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全息专家现在可以创建在空气中移动的真实图像:就像 "光的3D打印机"

2021-05-10 11:24 · 稿源:cnbeta

据外媒报道,科学家使用激光来创造科幻小说的展示,灵感来自于《星球大战》和《星际迷航》。它们可能是微小的武器,但杨百翰大学的全息研究小组已经想出了如何创造光剑--绿色的是尤达,红色的是达斯·维达,自然,有实际的发光光束从它们身上升起。

受科幻小说展示的启发,研究人员还设计了同样小的“企业号星舰”和克林贡战列巡洋舰之间的战斗,其中包括光子鱼雷发射和打击你用肉眼可以看到的敌舰。

首席研究员Dan Smalley说:"你在我们创造的场景中看到的是真实的;没有任何计算机生成的东西,"他是杨百翰大学电子工程系的教授。"这不像电影中,光剑或光子鱼雷在物理空间中从未真正存在过。这些都是真实的,如果你从任何角度看它们,你会看到它们存在于那个空间。"

这是 Smalley和他的研究小组的最新工作。三年前,他们发现了如何在太空中绘制无屏幕、自由漂浮的物体,引起了国际的关注。它们被称为“光学陷阱显示器”,是通过用激光束在空气中捕获单个粒子,然后移动该粒子,留下一个漂浮在半空中的激光照明路径;就像一个“光的3D打印机”。


该研究小组的新项目由美国国家科学基金会CAREER资助,在稀薄的空气中产生简单的动画。这项开发为沉浸式体验铺平了道路,在这种体验中,人们可以与共存于他们周围空间的类似全息图的虚拟物体互动。

Smalley说:“大多数三维显示需要你看着屏幕,但我们的技术允许我们创建漂浮在空间中的图像--而且它们是实体的;不是什么海市蜃楼。这项技术可以使我们有可能创造出充满活力的动画内容,这些内容围绕着每天的物理物体或在其上爬行或爆炸。”

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为了证明这一原理,该团队已经创建了在稀薄空气中行走的虚拟棒状物。他们能够证明他们的虚拟图像和人类之间的互动,方法是让一个学生在体积显示的中间放置一根手指,然后拍摄同一根手指“跳跃”。

Smalley和Rogers在上个月发表在《自然科学报告》上的一篇新论文中详细介绍了这些和其他最新的突破性进展。这项工作克服了“光学陷阱显示器”的一个限制因素:在这种技术缺乏显示虚拟图像的能力的情况下,Smalley和Rogers表明通过采用时间变化的透视投影背景,可以模拟虚拟图像。

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Rogers表示:“我们可以用运动视差玩一些花样,我们可以使显示器看起来比实际情况大很多。这种方法将使我们能够创造出一个更深的显示器的幻觉,直到理论上一个无限大的显示器。”

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