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星舰企业号和克林贡战列巡洋舰又打起来了。

忽略掉两个迷你模子，看看它们相互发射的「光子鱼雷」。

这可不是只能从正面考察的2D投影，也不是电脑算绘的特效，而是真实存在于实体空间，能从任何角度考察的「立体」图像。

全像投影

一说到全像投影，脑子最先跳出来的应该是钢铁人的画面：

然而这是电脑算绘的特效。

或者是虚拟偶像演唱会：

但这也是行使佩珀尔幻象（Pepper's ghost）形成的伪全像。

这些全像手艺所发生的投影，本质上与影戏放映一样，都是对光这种电磁波的控制，且还尚不能完全脱节介质（如影戏幕布）出现3D效果。

而现在，杨百翰大学（Brigham Young University）的研究者们，则透过雷射光束捕捉物理粒子，缔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

想像在一个充满灰尘的房间中，用强光一照，你就能看到飞翔的灰尘反射光线，在空气中形成许多小亮点。

行使雷射来照射实体粒子并使其向四处反光也是同样的原理。

而现在，若是我们能控制这个粒子的轨迹，而且让这个粒子在这个轨迹上举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），光学捕捉显示手艺。也是BYU电机工程学教授Dan Smalley和他的团队在这个专案里所使用的焦点手艺。

他们先使用雷射光束捕捉空气中的细小物理粒子，然后快速移动。

当粒子被拖曳穿过空间时，可见光会透过雷射光束将其照亮，形成一条运动路径。

而若是这时以高于眼睛的闪灼速率每秒重新绘制10次以上，就能透过视觉的持久性来形成图像。

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而且，在粒子的移速足够快时，其位置和颜色都可以被改变，进而形成颜色各异的动态体积图像（volume image）。

除此之外，研究团队还行使透视投影（Perspective Projection）手艺，随着旁观者视角的移动来修改图像的边缘及视差，在靠山天生模拟的非体积图像点，以增添对图像体积或深度的感知。

 

这时，你就完全可以围绕图像一圈，360度无死角地去考察它了：

▲ Simulating virtual images in optical trap displays论文下载

科幻照进现实

好，先来试个光剑对决：

很搞笑吗？由于这些自由浮动的全像图像，自己是在牢靠体积巨细的空间中，由雷射光束捕捉粒子构建的，以是只能发生细小的3D全像图。

团队里的Wesley Rogers示意，若是要构建一座真实巨细的山峰模子，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。

这显然是不切现实的，于是他们使用了一些视觉技巧，如运动视差（Motion Parallax）手艺：

来使场景中移动的图像在显示时，看起来比现实要大得多：

而对比大多数照样要求观众盯着萤幕展现效果的3D投影，这项手艺所展现的物理的，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互动的小型demo：

▲ 棍状小人在手指上跳跃

想像一下，未来围绕着影戏演员的将不再是守候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。

影戏制作、物品展览、舞台演出……另有科幻影戏里所描绘的更多的3D投影的未来，每一天，都在离我们更近。

资料泉源：

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