利用莫尔条纹引导船舶航行
1. 灵感来源与背景
我受到了汤姆·斯科特（Tom Scott）的精彩视频及其链接的启发，视频地址为 https://www.youtube.com/watch?v=d99_h30swtM ，他在视频中介绍了一种用于引导船舶通过航道或港口的特殊“伊诺贡”（Inogon）灯光。相关专利可在此处查阅：https://patents.google.com/patent/US4629325 ，而关于其有效性的军事报告则位于：http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a168108.pdf （提示：军方似乎并不太看好这项技术）。
2. 自制模型与制作过程
我决定自己动手制作一个模型来体验这种效果。在Inkscape中画了几分钟草图，再用激光切割机加工了一会儿，我就得到了这个成品。我相当严格地遵循了专利中的权利要求。专利建议暗带间距与暗带宽度的比例在1.5到1.8之间，我采用了1.65（这样得到的掩模占空比约为40%），并且只让第一块掩模比第二块多一条多余的带子。
3. 视觉效果与观察
这是从背面照亮并正对光束时看到的样子：（由于两块栅格之间的距离与我站得较近相比显得较大，所以出现了一些轻微的圆形效应。如果这是在河岸上，而我站在100米外，这种效应就会消失。）这是从不同角度观察到的效果。
4. 个人评价与优点
我对这个效果满意吗？当然满意。它完全达到了预期效果。这是一种直观且巧妙的引导工具，几乎不需要“校准”，并且可以同时供十几个人使用而没有任何问题。
5. 局限性分析
我认为它是解决该问题的最佳方案吗？遗憾的是，并非如此。通常港口并非只有一条狭窄的可行水道，而是有一条清晰的主航道，你不应偏离太远。莫尔条纹系统即使在你处于安全区域但稍微偏离主“光束”时，也会给出转向建议。我记得几年前在纽卡斯尔看到过一个更简单、更优雅的系统，使用三盏灯，如下图所示。（请原谅这凌乱的布置，我随手抓了附近能找到的东西，以便在相近的尺度上比较这两种方法。）
6. 三灯系统的对比
如果顶部灯位于下方两盏灯之间，说明你处于安全航线上。如果它位于其中一盏灯的上方，说明你处于安全区域的边缘；如果它位于两盏灯的外侧，则说明你偏离了航道，需要立即转向返回。在真实操控船舶时，还需要考虑其他因素，如横流、天气或避让其他船只。坚持一条狭窄的理想航线会带来额外的燃油消耗、需要更高的注意力集中度，以及因大家都试图使用同一条航线而增加事故风险等代价。
7. 实际应用与结论
如果我是一名引航员，我想我会更倾向于三灯系统，它能让我知道何时真正处于危险之中，而不是一个让我知道偏离了地图上某条线的系统。然而，这确实是一个超酷的设计和数学应用，而且我认为当你要标记的目标本身很狭窄时，这个系统非常有用。在YouTube视频中，它被用来标记海底电缆，以防止人们抛锚挂住电缆。这似乎是莫尔条纹图案的完美应用场景。
8. 文件分享与资源
感兴趣的朋友可以在这里找到制作文件：https://www.thingiverse.com/thing:2842603
🔗 原文链接：https://tinkerings.org/2018/03/28/guiding-ships-with-moire-patterns/
利用莫尔条纹引导船舶航行
1. 灵感来源与背景
我受到了汤姆·斯科特（Tom Scott）的精彩视频及其链接的启发，视频地址为 https://www.youtube.com/watch?v=d99_h30swtM ，他在视频中介绍了一种用于引导船舶通过航道或港口的特殊“伊诺贡”（Inogon）灯光。相关专利可在此处查阅：https://patents.google.com/patent/US4629325 ，而关于其有效性的军事报告则位于：http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a168108.pdf （提示：军方似乎并不太看好这项技术）。
2. 自制模型与制作过程
我决定自己动手制作一个模型来体验这种效果。在Inkscape中画了几分钟草图，再用激光切割机加工了一会儿，我就得到了这个成品。我相当严格地遵循了专利中的权利要求。专利建议暗带间距与暗带宽度的比例在1.5到1.8之间，我采用了1.65（这样得到的掩模占空比约为40%），并且只让第一块掩模比第二块多一条多余的带子。
3. 视觉效果与观察
这是从背面照亮并正对光束时看到的样子：（由于两块栅格之间的距离与我站得较近相比显得较大，所以出现了一些轻微的圆形效应。如果这是在河岸上，而我站在100米外，这种效应就会消失。）这是从不同角度观察到的效果。
4. 个人评价与优点
我对这个效果满意吗？当然满意。它完全达到了预期效果。这是一种直观且巧妙的引导工具，几乎不需要“校准”，并且可以同时供十几个人使用而没有任何问题。
5. 局限性分析
我认为它是解决该问题的最佳方案吗？遗憾的是，并非如此。通常港口并非只有一条狭窄的可行水道，而是有一条清晰的主航道，你不应偏离太远。莫尔条纹系统即使在你处于安全区域但稍微偏离主“光束”时，也会给出转向建议。我记得几年前在纽卡斯尔看到过一个更简单、更优雅的系统，使用三盏灯，如下图所示。（请原谅这凌乱的布置，我随手抓了附近能找到的东西，以便在相近的尺度上比较这两种方法。）
6. 三灯系统的对比
如果顶部灯位于下方两盏灯之间，说明你处于安全航线上。如果它位于其中一盏灯的上方，说明你处于安全区域的边缘；如果它位于两盏灯的外侧，则说明你偏离了航道，需要立即转向返回。在真实操控船舶时，还需要考虑其他因素，如横流、天气或避让其他船只。坚持一条狭窄的理想航线会带来额外的燃油消耗、需要更高的注意力集中度，以及因大家都试图使用同一条航线而增加事故风险等代价。
7. 实际应用与结论
如果我是一名引航员，我想我会更倾向于三灯系统，它能让我知道何时真正处于危险之中，而不是一个让我知道偏离了地图上某条线的系统。然而，这确实是一个超酷的设计和数学应用，而且我认为当你要标记的目标本身很狭窄时，这个系统非常有用。在YouTube视频中，它被用来标记海底电缆，以防止人们抛锚挂住电缆。这似乎是莫尔条纹图案的完美应用场景。
8. 文件分享与资源
感兴趣的朋友可以在这里找到制作文件：https://www.thingiverse.com/thing:2842603
🔗 原文链接：https://tinkerings.org/2018/03/28/guiding-ships-with-moire-patterns/