你可能见过3D打印机。它头上有个喷嘴,一卷塑料丝慢慢挤出来,一层叠一层,几个小时之后桌上就多了一个立体的东西。盖房子也是这样,一块砖一块砖往上垒。
先记住一件事:液体里的树脂,要被照得够亮才会凝固。一束光淡淡地穿过去,不够亮,液体还是液体。可是几束光在同一个地方交叉叠加呢?那个点被照了好几次,亮度加倍,够亮了,那一点就凝固了。先拖滑块转动光,再点按钮加更多光,看中间那个点。
为什么一束光不够?因为液体有个脾气:光弱了,它当没看见,一点不变;只有光的亮度越过一条线,它才肯凝固。这条线叫门槛。拖动亮度,看液体什么时候才开始凝固。
夏天有人用放大镜把太阳光聚到一个小点,纸就冒烟烧着了。一整片阳光照在纸上,纸不会着;可一旦这些光全汇到一个点,那个点的亮度一下子叠了好多倍,够烫,纸就燃了。这就是叠加做到极致的样子。拖动放大镜,让光汇到一点。
光也分颜色,红、黄、绿、蓝、紫。它们看起来只是颜色不同,其实力气不一样,越偏蓝紫的光,每一份的能量越大。红光软绵绵的,照半天液体也不凝固;蓝紫光劲儿大,一照就能让液体凝固。真正的体积打印机用的,就是紫光。点点不同颜色,看哪种能让液体凝固。
前面是几束光。现在想象一缸液体在慢慢转,光从一圈不同的角度照进去。角度太少,亮的地方乱七八糟,看不出是什么。可是当角度够多,所有光叠加起来,一个清清楚楚的形状就从乱光里浮现出来。点点看,从几个角度,到很多角度。
现在把两台机器摆在一起,同时按下开始。左边是我们熟悉的老办法,从底往上,一层一层堆。右边是新办法,液体转着圈,光从四面八方照进去,整个东西一起慢慢凝固、一起浮现,没有第一层也没有最后一层。看哪个先做完。
真的体积打印机现在还摆不进教室。但是别急,你身边那些已经在用的3D打印机(LCD的、DLP的),用的就是今天这套光学原理,只不过它们是"分层版本"。下面三个实验,看你们教室里有什么,能做几个做几个。