
用光制造的陷阱
一項潛入任務即將開始,地上的機器人突然發光,一張巨大的地圖立刻覆蓋了半個房間。隨著機器人的解說,立體地圖也實時涌動。
這種立體圖像顯示器似乎是科幻電影的“標配”,但在現實里,我們卻只能盯著平面的手機屏幕。最近,科學家創造了一種新的顯示技術,它已經非常接近電影里的幻想了。
激光煙花
【資料圖】
這項名為“光阱顯示”的技術由美國楊百翰大學的研究小組開發,“光阱”顧名思義,就是用光制造的陷阱。
過春節時,我們經常會玩手持煙花。由于人眼的視覺暫留現象,我們能看到揮舞煙花棒時在空氣中畫出的一道道軌跡。光阱技術的原理也與此類似,一組激光照射、加熱纖維素顆粒,顆粒就像被激光困住了一樣,不僅能浮在空氣中,還會隨激光一起移動。另一組激光則將紅、藍、綠三種顏色的可見光投射到顆粒上,顆粒會散射這些可見光,使我們能看到它。只要顆粒移動得夠快,它的軌跡就會像煙花那樣呈現為一條條實線。
視覺暫留
光線進入眼睛,使人看到圖像,但當光線瞬間消失后,圖像仍能殘留一段時間,這種現象被稱為視覺暫留。
其產生的原因是人的視覺神經反應速度有限,當圖像以高于1/16秒的速度變化時,我們就會把它當成連續的圖像,比如日光燈每秒大約熄滅和點亮各100次,但在我們眼里燈是一直亮著的。這也是人們拍攝、放映電影和動畫的原理。
佩珀幻象
早在光阱顯示問世之前,就有人實現了類似立體顯示的效果,它們經常被誤稱為“全息投影”,但那其實是從19世紀中葉就開始流行的魔術,名為“佩珀幻象”:將一組玻璃或顯示屏按特定的角度放置,并給它們投射不同角度的圖像,利用人的視錯覺,就能組合出立體圖像。
佩珀幻象常被用于各種現場演出活動,人們也能用手機制造佩珀幻象,但它只能從有限的角度觀察,換到特定方向就失去了立體效果。
指尖上的圖像
目前,光阱技術的顯示范圍只有約1立方厘米,比人的指尖還小,但它創造的圖像非常立體,從任何一個角度觀察都不會失真。研究人員還需要將光阱顯示大型化,并同時操控多個顆粒的運動。
未來,這種技術可用于醫療培訓程序,或為飛行員與空中交通管制員提供更立體、直觀的導航地圖;我們或許也不再需要手機屏幕,靠手表等設備就能將畫面投影在眼前。
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