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显示玩穿越 五大科幻黑科技成真遭挑战?

 myriad 2015-04-04

口袋中的梦 微型投影

科幻小说或者电影作品中,显示科技一直不乏新鲜的想法,比如《少数派报告》中汤姆克鲁斯使用触控屏幕,还有《阿凡达》中的全息投影,都是对于显示器科技的预测。科幻小说并非是胡思乱想,很多科幻作家都具有超前的意识,根据当时的科技发展来预测未来生活。虽然有一些想法今天开始似乎天马行空,但却也是有很多的想法得到了实现。今天我们就从国外的科幻小说活电影中寻找一下显示科技的踪影,看看哪些当年看似奇幻的想法,如今得到了实现。

显示玩穿越 五大科幻黑科技成真遭挑战?

口袋中的梦 微型投影

阿西莫夫是著名的科幻作家,其一生有众多科幻作品。在阿西莫夫的作品中,也是有很多的技术幻想。在《基地与帝国》这部发表于1952年的科幻小说中,阿西莫夫预测了掌上投影机出现。此后的科幻作家,还相继预测了纳米微型投影机未来将会应用的场景。现在看来微型投影机并非多么高端的产品,一般的用户只要花费5000元左右,就可以入手一款LED微型投影机。这种产品和阿西莫夫的预测,有几乎差不多的形态。

LED微型投影机

LED微型投影机采用的是和大型投影机一样的光学系统,但是其成像芯片更加的小巧,加上LED光源的体积也比传统的超高压汞灯小巧很多,因此微型投影机得以实现。这种设备兴起不超过五年,虽然一直有概念产品,但是可以实际应用的产品,直到现在仍旧有很多的短板。亮度是LED微型投影机的一大问题。LED光源亮度提高,使用寿命会大大缩短,因而只能维持1000流明以下的亮度。这也是LED微型投影机一直没有火爆起来的原因。

艾萨克·阿西莫夫

微型投影机亮度的提高,未来的希望在于激光的发展。激光具有高亮的优势,对于能耗的要求也比较的低,加上寿命长,因此和微型投影机具有天然的结合优势。但是目前的激光发展也遭遇挑战。成型的激光发射器效率并不高,要实现高亮度,发射器体积比较的大,加上成本也一直降不下来,因此目前还无法呈现阿西莫夫那种自如的应用微型投影机。相信未来激光的发展,可以促进微型投影机的真正落地。

战争王者 头戴显示开始军转民

战争王者 头戴显示开始军转民

在大卫雷德克发表的小说坦克领主The Tank Lords》里,作者描述了一种可以显示多种信息的头盔。该头盔可以确定敌人的危险等级,头盔通过各种传感器和微处理器,给佩戴者分析眼前的世界。其实关于这种头盔的开发,一直没有停止过。在美军中,头盔的应用是最广泛的。空军对于头盔的应用,和大卫雷德克的想法最一致。

美国公司Microvision的产品

美国公司Microvision已经开发出了激光投射在视网膜上的显示系统。该显示系统可以加载各种各样的信息,包括:敌对势力,中性和非战斗人员信息、地形图、车辆分布信息等等。这个系统有四个组件,分别是电子,光源,扫描仪和光学器件。其成像的原理是:

1:光投射到扫描镜

2:瞳孔膨胀放大图像

3:镜头聚焦图像

4:图像反射到视网膜

目镜观察的信息

这种头戴显示器,不仅仅可以应用在军事领域,还可以帮助医生得到病人的内脏的鸟瞰图,提供模拟汽车发动机内部的图像。和大卫雷德克的想法相比,目前的头戴显示器拥有更多的可能。但是这样的设备也有很多的不足。首先就是造价过高,不能大面积的普及。其次就是对于光学系统的处理,还没有达到很好的效果。激光的安全性和亮度,都有一定的短板,加上电力系统的问题,如何适应长时间的续航需求,是需要解决的主要问题。

此外头戴显示器也正在向娱乐的方向发展,目前索尼已经推出两代的头戴产品,爱普生也是推出类似的产品。微软还推出具有全息显示功能的HoloLens等产品,将头戴从增强现实带入了虚拟现实。从目前来看,头戴显示器发展的全面性,要强于德雷克的想象。

新的造纸术? 超薄显示器

在1990年的大卫布林发布的科幻小说《地球》中,作者预言了超薄显示器的出现。当时显示器产品已经开始出现,那时正是CRT显示器兴盛的时间,显示器的厚度非常的夸张。在大卫布林的预想中,人们会一种超薄的设备,用户通过点击屏幕就可以查看数据。如今这种产品已经基本实现,iPad就是很好的产品,但是这种产品和大卫布林的想法仍旧有出入,那就是iPad的厚度仍然过大。

OLED屏幕很轻薄

要想实现超薄显示设备的成型,依靠目前的液晶显示技术,是不太可能的。因为液晶面板本身并不能发光,需要一个背光系统来提供显示所需光线。目前行业内主要是使用LED背光,这种背光的体积虽然小巧,但是无法实现极度轻薄的体验,类似纸质地图的厚度,还是需要本身可以发光的材料来完成。

OLED屏幕采用自发光的形式

一直以来替代液晶面板成为未来显示核心的技术,就是OLED面板,其可以实现非常轻薄的体验。但是OLED面板的一直有几大问题阻碍其发展。首先就是面板大型化的成本过高,其次就是OLED材料的寿命问题需要克服,最后则是成本问题也是一大拦路虎。想要实现大卫布林想象的那种显示效果现在就可以做到,但是无法普及,不过笔者相信这一天也并不远。

可以生长的神奇叶子屏幕

托马斯·A·伊斯顿在1990年发布的小说《雀鹰》中描述了一种神奇的叶子屏幕。他想到,植物可以遗传改造的方式,在叶子的各个细胞内植入发光元素,这样叶子就可以生长成为一个可以显示画面的屏幕。目前来看这种想法还有些天马行空,但是这种思路并非没有可取之处。如今的OLED面板,就是有机发光二极管,利用本身发光的模式,已经可以实现画面的显示。三星手机就采用AMOLED屏幕,其实就是OLED屏幕的一种。

有机物发光的思路是对的

在写这部小说的时候,CRT显示设备利用的电子枪轰击荧光粉的形式来呈现画面。这种方式的弊端就是需要给电子枪配置巨大的空间,这也是为什么CRT设备体积一直缩减不下来的原因。托马斯·A·伊斯顿思路是对的,利用本身发光,才是显示技术的发展方向。只不过利用叶子的方式,显得不太靠谱。

屏幕的形状未来是多样化的

不过当时的技术研究者,也是沿着这条道路走了下去。如今已经基本淘汰的等离子显示器,就是利用自发光的原理,只不过其利用的是气体发光的形式。在经过和液晶面板将近20年的你争我夺后,由于多种原因,等离子黯然退市,但是自发光的研究道路,是没有错误的。等离子的后继者OLED技术,也正是该种思想的延续。

如今利用OLED技术,可以生产多种形状的屏幕,四四方方的屏幕以后将不再是显示产品的唯一形态。做成叶子的形状也是可以的,当这样一颗显示之树建成之时,托马斯·A·伊斯顿想必也是可以满意的。不过自由生长的屏幕,无法处理其背后的驱动和电路系统,因此目前来看,是没有可能实现的。

第5页:向铁血战士的手腕显示学习

向铁血战士的手腕显示学习

在1987上映的《铁血战士》中,施瓦辛格饰演的少校,带领特种部队前往热带雨林营救失事的直升机成员。不料在途中遭遇不明生物攻击,由此引发了一场血战。该生物就是后来大名鼎鼎的铁血战士。这种生物的有一种可以操纵各种武器的手腕显示设备。如今手腕显示设备开始流行,各种智能手环的出现,就是这种显示产品的代表。

铁血战士的手腕显示设备

智能手环发展起来的技术基础有三个。第一就是各种微型传感器的发展,使得手环可以测定数据;第二就是传输技术的发展,使得手环可以和手机等智能设备相连接,第三则是电池技术的发展,智能手环得意拥有一定的续航能力。不过我们使用的智能手环,和电影所表现的设备,还有一定的差距。目前的智能手环较为的尴尬,其几乎不能控制其它设备,并且可以测量的数据也比较的少,只有走动步伐,睡眠时间等几项功能,从而导致智能手环的发展遭遇重大阻力。

智能手环还有很长的道路要走

在《铁血战士》中,外星生物的手腕设备,具有非常丰富的功能。这种对于手腕显示设备的期待,显然目前还没有办法实现。虽然苹果近期发布了iWatch,但是从功能上来讲,依旧无法掩盖目前手腕显示设备的应用短板。此外从技术来讲,手腕显示设备的续航,软件系统,以及功能的增加,都是需要进一步完善的。

全文总结:

科幻小说和电影中,对于显示科技描述还有很多,今天我们特意盘点了五个已经可以基本实现的预测。但是相比于小说以及电影中的完美应用,这些新技术的开发,还要一定的道路要走,对此笔者抱有积极的态度。因为相比于在几十年前想象今天科技的作家和普通人,今天的我们得以见证更多的科技,而对于未来的期望,我们也是应该抱有很大的希望。想象一下仅仅10年前,触控手机还是一个很罕见的产品,如今却已经满大街都是,这种速度是人们难以想象的。相信几十年后的显示科技,一定会更让人惊艳。

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