Архитектура невесомости

Кажется, что заставить массивную конструкцию парить можно только с помощью волшебства или компьютерной графики. На самом же деле архитекторы, дизайнеры и инженеры осваивали такие приемы задолго до появления 3D-технологий.

Один из самых древних способов создать ощущение невесомости — использовать консольный принцип, то есть сделать так, чтобы часть конструкции «выдвигалась» за пределы здания без поддержки снизу. Прототипы консоли использовались еще в древнекитайской архитектуре. Края массивных крыш там выступают далеко за пределы стен и держатся на сложной системе деталей, уложенных друг на друга. Деревянные элементы соединяют колонны с балками крыши и распределяют нагрузку между ними — за счет этого края кровли можно вынести вперед, не устанавливая под ними дополнительные опоры.

Возможно, именно этими конструкциями в 1930-е годы вдохновлялся американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт, проектируя свой знаменитый «Дом над водопадом». Его бетонные террасы выступают над ручьем и словно висят в воздухе. По сути, они представляют собой железобетонные консоли, опирающиеся на основную конструкцию здания. Глядя на дом, человек замечает прежде всего пустое пространство под террасой — отсюда и ощущение, будто она парит.

Со временем консольный принцип стали использовать и при производстве мебели. В 1920-х сразу несколько дизайнеров предложили стулья без задних ножек. Их заменял цельный изогнутый металлический каркас, рассчитанный так, чтобы удерживать сиденье без дополнительной опоры. Под его задней частью оставалось пустое пространство, из-за чего стул казался зависшим в воздухе.

Параллельно с использованием консолей люди учились создавать иллюзию парения и другими способами — например, с помощью света и стекла. Один из таких приемов называется «призрак Пеппера» — во второй половине XIX века он был очень популярен в театрах. Между зрителями и сценой под углом устанавливали большое прозрачное стекло. В стороне от сцены, вне поля зрения публики, находился актер, на которого направляли яркий свет. Отражение появлялось на прозрачном стекле и было видно зрителям. Само стекло в полумраке оставалось незаметным, поэтому казалось, что фигура возникает прямо на сцене, хотя никого и ничего там на самом деле не было.

В 1908 году французский физик, лауреат Нобелевской премии Габриэль Липпман разработал принцип интегральной фотографии (сейчас это называется интегральной визуализацией). Он предлагал использовать массив крошечных линз, которые фиксировали бы объект с разных ракурсов, позволяя затем воспроизвести изображение с ощущением глубины.

В те же годы возможности стекла использовали и дизайнеры. В 1912 году Cartier выпустил свои первые «mystery clocks», или «таинственные часы». Их стрелки двигались будто бы сами по себе: привычной оси в центре циферблата видно не было. Секрет заключался в прозрачных стеклянных дисках, к которым крепились стрелки. 

С созданием объемного изображения все оказалось сложнее. Идея возникла более века назад, но долго воспринималась как что-то чисто теоретическое: изготовить огромное количество микроскопических оптических элементов с необходимой точностью было сложно. Ситуация изменилась с развитием микрооптики и технологий высокоточного производства.

Именно этот принцип компания OPPO первой в индустрии применила при создании серии смартфонов Reno16 — в ближайшие два года технология останется эксклюзивной для устройств бренда. На задней панели моделей в цвете «Звездный белый» изображена планета, которая будто бы парит над поверхностью корпуса. При повороте смартфона рисунок визуально смещается, а меняющиеся блики создают ощущение глубины и движения.

Секрет — в устройстве самой задней панели. Под рисунком спрятана матрица из десятков миллионов микролинз. Они настолько малы, что рассмотреть их невооруженным глазом невозможно. Каждой соответствует свой микроскопический фрагмент изображения, рассчитанный для определенного ракурса. Вместе миллионы таких элементов формируют объемную картинку.

Сначала его разбивают на множество микроизображений и рассчитывают, какую часть картинки должна «показывать» каждая линза. Поэтому, когда человек вертит телефон в руках, он каждый раз видит немного новую версию того же изображения — как если бы он рассматривал настоящий объемный предмет с разных сторон.

Оптическая иллюзия в Reno16 достигается в том числе благодаря конструкции задней панели. Она выполнена из цельного стекла толщиной 1,5 мм, которое после холодной скульптурной обработки и полировки приобретает сложную форму. Производство такой детали состоит из 65 этапов и требует больше времени, чем традиционная обработка: гравировка занимает около 18 минут вместо 9, а шлифовка и полировка — до 6000 секунд вместо 4000. Высокая точность позволяет создавать участки разной глубины и соединять плоскую часть корпуса с изогнутой областью камер. В результате рисунок воспринимается не просто как нанесенное на поверхность изображение: планета выглядит как объект, находящийся внутри стекла.