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在空气中画一场 3D 星球大战,只需这道绿光

 创次方 2021-01-23


在空气中浮现立体投影,这事儿在特效加成的科幻片中,早就见怪不怪。可是现在,一位3D影像技术领域的扛把子,把幻想变成了现实。


(机器人R2D2投射的全息影像)

下面这个大盒子+小盒子的组合体,只需要射出一道绿光,就能在空气中呈现出立体的影像。

它叫 Holovect ,名字取得高级,翻译过来就是「矢量全息投影」的意思。


乍眼看投影效果,这货像极了近几年科技界吹得风生水起的「360度全息投影屏」。可是这一身的「绿」,加上显示出的像素点也是粗制滥造 feel ,让人不由得皱起眉头。


但!童话故事早就告诉你一个道理:越灰的姑娘越有王妃命,越不起眼的光越是不平凡。

Holovect 相比「360度全息投影屏」,不是一个 Diao 字可描述的。毕竟它破了 3D 影像技术好几个难点的处。


要了解 Holovect 的厉害之处,得先搞清楚「360度全息投影屏」到底是什么?

讲真,关注科技动态的吃瓜群众们,对目前应用最广的「全息投影」技术——「360度全息投影屏」并不陌生。

比如说,日本人气歌手 初音未来 的每场演唱会都用全息投影技术,由此在舞台上呈现这个虚拟人物。


(妹子正是《甩葱歌》的演唱者)

还有 2013年,我的爱豆 周董邓丽君 的隔空演唱。


以及 2014年,美国公告牌流行音乐颁奖典礼上,全息影像技术「复活」了已经去世5年的 迈克尔·杰克逊


它的运作原理是,把图像投影在特制的二维平面上,通过控制图像在二维上的运动,从而制造出三维图像错觉


也就是说,这种方法显示出的影像:

  1. 是投射在二维平面之上的,看得见却摸不着;

  2. 能观察物体的三维立体感,却无法测量物体的三围数值。

而且一旦观看角度不对,三维的效果就会失真很多。


可是,Holovect 眼不眨、心不跳,用一道绿光就完成了楼上做不到的这些事:

第一

投射在空气中,伸手即可触摸。虽然绿光会射你一手,但也不会激光灼伤。



第二

从头到脚,从内之外,一五一十还原了物体的原有信息


第三

按下操控台按钮,图像开始旋转跳跃,动态效果衔接自然


而以上 Holovect 的几个优点,也是目前立体投影技术需要攻克的投影效果的 G 点。

它之所以能打破传统3D投影用二维显示三维的壁障,还要归功于研发团队另辟的蹊径 ——「全息投影」技术的另一种分类,激光束投射实体 3D 影像


就如海市蜃楼的形成原理,光在不同密度的空气中有不同的折射率,物体反射的光经过大气折射而形成虚像。


Holovect 就是一个迷你版的海市蜃楼形成装置,小盒子部分负责发射形成虚像的激光,大盒子正上方展示影像,它的内部装置来改变折射所需空气的湿度、温度。


当特殊的气体从大盒子中喷射而出时,随即改变图像演示区空气的折射率,小盒子发射出的激光束就会发生精确反射和折射。bingo!!! 有形有状的绿色立体影像就这样诞生了。


要让投影的立体影像长什么样,由你自己决定。而且上传图案的方法,只用插 U 盘、上传即可。


你可以用电子表格、在线工具,甚至铅笔绘画做出你想要的投影。接着,Holovect 开发的数据结构 Vect,会把你上传的图片,在 X-Y-Z 的三维坐标上绘制出线性图案。


也就是说,一个建筑师不需要任何打印模型,就能用它建造一栋大楼。而且在修改后也能立刻看到修改结果。


或者像《星球大战》中,给它加入通讯功能,用来通话显示。


可惜,令人蛋疼的是,这货投影的区域有限,绘制的图形只能在 12*12*12 cm³ 范围内有效。超了范围,物体投影就自行残疾了。


而且,目前 Holovect 的物体显示效果,有点像 80年代的游戏机,颜色单一,像素点巨大而鲜明。横看竖看斜看都只让人觉得一个字:劣质。

这么劣质为啥我还推荐?说句良心话,撇开目前的技术壁障,Holovect 的未来应用潜力是无穷的。


比如应用在 3D 打印中,在打印实物前,先用 Holovect 投影还原物体,检查一遍打印的数据误差,或者检查一遍内部结构,既省时间,又省材料。


还有医疗教学中,人体构造不再是实验室硬而粗大的塑料模型了。而是既能看到肌肉组织,又能看到骨骼系统,甚至细微到细胞结构的交互式影像了。


或者伸入商业领域,为广告开辟商路,做产品促销的演示设备。

甚至投影一段 3D 真人爱恨情仇生死纠缠动作大片,也不是不可能。光是想想就有点小激动呢…


不过等到这一切来临,还需要99%的耐心和1%的信念。毕竟 Holovect 身上还背着「不能承载数十亿颜色」、「投影空间有限」、「激光绘制角度有误差」、「复杂型动态图像刷新慢」等等等等问题啊。

   

而这一系列的问题,也正是发明者 Jaime Ruiz-Avila  把不成熟的 Holovect 搬上众筹网站 Kickstarter 的原因。不是急着盈利,而是想借此筹资来支撑团队更深入的研究。

Jaime Ruiz-Avila 毕业于 VirginiaTech 的物理学,曾经设计并建造太阳能电话亭、路灯。之前他也用在 Kickstarter 上众筹资金的方式,让另外几项技术研究获得了成功。


他说:光是我的一切。现在,又是用光,创造了一个物理和计算机学的合成应用。这次利用 Kickstarter 众筹,我只想把这个产品带给帮助过我的人,继续技术研究,同时,我也想看看 Holovect 在研发者、科学家、艺术家手中,彼此会摩擦出什么样火花。」

绿光

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