星舰企业号和克林贡战列巡洋舰又打起来了.
咳, 忽略掉两个迷你模型, 看看它们互相发射的 "光子鱼雷".
这可不是只能从正面观察的二维投影, 也不是计算机渲染的特效, 而是真实存在于物理空间, 能从任何角度观察的 "立体" 图像.
全息投影
一说到全息投影, 脑子最先蹦出来的是钢铁侠:
然而这是计算机渲染的特效.
或者是虚拟偶像演唱会:
但这也是利用佩珀尔幻象 (Pepper's ghost) 形成的伪全息.
这些全息技术所产生的投影, 本质上与电影放映一样, 都是对光这一电磁波的控制, 且还尚不能完全摆脱介质 (如电影幕布) 呈现 3D 效果.
而现在, 杨百翰大学 (Brigham Young University) 的研究者们, 则通过激光束捕捉物理粒子, 创造出了真正的能够漂浮在空气中的, 动态的立体图像:
光学陷阱显示下的立体图形
想象在一个充满灰尘的房间中, 用强光一照, 你就能看到飞舞的灰尘反射光线, 在空气中形成许多小亮点.
利用激光来照射实体粒子并使其向四处反光也同理.
而现在, 如果我们能控制这个粒子的轨迹, 并且让这个粒子在这个轨迹上进行极快的周期性运动(scan), 那么此时粒子反光的轨迹就会形成一个立体图像.
这就是 OTD(Optical Trap Display), 光学捕捉显示技术. 也是 BYU 电机工程学教授 Dan Smalley 和他的团队在这个项目里所使用的核心技术.
他们先使用激光束捕捉空气中的微小物理粒子, 然后快速移动.
当粒子被拖曳穿过空间时, 可见光会通过激光束将其照亮, 形成一条运动路径.
而如果这时以高于眼睛的闪烁速率每秒重新绘制 10 次以上, 就能通过视觉的持久性来形成图像.
并且, 在粒子的移速足够快时, 其位置和颜色都可以被改变, 从而形成颜色各异的动态体积图像(volume image).
除此之外, 研究团队还利用透视投影 (Perspective Projection) 技术, 随着观看者视角的移动来修改图像的边缘及视差, 在背景生成模拟的非体积图像点, 以增加对图像体积或深度的感知.
这时, 你就完全可以环绕图像一圈, 360 度无死角地去观察它了:
科幻照进现实
好, 先来试个光剑对决:
噗...... 不笑不笑. 因为这些自由浮动的全息图像, 本身是在固定体积大小的空间中, 由激光束捕捉粒子构建的, 所以只能生成微小的 3D 全息图.
团队里的 Wesley Rogers 表示, 如果要构建一座真实大小的山峰模型, 那也必须有一个体积相同甚至更大的空间, 来捕捉这整个空间中的粒子.
这显然是不现实的, 于是他们使用了一些视觉技巧, 如运动视差 (Motion Parallax) 技术:
来使场景中移动的图像在显示时, 看起来比实际要大得多:
而对比大多数还是要求观众盯着屏幕展现效果的 3D 投影, 这项技术所展现的物理的, 而非幻象的投影, 真正做到了幻觉与真人的互动.
对此, 研究团队做了一个与人交互的小型 demo:
△棍状小人在手指上跳跃
想象一下, 未来围绕着电影演员的将不再是等待后期制作特效的空气, 或者绿色皮套的特效演员, 而是粒子所组成的真实效果在旋转, 爬行或爆炸.
电影制作, 物品展览, 舞台表演...... 还有科幻电影里所描绘的更多的三维投影的未来, 每一天, 都在离我们更近.
来源: http://news.51cto.com/art/202105/663506.htm