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用笔式绘图仪制作全息图

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文章摘要

Jordan Matelsky 在 2026 年 7 月 18 日发表的这篇文章，记录了他用一台从 eBay 上淘来的笔式绘图仪（pen plotter）手工「刻」出全息图的完整过程。他先自嘲这台机器「就像打印机，但更慢、更容易坏」——买回来时就是半坏的，他花在维修上的钱正好等于二手价与全新价的差额。他用它做过的其他作品包括禽龙（Iguanodon）化石的金色墨水明信片，而这次的目标是绘图仪能做、打印机做不到的事：划痕全息图。

文章最巧妙的地方是它的教学路径。作者没有从光学公式讲起，而是从「油腻的手指」开始：他往手指上抹特级初榨橄榄油（他强调也可以换成植物油或椰子油），然后去摸手机屏幕。你会看到指纹脊线上出现随视角移动的高光——这就是全息图的全部原理。随后他画出不同曲率的划痕，发现移动相机时高光条纹会跟着滑动，而且曲率半径越陡，高光相对头部移动得越少；曲率半径越浅，高光移动得越多。这正好对应真实世界中「远处物体看起来移动更慢」的视差规律。CD 上的彩虹扇形、雨刷在挡风玻璃上留下的条纹，本质是同一现象。

有了这个洞察，「渲染」一个三维场景就变成了：把每个点画成一段反射脊线，其曲率半径与该点到成像平面的距离成反比。文章给出了极简的数学：每个点大致是一段双曲面（hyperboloid）截面，x = d · tan(θ)，y = d · sec(α) · (sec(θ) − 1)，其中 d 是点到成像平面的距离，θ 是水平方向的观察角，α 是光源相对平面法线的角度。作者指出，前人（如 William Beaty）在 0° 附近用圆弧近似，因为商店里买得到圆规却买不到「双曲面规」——但有了绘图仪，形状的复杂度就无所谓了，「我们有机器人替我们画」。

材料试错部分同样具体。第一次用文具店买的透明覆膜片，失败：塑料太软，刻的时候会动，而且波浪起伏导致反射不与视线共面。第二次用小学生用的蜡质彩色刮画纸，也失败：需要刻的曲线量太大，纸被划破、起皱。最终成功的材料是旧 CD 塑料盒（jewel case）——他在 eBay 上花几美元买了一大箱，收到的是又旧又脏的二手盒子，让他哭笑不得。刻针方面，他父亲给的 Harbor Freight 钩针/挑针套装里那根最尖的直挑针效果最好（视频里橙色手柄那根），但会把纸类材料彻底毁掉。他用的绘图仪是 AxiDraw V3，步进分辨率 0.0125 mm。

关键的观看条件是必须用点光源：这是划痕全息图与「彩虹全息」/白光全息的根本区别——光源越宽，虚像点就越糊，深度信息损失越多。作者的做法是在漆黑的衣柜里用手电筒直照眼睛，效果最好的位置是点光源的主眩光刚好在划痕区上缘。他也承认还没完全解决材料问题：刻得越多结果越好，但表面越粗糙，采样足够密之后整片区域会变成一团哑光的糊。他想试钻石针头，但「还不值得为一个还不够酷的项目花那个钱」。

对于「这到底算不算全息图」的争议，作者的立场是：它具备他最在意的那个全息特性——即使剪下一小块，也保留了整个场景的完整副本。他承认这不是正式定义，并说如果你坚持这不叫全息图，「那你给它起个更好的名字，随你怎么叫」。文章结尾引用 Beaty 的一段话作为「让人起鸡皮疙瘩」的想象：制作这种图像所需的工具如此简单，古代文明完全可能在硬化的烟灰树脂池上用木制工具画出来——说不定某个仓库里的古代文物抛光表面上，就有看似「砂纸痕」的东西。

HN 评论精华

这条帖子拿到 184 分、26 条评论。讨论气氛非常友好，主线集中在三处：这属于「老互联网风格」的纯粹乐趣、这项技术与 William Beaty 1995/2003 年「划痕全息」（abrasion holography）的关系、以及「这到底算不算全息图」的术语争议。作者 j6m8 全程在评论区回复。