图片来源:朱莉·沃克,布莱恩·威尔科克斯,汉娜·汉森
在最初的《星球大战》电影中,R2D2投射出了处于困境中的莱娅公主的形象。这段标志性的场景包括40年后仍然很著名的台词:“救救我,欧比王·克诺比,你是我唯一的希望。”
杨百翰大学电子与计算机工程教授、全息学专家丹尼尔·斯莫利(Daniel Smalley)长期以来一直有一个目标,那就是创造出同样类型的3D图像投影。在本周发表于自然,斯莫利详细介绍了他为此开发的方法。
斯莫利说:“我们通俗地称之为莱娅公主计划。”“我们团队的使命是将科幻小说的3D展示变成现实。我们已经创造了一种可以做到这一点的显示器。”
斯莫利说,这是最重要的事情。莱娅公主的形象不是人们想象的那样:它不是全息图。一个漂浮在空中的三维图像,你可以四处走动,从各个角度观看,它实际上被称为体积图像。立体图像的例子包括《钢铁侠》中托尼·斯塔克与之互动的3D显示器,以及《阿凡达》中巨大的投影桌子。
全息显示器只在二维表面上散射光。如果你不看那个表面,你就看不到3D图像,因为你必须看散射表面才能看到图像。体积显示器在整个三维空间中有少量散射面——与三维图像占据的空间相同——所以如果你在看图像,你也在看散射面。由于这个原因,一个体积图像可以从任何角度看到。
Smalley和他的合著者设计了一个基于光致光学俘获的自由空间体积显示平台,该平台通过视觉持续性产生具有10微米图像点的全彩航空体积图像。
“我们用激光束捕获粒子,然后我们可以操纵激光束移动粒子,并创建图像,”合著者、本科生埃里希·尼加德(Erich Nygaard)说。
斯莫利说,要理解他们在做什么,最简单的方法就是把他们创造的图像想象成3d打印的物体。
斯莫利说:“这种显示器就像光的3D打印机。“你实际上是在用这些小粒子打印太空中的一个物体。”
到目前为止,斯玛利和他的学生研究人员已经用3D光打印了一只蝴蝶、一个棱镜、杨百威大学的弹性y标志、环绕在手臂上的戒指,以及一个穿着实验服的人蜷缩着的姿势,就像莱娅公主开始她的投射信息一样。
BYU以外的研究人员已经做了相关的工作来创建体积图像,Smalley团队是第一个有效地使用光学捕获和着色的团队。他们捕获粒子并用你能看到的彩色激光照射的方法是新颖的。
斯莫利说:“我们提供了一种制作体积图像的方法,可以创建我们想象中的未来图像。”
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