科学家成功实现可物理操控的3D全息图像,科幻场景照进现实。

兮猫 2025-04-14 05:03:44

在众多科幻电影里,我们常目睹这样的场景:角色仅凭手势,就能自如操控悬浮于空中的全息图像。如今,这般充满奇幻色彩的画面正逐步从虚构迈向现实。一项混合现实技术领域的重大突破,让可实现物理操控的全息图像成为可能。

科学家成功实现可物理操控的3D全息图像,科幻场景照进现实。

3月6日,一篇发布于HAL开放档案库的全新研究,阐述了科学家们如何探索以弹性材料作为体视显示器的关键构成要素,达成对三维全息图像的抓取与触碰操作。这一创新成果意义非凡,它意味着人们能够像对待实体物件那样,与3D图形展开交互。比如,能用手抓住并挪动一个虚拟的立方体,且不会对全息系统造成任何损坏。尽管此项研究尚未经过同行评议,但科学家们已借助视频展示了这一前沿技术。

“我们早已习惯通过手机进行直接交互,像用手指轻触按钮,或是在屏幕上拖移文件——这种交互模式对人类而言自然且直观。而这个项目让我们能够将这种自然交互方式拓展至3D图形领域,充分利用我们天生具备的三维视觉与操控能力。”该研究的首席作者、纳瓦拉公立大学计算机科学教授阿西尔·马尔佐在一份声明中如此说道。

据IT之家消息,研究人员将于4月26日至5月1日在日本举办的计算机系统中的人为因素(CHI)会议上,展示他们的这一研究成果。

全息图像在当下社会并非鲜见之物,它们广泛应用于提升公共展览效果,或是作为智能眼镜的关键组件。然而,能够与之进行物理层面的交互,长久以来都被视作只有科幻电影中才会出现的情节,就如同漫威电影《钢铁侠》里呈现的那般。而这项全新研究,首次达成了以双手在空中操控3D图形的创举。

为了实现这一目标,研究人员对全息技术的运作原理展开了深入探究。在用于呈现全息图像的体视显示器里,核心部件是一个扩散器。这是一个高速振荡的薄片,一般为刚性材质,数千幅图像会同步投射到它不同高度的位置,进而构建出3D图形,也就是我们所说的全息图像。

不过,振荡器的刚性特质带来一个问题:若在其振荡过程中与人手接触,很可能造成损坏或引发伤害。为解决这一难题,研究人员采用了一种尚未公开具体细节的柔性材料,这种材料在被触摸时,既不会损坏振荡器,也不会导致图像质量下降。

基于此,人们得以对全息图像进行操控。但研究人员还面临着弹性材料在被触摸时会发生变形的挑战。为克服这一问题,他们实施了图像校正措施,以此确保全息图像能够精准投影。

尽管这一突破目前尚处于实验阶段,但若实现商业化,其潜在应用前景十分广阔。研究人员在声明中指出:“屏幕以及移动设备等显示设备在我们的生活中随处可见,广泛应用于工作、学习以及娱乐等诸多方面。可直接操控的三维图形在教育领域具备应用潜力,例如用于发动机部件的可视化展示与组装教学。此外,无需借助虚拟现实头显,多个用户就能够展开协作交互。这类显示器在博物馆等场所尤为实用,参观者能够轻松靠近并与展示内容进行互动。”

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