зеркало было выпуклым, чтобы давать
велосипедисту больший обзор, но эта выпуклость приводила к сильному
искажению вида. Хикс попытался найти математическое решение проблемы.
Творческий процесс в разгаре.
На
это у него ушло восемь лет, которые были потрачены отнюдь не впустую. В
ходе исследований было разработано полдюжины типов зеркал (не только
велосипедных), о которых мы и расскажем.
1. Зеркало с незеркальным отражением
Через это зеркало можно и читать.
Особенность
этого зеркала в том, что оно отражает текст, но не делает его
"зеркальным". Для его разработки Хикс воспользовался сложными
компьютерными алгоритмами. Получившаяся зеркальная поверхность состоит
из множества разнонаправленных изгибов и выпуклостей. В результате
попадающий на поверхность свет сначала по этой поверхности
перераспределяется, а уже потом отражается для глаза зрителя - отсюда
эффект "незеркальности".
2. Водительское зеркало
Зеркало заднего вида с увеличенным углом обзора.
Зеркало
Хикса дает несопоставимо больший обзор по сравнению с обычным (45°
против 17°). Эксперименты показали, что новое зеркало исключает любые
"мертвые зоны" заднего вида, когда автомобиль обгоняется другим
автомобилем.
Впрочем, существует и проблема: в США зеркала с
изогнутой поверхностью (а водительское зеркало Хикса именно такое)
запрещены, но математик планирует продавать свои зеркала в Европу, где
такого запрета нет.
3. Панорамное зеркало
Зеркало с панорамным видом.
Любая
выпуклая зеркальная поверхность (например, серебристый шарик на
новогодней елке) способна давать панорамное отражение. Однако при этом
вид окружающей обстановки, как правило, заметно искажается - предметы
смотрятся неправильно и непропорционально.
Параболическое
зеркало Эндрю Хикса дает точное панорамное отражение, где размер
предметов зависит исключительно от расстояния до них.
4. Зеркало с устойчивой перспективой
Круглое зеркало, в котором линии - прямые.
Это
зеркало дает вид под широким углом без искажений – прямые линии
отображаются прямыми линиями. Оно было разработано для робота, который
умеет подниматься по ступенькам (в свою очередь, разработанного в
Университете Пенсильвании): использующая зеркало камера получает очень
широкий вид, в котором ступеньки выглядят прямыми, что заметно
облегчает навигацию робота.
5. Инфракрасное зеркало
Зеркало, отражающее инфракрасный свет.
Зеркала
могут использоваться для отражения электромагнитного излучения с волной
любой длины. Данное зеркало отражает инфракрасный свет, используя для
этого невидимое глазу тончайшее покрытие.
Оно предназначено для
системы обработки инфракрасных изображений, которая помогает определить
потерю тепла и даже измерить температуру тела на расстоянии.
6. Цилиндрическое зеркало
Зеркало для анаморфированных изображений.
Подобные
зеркала используются для анаморфированных изображений – это
художественные изображения, которые можно рассмотреть только с
определенной точки или с помощью искажающих зеркал.
