透视眼镜:让你“看穿”物体的经典恶搞玩具
背景
透视眼镜是一种恶搞产品,旨在制造使用者能看穿固体物体的幻觉。镜框为塑料,镜片为特制硬纸板。制造工艺涉及塑料冲压、造纸、印刷和粘合。受19世纪科学家发现X射线启发,透视眼镜于1940年代作为玩笑产品推出。如今,它们已成为美国流行文化的永恒符号。
透视眼镜并不能真让使用者看穿物体。结构为塑料镜框配硬纸板镜片。每片镜片中心冲孔,直径约0.25英寸(0.64厘米)。羽毛覆盖小孔产生偏振效果。透过小孔看,物体呈现透明轮廓和实心中心,制造X射线视觉假象。恶作剧者戴上眼镜假装能看穿墙壁、衣物等物体。
历史
透视眼镜的构想建立在X射线真实发现之上。1895年Wilhelm Roentgen发现X射线。19世纪末,Roentgen等科学家研究电子运动,将克鲁克斯管用黑色感光纸包裹,实验中发现荧光涂层板发光。Roentgen推断存在不可见光并进一步表征。
Roentgen发现这种不可见光能穿透铝、木材、人体皮肤等材料。他命名为X射线并首次发表X射线图像。随后几十年X射线科学深入,技术应用于医学。科学家基本理解X射线,但公众产生误解:许多人误信X射线能穿透固体,可用来看穿墙壁、盒子、衣物。超人等漫画英雄强化了这一迷思。
透视眼镜的早期前身是1940年代推出的“神奇管”,由S.S. Adams公司生产。这是一个带单孔的管子,孔上覆盖小羽毛隐藏在管内。用户透过管看手时,羽毛细丝间距产生仿佛看见骨骼的幻觉。
Adams公司随后推出透视眼镜。当时颇受欢迎,因X射线概念新颖且公众理解不深。如今公众认知提高,不再真信有眼镜能看穿物体。但透视眼镜仍逗乐恶搞消费群体,是美国流行文化标志。
原材料
透视眼镜制造用塑料、硬纸板、羽毛、饰面材料。
塑料为高分子聚合物。适合制造透视眼镜的塑料需易着色、耐热、耐用。可用热塑性材料。添加各种助剂改性:着色剂匹配设计色彩;增塑剂(如甘油)改善加工性和柔韧性;增强材料(如玻璃纤维)增强强度;稳定剂和抗氧化剂提高耐久性。
塑料通常以半成品状态(可熔融颗粒或可冲压板材)从供应商处送达。部分添加剂需在塑料成型前混入。
镜片用硬纸板。硬纸板由木材或再生纸提取的纤维素纤维制成。有多种等级,厚度和表面涂层不同。镜片需薄而紧实、抗弯曲的硬纸板,并经涂层处理以便油墨或丝网印刷附着。
饰面材料完成眼镜组装。细小白色羽毛制造幻觉。胶水固定镜片和羽毛。油墨涂覆镜片提供增强欺骗效果的视觉外观,通常为迷惑视线的螺旋纹。
设计
设计聚焦镜框尺寸、形状、颜色及镜片结构。镜框可分成人、儿童尺寸。形状通常似1950年代厚黑塑料框,也可变化。
镜片与羽毛精心配合设计,透过时产生逼真X射线图像。也可用其他合成物体产生类似效果。镜片外观设计变化最大:用油墨或粘贴装饰(类似贴纸)。最常用螺旋纹,也可绘制人眼/动物眼或全息图增强恐怖效果。
制造工艺
透视眼镜制造分三阶段:镜框成型、镜片制作、装饰包装。
镜框成型
- 1 镜框用塑料注塑成型。首步准备与目标框架精确同尺寸形状的中空金属模具。框架可一体成型或分体组装,多为一体成型。
- 2 塑料颗粒从料仓释放进熔融机。颗粒在极高温度(约300°F/149°C)熔融成液态塑料,准备注入模具。
- 3 熔体在极高速度和强压力(约300-700 psi)下注入模具。填满模具后再补注部分熔体,补偿冷却固化收缩。
- 4 聚合物冷却后脱模。固化框架自动脱模,由传送带或人工转入下一步。熔融注射周期每10-100秒重复,视冷却定型时间而定。
镜片间的羽毛产生偏振效果,制造物体透明轮廓与实心中心的幻觉。 - 5 框架打磨去除粗糙边缘和溢料。通常用研磨机(带砂纸状旋转盘)打磨模具分型线。工人引导框架过旋转盘达所需纹理。框架送装配工位安装镜片。
镜片制作
- 6 镜片用硬纸板。按设计指定厚度等级从供应商采购大张硬纸板。切割前送印刷机。纸板经大辊筒传递油墨印刷外观图案,通常为黑白螺旋。每张印刷大量镜片图案。
- 7 装饰固化后,用落料机冲切镜片。纸板送入机器在滚筒下冲压。冲模固定在滚筒上,本质为精确匹配镜片尺寸形状的金属饼干模。纸板滚动通过时冲模下压切出镜片精确形状。切割确保镜片正面装饰完美定位。镜片形状实为可折叠双层结构。
精加工
- 8 双层镜片中心冲孔。冲孔机用相同直径金属杆冲穿每片镜片中心。
- 9 镜片展开,羽毛粘贴覆盖每个小孔。再折叠粘合双层镜片。
- 10 镜片卡入塑料框架。框架镜片区内侧有凹槽允许硬纸板镜片卡入。透视眼镜装入塑料袋,顶部订合装饰有使用演示图的硬纸板卡。
质量控制
质控从进厂塑料和硬纸板开始。厂方检验纸板塑料的物理外观、尺寸、一致性等指标。外购材料通常要求供应商质检。生产中随机抽查纸张一致性和印刷错误,废除次品。生产线多点设巡检员确保仅用合格部件。计算机验证生产速度、压力、落料和轧制阻力。电脑传感器监控各生产阶段。其他测试包括颜色均匀性、塑料框架耐水性和柔韧性。
副产品/废料
制造废料包括注塑溢流塑料和落料剩余硬纸板。多数溢流塑料未污染且符合规格可再熔融复用;不合格则回收作他用。硬纸板可回收,边角料收集回收。
未来展望
透视眼镜不再像过去那样流行。连销售此类恶搞产品的新奇商店都难觅踪影。因此现有新奇透视眼镜设计极少变化。未来造纸塑料生产技术改进将融入生产。
虽然制造真正透视眼镜不可能,但能看穿某些材料的眼镜前景可期。已有护目镜产品能让用户看穿特定类型衣物。原理非X射线而是光线:某些可见光和红外线能穿透衣物纤维,物体反射该光线被看见。通常衣物表面反射光淹没人体反射光。这类护目镜配高灵敏相机,滤除衣物反射光、捕捉人体反射红外线,使遮挡物隐现、物体显现。
延伸阅读
书籍
“Paper.” Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Vol. 18. R. E. Kirk and D. F. Othmer, eds. New York: John Wiley & Sons, 1996.
“Plastics Processing.” Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Vol. 19. R. E. Kirk and D. F. Othmer, eds. New York: John Wiley & Sons, 1996.
期刊
Munden, M. “Mike Harden: Prank Items Reflect Changing Sense of Humor.” The Columbus Dispatch (16 February 2001).
其他
McCarron, Brett. “The Real Secret Behind X-Ray Specs.” How It’s Done Web Page. December 2001. < https://www.olywa.net/blame/how/how4.htm >.
The S. S. Adams Company Web Page. December 2001. < https://www.ssadams.com >.
Perry Romanowski
制造工艺