全息照相技术在自由空间中创建动画

杨百翰大学（Brigham Young University）开发的全息照相技术能够创建光基动画，无需屏幕即可用肉眼看到。电子工程教授Dan Smalley和他的团队在2018年获得了国际上的关注，当时他们展示了在自由空间（称为光学陷阱显示器）中绘制无屏幕、自由浮动图像的能力。这种技术使用光电诱捕，并用激光束捕获空气中的单个粒子。粒子由可见激光照亮，然后四处运动，留下一条漂浮在空中的激光照明路径。目前的研发建立在这样的基础上，现在可以在空中制作简单的动画。

研究人员使用星际迷航（Star Trek）宇宙飞船的微型模型演示了这项技术。这里展示的是一艘克林贡战斗巡洋舰（Klingon battle cruiser），它被从星际飞船企业（starship Enterprise）发射的光子鱼雷击中，该鱼雷由激光模拟。杨百翰大学供图。

"你在我们创造的场景中看到的东西都是真实的：它们不是计算机生成的，"该项目的首席研究员Smalley说。"这不像是在电影中，其光剑或光子鱼雷从来没有真正存在于物理空间。而你看到的这些都是真实的，即使你从任何角度看它们，你也会看到他们真实存在于太空中。"为了证明这一原则，团队创建了在稀薄的空气中行走的虚拟棒图像。他们能够展示虚拟图像和人类之间互动的可能性，比如当一个学生把手指放在立体显示器中间，然后看到细棒图像，四处游走然后从手指上脱离。

最新的工作克服了光学陷阱显示器的限制因素，即这种技术无法显示虚拟图像，这是所有立体显示器中的一个限制因素。该团队证明可以通过采用时间变化的透视投影来模拟虚拟图像。研究人员Wesley Rogers说："我们可以用运动视差玩一些花哨的技巧，我们可以让显示屏看起来比物理上大得多。"这种方法将使我们能够创造一种更深的显示的错觉，从理论上讲，这种显示是无限大的。这项研究发表在《Scientific Reports》上。(www.doi.org/10.1038/s41598-021-86495-6).