无需眼镜就能看 能听还能“摸”的3D影像来了-广德新闻网

                                                      2020年01月19日 8:15 来源:广德新闻网 编辑:世界杯网上购彩

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                                                      【LGD十周年】

                                                      近日《自然》以及《科学》同时报道的一项来自英国萨塞克斯大学的研究♀♂♂,却真的让科幻片中的裸眼3D显示变成了现实◇。

                                                      “借助平板显示屏实现裸眼3D显示的难点在于⊿,目前显示屏幕的分辨率还不够⊙∵,另外容易产生立体视疲劳▽◇。对于多层屏幕显示技术♂♂↑,因为视场角比较小♂π♀,只能从特定的位置才能看到3D效果〇∴♂,所以在多人自由观看时受到限制⊙□。”夏军说⊿。

                                                      《尼斯大冒险》采用“实景拍摄+三维特效”的方式制作∵,虽然是2D电影△,却有着极强的立体感☆〇π,达到了不需要戴眼镜的“裸眼3D”效果〇∵↑。多年来﹡♀,优秀的科学家们一直在不断努力推动裸眼3D这个“黑科技”的发展∵。如今♂,这项技术已经渐行渐近□∵⊿。

                                                      三维空间直接成像的裸眼3D显示∟▽,则引起更多科学家的关注☆。“第一种是用激光照射三维透明的介质♂∴□,通过激发介质发光呈现3D图像;第二种是用光驱动粒子⊙▽,让粒子在空间迅速运动△π△,再用另一束光去照射〇▽♂,在三维空间成像;第三种是全息3D显示△▽。”夏军说∴♂。

                                                      王琼华在裸眼3D显示技术领域已经研究了15年┊⊿⊿,她说:“萨塞克斯大学的技术比以前类似的方法能创造出更大的图像♂,并结合了声音、触觉◇,这使得人们离理想的3D显示更近了π。但这些图像的尺寸依然很小♂♂┊。”她认为△,要创造出《星球大战》里莱娅公主向卢克天行者和欧比旺发出求救信息的3D影像☆?﹡,或许还需要10年甚至更长的时间?。

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                                                      裸眼3D要真正进入市场应用∵▽,还需要更精细化的技术迭代?。

                                                      产生图像的超声波扬声器还能带来触觉感知♂∟↑。王琼华表示□⊙,人的皮肤是可以感受到声音的▽。生活中⊿△,在音响附近◇⌒,人可以感受到声音的振动∴⊙□。“在这个实验中┊﹡◇,声波的一个周期里♂,其中75%的声波用于控制粒子的位置与运动﹡,而剩余25%用于提供触觉反馈◇。实验中将调制频率设为250赫兹↑,以便降低噪声♀∴,同时可以让皮肤的触感达到最佳♀↑。”

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                                                      而三维空间的裸眼3D显示□,急需攻克的难点更多∵⌒。“用激光照射介质π,在介质中成像的技术〇◇↑,对介质的透明度要求很高;用光在三维空间驱动粒子成像?♂,这需要很多像素点﹡π,同时粒子的运动速度还要快□﹡∟,如果做小规模的展示还行↑┊↑,但如果做显示终端?,图像分辨率难以解决∟□,产业化将面临挑战⊿﹡﹡。”而至于全息3D显示⊿,夏军表示﹡,目前缺乏超高分辨率的显示器▽◇〇,像素还比较大☆,造成视场角小◇,观看角度受限⌒∴π。

                                                      实验中♂◇,产生图像的超声波扬声器也能发出声音△﹡。通过控制多个扬声器阵列,该系统可以产生能被人耳听见的声音♂∵∟,然后就可以生成一些有趣的音效π☆。

                                                      在萨塞克斯大学研究团队展示的另一个案例中⊿﹡,一个笑脸伴随着皇后乐队的歌曲《We Will Rock You》在空中出现∟。

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                                                      实现裸眼3D主要有两种技术途径令大家兴奋不已的裸眼3D显示技术♀∟,目前正在现实中寻找突围∟♂?。“裸眼3D指的是眼睛不需要佩戴眼镜或者头盔等任何辅助设备∵┊☆,就可以看到3D图像⊿。目前裸眼3D分为借助显示屏实现三维成像和在三维空间直接成像两种技术方向◇π♀,英国萨塞克斯大学的研究属于后者△。”夏军介绍▽⊙,需要借助显示屏显示的裸眼3D∟∟,又分为多种∴〇▽,其中一种是采用2D显示屏加光学元件▽,以便人眼在直接观看的时候⊿﹡∴,看到3D图像;还有一种是多层屏幕显示∴♂,例如利用多层液晶显示屏在空间重建具有角度信息的光场;还可以把多层屏幕变成三维空间中发光的物理屏幕﹡▽△,从而实现裸眼3D成像?π♂。

                                                      研究人员用红绿蓝三色光照明系统对悬浮移动中的粒子进行照明◇π⊙,从而显现出3D图像⌒。北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院教授、国际信息显示学会会士王琼华介绍♂⌒♂,粒子具有散射性◇,又由于运动的速度非常快﹡∵,当三色光投射向粒子时∵♀?,基于人眼的视觉暂留效应⊿,我们就能看到连续的图像?⌒。

                                                      此次《自然》的报道▽,还记录了另一种裸眼3D技术的迭代♀▽。2006年⊿◇,木村秀井与另一位学者共同开发了一种技术┊?♂,能用激光将电子从空气分子中击落?♂,使其发光□♂。通过高速移动激光的焦点◇⊙〇,他们可以造成连续的等离子体发光点以形成粗糙的图像□♂π。

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                                                      可看、可听、可“触”的裸眼3D显示只要敲击一下键盘♂,就能让一颗颗小小的粒子在空中悬浮、盘旋、“舞蹈”△?。在英国萨塞克斯大学的这项最新研究中☆,操纵这些粒子的“上帝之手”↑⊿▽,是一个被称为“多模式声镊显示”的装置△◇〇,研究人员在一个黑色的盒子里⌒⊙,用两组微型扬声器组成的阵列发出超声波♀,牵引着粒子在空中悬浮、快速移动△。因为移动速度非常快↑♂,肉眼看到的便是一幅直径几厘米、不停演变的3D图像∴﹡⊿。在实验展示的画面里?,一只立体的彩色蝴蝶完全悬浮在空中∟ππ,微微抖动翅膀▽∴。

                                                      由好莱坞影星凯特·温斯莱特和威廉·达福担任配音的裸眼3D视效动画片《尼斯大冒险》将于年底上映〇,预计成为迎接2020年的跨年亲子动画首选∴∟。

                                                      2016年∟,小井洋一的研究团队开发了一种等离子显示技术☆♂?,他们使用低能量、短脉冲激光来制作可触摸的图像⌒□,其图像分辨率比木村秀井团队的提高了10—200倍◇◇。

                                                      日本筑波大学的计算机科学家兼艺术家小井洋一表示∴☆,这种技术已经可以产生相对稳定的图像∴,但它仍存在一些很大的限制☆,例如分辨率低△,一次激光爆发只能点亮图像中的一个点﹡□∟,并且如果激光太强还可能灼伤到人⌒⊿。

                                                      “用声场操控粒子实现3D显示?,这是一个很好的想法♂⊙。”东南大学电子科学与工程学院教授夏军说♂,这项技术的关键在于☆┊⊿,“扬声器阵列释放的超声波引起空气震荡∟∴♀,在三维空间中产生随时间快速变化的空气压强〇↑⌒,空气压强的变化会产生声辐射力⊿△⌒,从而推动粒子的快速运动△♂。如果对二维声波阵列进行编码☆♀,粒子就会按照规划好的三维路线高速运动☆□。”

                                                      走近生活还面临多种技术瓶颈有学者接受采访时表示⌒,裸眼3D如果能“联姻”5G┊〇?,可以在教育、医疗、工业制造、广告、游戏等领域大放异彩♀。不过⌒,在学者们看来☆,目前裸眼3D技术想要走进生活广泛应用▽,都或多或少面临技术瓶颈△。

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                                                      王琼华认为♀,裸眼3D显示的发展﹡♀,需要产业生态的支撑∴☆☆,例如需要与3D相机相结合﹡┊,后者可以模拟人的左右眼来拍摄⌒⊙,形成庞大的片源┊,再辅以计算机算法来补充信息∟⊙。此外〇◇,信号的传输标准也需要制定△,是直接传输3D信号还是在用户端加工信号⌒┊π,需要明确▽?。

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