Удивительные зеркала Эндрю Хикса

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.