全息專家現在可以創建在空氣中移動的真實圖像:就像 “光的3D打印機”

據外媒報道,科學家使用激光來創造科幻小說的展示,靈感來自於《星球大戰》和《星際迷航》。它們可能是微小的武器,但楊百翰大學的全息研究小組已經想出了如何創造光劍–綠色的是尤達,紅色的是達斯·維達,自然,有實際的發光光束從它們身上升起。

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受科幻小說展示的啟發,研究人員還設計了同樣小的“企業號星艦”和克林貢戰列巡洋艦之間的戰鬥,其中包括光子魚雷發射和打擊你用肉眼可以看到的敵艦。

首席研究員Dan Smalley說:”你在我們創造的場景中看到的是真實的;沒有任何計算機生成的東西,”他是楊百翰大學電子工程系的教授。”這不像電影中,光劍或光子魚雷在物理空間中從未真正存在過。這些都是真實的,如果你從任何角度看它們,你會看到它們存在於那個空間。”

這是 Smalley和他的研究小組的最新工作。三年前,他們發現了如何在太空中繪製無屏幕、自由漂浮的物體,引起了國際的關注。它們被稱為“光學陷阱顯示器”,是通過用激光束在空氣中捕獲單個粒子,然後移動該粒子,留下一個漂浮在半空中的激光照明路徑;就像一個“光的3D打印機”。

該研究小組的新項目由美國國家科學基金會CAREER資助,在稀薄的空氣中產生簡單的動畫。這項開發為沉浸式體驗鋪平了道路,在這種體驗中,人們可以與共存於他們周圍空間的類似全息圖的虛擬物體互動。

Smalley說:“大多數三維顯示需要你看着屏幕,但我們的技術允許我們創建漂浮在空間中的圖像–而且它們是實體的;不是什麼海市蜃樓。這項技術可以使我們有可能創造出充滿活力的動畫內容,這些內容圍繞着每天的物理物體或在其上爬行或爆炸。”

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為了證明這一原理,該團隊已經創建了在稀薄空氣中行走的虛擬棒狀物。他們能夠證明他們的虛擬圖像和人類之間的互動,方法是讓一個學生在體積顯示的中間放置一根手指,然後拍攝同一根手指“跳躍”。

Smalley和Rogers在上個月發表在《自然科學報告》上的一篇新論文中詳細介紹了這些和其他最新的突破性進展。這項工作克服了“光學陷阱顯示器”的一個限制因素:在這種技術缺乏顯示虛擬圖像的能力的情況下,Smalley和Rogers表明通過採用時間變化的透視投影背景,可以模擬虛擬圖像。

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Rogers表示:“我們可以用運動視差玩一些花樣,我們可以使顯示器看起來比實際情況大很多。這種方法將使我們能夠創造出一個更深的顯示器的幻覺,直到理論上一個無限大的顯示器。”

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