瀑布永动机 制作过程

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1、瀑布永动机制作过程由于偷懒是人类的天性（顺便说一句，贴图是Greeny做的...哈哈），细看之下这个模型制作的比较粗糙。但是在最佳观测点上观察时，这种精细程度已经足够让人眼无法区别了，做得再精细也没有意义。往下看，这个模型是如何一步步制造出来的吧。Contents·1   工具和材料·2   原画分析·3   设计思路·4   设计过程·5   建造《瀑布》·5.1   底盘·5.2   水道围墙·5.3   左塔三层·5.4   水流底面·5.5   水的循环流动·5.6   视觉错觉监控系统·5.7   立柱产生错觉·5.8   水车·5.9

2、   左侧的房子·5.10   左右塔顶上的几何体·6   纹理贴图·7   永动机视频的拍摄1   工具和材料○ABS塑料板1mm厚○PVC管，3种规格○PVC贴纸○PP贴图○水泵●电压可调的电源●电钻●角磨机●美工刀●角尺、T型尺（可用直尺、三角板代替）●热熔胶枪、热熔胶 2   原画分析《瀑布》，1961，埃舍尔●埃舍尔晚年所创作的《瀑布》由于其巧妙的构思广受赞誉。仔细看这幅画面。 ●为了之后的叙述简便，我们称这幅画面中部、底层是水车的三层结构为“左塔”，“左塔顶面”上放着一个由3个六面体合成的空间几何体。画面右边的双层结构为“右塔”，“右

3、塔顶面”有一个3个八面体合成的空间几何体。水车下方积水的地方称为“水槽”，从水槽开始往画面上方数，各个水道分别命名为“第一水道”、“第二水道”...等。左塔顶层，水流流下的部分称为“瀑布平台”。●这个制作的目的是将原作中华丽丽的画面搬入三维世界，让人们能够看到一幅带有流水的、活起来的画面。两个问题是关键：一，如何实现原作中“不可能的”建筑结构：连续的水道自身出现了空间上的层叠关系；二，如何实现水流沿着水道和瀑布进行的循环流动。●为了实现这两个功能，有许多的设计思路。本文提供的只是其中一种而已，有闲的蛋疼阶级可以继续思考，看看有什么别的结构也能实现

4、这样的效果。●作为一枚热爱工程学的小果壳，设计之前你需要接受以下三个前提：1.永动机不存在。2.永动机不存在。3.永动机不存在。●好吧这是一个冷笑话...需要接受的前提是：1.水会向着重力的方向流动。2.眼见不一定为实。 3   设计思路●基于这两个前提，我的设计思路是：1.整个模型置于一个平台之上（我们用了玻璃餐桌）。2.第一水道到第四水道是连续的、逐渐降低的水道。水流出第四水道的末端之后，会进入一个回收管道，流回隐藏在平台底部的蓄水池中。左塔三层是整个模型最高的部分，瀑布口位于水车的正上方。用一个小水泵将蓄水池中的水泵上左塔三层的瀑布口，再由

5、瀑布口流下来冲击水车，实现水流的循环。3.视觉效果方面，只要选择一个合适的观察点，能让左塔三层的瀑布口和第四水道的末端在视觉上连接在一起，就在视觉上让水流得以循环了。而让在一个平面上的水道看起来像左右两个塔的层叠效果，需要依靠“塔”中的各个“柱子”在长短和粗细上的调整。●回到刚才那幅注释过的原画，可以看到，用蓝色字标示的是水流循环，橘色字标示的是三维空间中不可能出现的建筑结构，绿色字则是为了更接近原画而做的，没有功能上的意义。4   设计过程●在制造一个三维模型之前，用软件建模来辅助设计是一个经济又高效的方法。大部分3D设计软件都可以做这个功能，

6、不过我在此推荐使用最容易上手的GoogleSketchUp。这款软件有免费版本，是一个针对建筑设计行业的草图绘制软件。它和其他3D设计软件最大的区别就是：SketchUp是面向设计者的，允许设计者在设计过程中不断调整心中的蓝图，逐渐形成建筑的草稿。●在Sketchup的帮助页上就能看到入门教程的youtube视频，国内的视频网站上也能搜到。●在建立这个模型时，使用了“照片匹配”的功能。将埃舍尔的原画作为从某个视角拍摄这个建筑的照片，然后以它为背景，建立一个看起来和背景画面上的建筑完全相同的3D模型。 ●SketchUp官方教程中关于照片匹配的说明

7、●这张就是按照原画视角来建模的对比图。仔细看，左图中是有一个半透明的模型挡在原画前面的。右图中去掉了作为背景的原画。 ●这里提出一个“观察点”的概念。在SketchUp中建模时，要在Camera选项中选择Perspective，也就是透视视角。在这个透视视角下，我们看到的画面是模拟了一个摄像机对这个模型进行拍摄时的效果。一切视觉错觉都是建立在这个摄像机的位置和角度固定的前提下。我们称上图中摄像机的位置和角度为“观察点”，之后的讨论全部都是关于“如何欺骗观察点的观察者”的。●另一个角度观察这个模型，真相大白了。 ●这个3D模型比最终模型少了两个主要

8、部分，一个是水流的底面，另一个是产生空间幻觉的立柱。为了造福偷懒的同学，这里给出瀑布永动机的SketchUp模型文件（不含立柱）下载。由