Плоттер выцарапал объёмный чайник на крышке CD-case

У плоской пластиковой крышки есть только поверхность. Однако острый наконечник может оставить на ней такой набор дуг, что при малейшем сдвиге головы в глубине появляется чайник или другая трёхмерная фигура. Кажется, будто прозрачный лист хранит сцену за своей плоскостью.

Jordan Matelsky поставил в перьевой плоттер прямой острый pick-инструмент и заставил машину царапать старый CD jewel case. Инструмент здесь принципиален: пишущее перо оставило бы линию чернил, тогда как иллюзия рождается на микрорельефе. Каждая борозда работает как крошечная вытянутая отражающая поверхность. Она ловит свет фонарика и выдаёт узкий блик в конкретном направлении.

Самая красивая часть проекта лежит до плоттера, в геометрии траекторий. Для каждой точки виртуального объекта нужно найти кривую на плоскости, которая при выбранном положении источника направит отражение к глазу наблюдателя. Это обратный ray tracing: задана точка, которую должен увидеть человек, задан источник, и вычисляется форма царапины. В опубликованном приближении сечение такой поверхности задаётся формулами x = d·tan(θ) и y = d·sec(α)·(sec(θ)−1), где d описывает положение виртуальной точки относительно плоскости, θ — горизонтальный угол взгляда, α — угол источника света.

При движении наблюдателя θ меняется, и блик каждой дуги уезжает по рассчитанному закону. Набор бликов создаёт параллакс: ближние части фигуры смещаются относительно дальних. Поэтому мозг получает знакомый признак объёма, хотя перед ним остаётся один тонкий пластиковый лист.

Термин «голограмма» для такого образца стоит читать с оговоркой. Классическая голография записывает интерференционную картину и затем восстанавливает волновой фронт. В этой работе изображение строится преимущественно управляемым зеркальным отражением от механически сделанных канавок. Для него точнее названия scratch hologram, abrasion hologram или механически сформированное спекулярное 3D-изображение. История самого эффекта гораздо старше нынешнего плоттера: механически созданные «голограммы» описывались и в оптической литературе 1990-х.

Такой носитель предъявляет неожиданные требования к станку. Правильная кривая бесполезна, если наконечник рвёт пластик, оставляет заусенец или плавает по высоте: вместо точечного блика возникнет тусклая широкая полоса. Важны жёсткость кинематики, люфт, форма острия, чистота поверхности и повторяемость усилия. Ранние эксперименты с автоматизацией scratch holograms показывали именно эту границу: геометрия может быть идеальной, а оптика проиграет шероховатой борозде.

Свет тоже становится частью устройства. Matelsky отмечает, что протяжённый источник размывает виртуальные точки и съедает глубину. Фонарик с достаточно компактным ярким пятном даёт заметный эффект; положение источника входит прямо в расчёт дуг. Получается оптический прибор, где линзой служит набор царапин, программой — генератор траекторий, а качеством изображения управляют механика плоттера и размер светящегося пятна.

Источники
Первичный проект: Jordan Matelsky, «Making holograms with a pen plotter», 18 July 2026.
Редакционный обзор: Hackaday, «Holograms, From Your Plotter», 13 August 2026.
Исторический контекст: Plummer и Gardner, «A mechanically generated hologram?», Applied Optics, 1992.
Инженерный опыт автоматизации: Robin Deits, «Scratch Holograms on an HP Plotter», 2013.