激光

  

  固然 VR/AR头显眼镜已经可以带来相称 不错的假造 实际 体验,但让用户佩带 额外的装备 ,始终是一种反人性的表现 方式。我始终以为 ,裸眼立体表现 ,才是更有前程 的将来 。痛惜 全息相干 技能 不停 难以突破,反倒是各种伪全息每天 出来忽悠。

  不外 ,近来 ,澳大利亚的Voxon公司,却带来了真正裸眼3D立体表现 ,固然 还不美满 ,但已经充足 惊艳,大概 指明白 一个新的技能 方向。本文就简单 先容 下Voxon的3D立体表现 技能 ,同时,顺带把如今 的各类真真假假裸眼立体/全息表现 掰扯掰扯清楚 。

  Voxon 裸眼空间立体表现

  Voxon Photonic 公司位于澳洲,创建 于2013年,他们研发了基于超高速数字光引擎和高度优化的体积渲染引擎的空间立体成像技能 ,称之为Voxon Photonic Engine,基于这项技能 ,又开辟 了具体 的桌面级3D立体表现 产物 Voxon VX1。

  如上图,Voxon VX1在一个半球的玻璃罩内,有一个淡色 的立方体地区 ,地区 中出现 出了雷同 影戏 里的全息表现 结果 。由于是真实的空间中各点在发光,以是 ,Voxon表现 的影像不必要 戴眼镜看,而且从差别 角度看差别 ,还可以与人举行 根本 交互。不思量 各种细节题目 ,这种立体表现 确实就是各人 不停 在等待 的,影戏 中的全息表现 。

  Voxon的技能 原理,是将三维物体切分成数百层的截面,每个截面,在空中通过光投影到幕布上表现 出来,通过幕布往复活动 ,投影光随之连续 切换投影对应位置处的截面,当幕布活动 和投影切换速率 充足 快时,在人眼视觉暂留的作用下,同一时间内,人眼就能看到几百层截面被同时被表现 出来,构成一个完备 表现 出来的三维物体。

  

  Voxon用一种相对简单 的幕布活动 的方式,开端 办理 了全息表现 的介质题目 ,从而实现了真正的空间3D表现 ,是一个非常故意 思的思绪 。固然 Voxon如今 的表现 尚有 很多 题目 ,比如 只能表现 单色、分辨率还不敷 精致 、整套装备 体积大等,但已经是向前迈了一大步。

  裸眼/全息3D表现 技能 盘货

  要阐明 Voxon的代价 ,这里必要 把市面各种“全息”、“裸眼3D”等空间表现 方式都掰扯一下。

  全息术由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯于1947年发明,中文维基百科对全息是如许 界说 的:“全息术(英语:Holography),又称全息投影、全息3D,是一种记录 被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技能 ,而物体反射大概 透射的光线可以通过记录 胶片完全重修 ,仿佛物体就在那边 一样。通过差别 的方位和角度观察照片,可以看到被拍摄的物体的差别 的角度,因此记录 得到的像可以使人产生立体视觉。”

  技能 角度表明 全息要更复杂一些,不外 这不紧张 。岂论 是叫裸眼3D表现 、氛围 成像、真全息还是 啥,大众对全息想要的结果 ,就是下图中这种科幻影戏 中的结果 ,这点各人 是没有分歧的。

  

  人眼看到图像,源于像发射的光线进入到人眼中,但氛围 中没有任何介质,无法让光直接从氛围 中某处发射到人眼中,以是 影戏 中的结果 当前技能 还做不到。不外 ,人们通过一些别的 本领 ,变相到达 了让物体的光从空中发射到人眼的结果 。具体 可以分成三类:

平米2D成像:在氛围 中设置介质,光投影到介质后,再反射到人眼睛。固然 氛围 中的介质是平面的,但假如 配景 暗中 ,人看不见介质,加上图像中主体之外透明,给人一种像在立体氛围 中的错觉。由于像还是 平面的,因此旋转视角时,这类表现 方式就会出现题目 。

3D立体成像:人眼左右眼有肯定 视差,看到的物体有些许差别 ,只要给左右眼分别看差别 的符合人眼时差的同一物体的画面,就能给人氛围 中有假造 物体的感觉。如今 的VR头显也是基于这类原理,已经可以做到非常好的沉醉 式结果 ,但是必要 依靠 眼镜等外部装备 ,难以做到裸眼观察。

空间3D成像:在氛围 中创建 一些体积性介质,真正让光通过氛围 中的介质反射到人眼中,也就是真正的全息表现 。真全息表现 可以裸眼随意旋转角度观察,核心 在于利用 何种介质成像。很多 人指的真全息,一样平常 指的是这类方案。

  平面2D成像

  纱幕投影体系 。各类大型演出中,如周杰伦演唱会、初音将来 演唱会等,都会利用 的一种方式。实际 上就是把像投影到幕布上,人眼看不到幕布,以是 感觉像是在空中有立体的像。

  这类方案最早可以追溯上16世纪的一位科学家,19世纪的英国人John Pepper最早将其应用到舞台演出 艺术上,厥后 这项技能 被称为为“Pepper's Ghost”(佩珀尔幻象)。

  如今 贸易 上常用的这种薄膜投影技能 大抵 可分为两类:一类是背投方式,投影机直接将影像投射到全息膜上。另一类是利用 反射,将投影或LED图像反射到呈45度放置的全息膜上。

  水幕投影。水幕投影和薄膜投影技能 原理根本 一样,唯一区别是表现 像的由投影膜换成了水幕。水幕比力 费水,国内较少见,大型喷泉有所应用。

  全息扇。通过一条LED灯带高速旋转,利用 视觉暂留,也给人一种氛围 中有像的感觉。不外 本质上成像还是 一个平面。关于全息扇,Yuri之前的一篇文章有更具体 先容 。

  无介质浮空投影。杭州飞像科技的方案,基于纳米棱镜构成 的大棱镜反射,可以或许 在氛围 中出现 出一个立体的平面,表现 各类图像。关于无介质氛围 成像,这里有篇文章有具体 阐明 :《杭企 | 飞像科技 : 让画面从假造 空间飞出来》。值得一提的是,固然 是如今 最靠近 全息成像结果 的方案,但飞像至今从未将本身 的方案跟全息扯上关系,而且,飞像也有在氛围 中成3D立体像的方案。

  数字信号叠加。很多 电视台节目、晚会中常用的技能 ,在数字流中合成参加 假造 3D影像,末了 给观众看到的视频流中,就像是有假造 物体表现 在氛围 中,结果 惊艳。然而,真正在拍摄现场的观众,实际 是什么都看不到的。

  3D立体表现

  全息柜。很早的一种号称全息的技能 ,实际 是把三维物体多个角度的像通过四棱镜反射,在空中让人眼感觉有一个浮空的像。有180度,270度,360度等多种。这种表现 方式结果 并不算多好,也没多少技能 含量,如今 已经不受待见。

  AR/MR眼镜。如今 的VR眼镜、HoloLens等AR眼镜,成像的立体感都源于双目视差。只不外 HoloLens在对物体举行 表现 时,还能根据观察的角度对假造 物体物体举行 变革 ,因此,带来的感觉非常靠近 影戏 中的全息表现 结果 。

  全息投影桌。VR眼镜之前,NVIDIA的3D Vision 技能 还是 立体表现 的主流,通过快门式眼镜分别控制恣意 瞬时左右眼只有一只眼能看到对应的物体的画面。欧几里得公司的全息投影桌,采取 的就还是 这种方案。相比于HoloLens,这种方案的重要 长处 就是方便的多人同时观察。

3d虚拟现实表现_虚拟现实的3d建模技术

  裸眼3D。前些年,裸眼3D电视还曾经火过一阵,痛惜 厥后 各人 发现表现 结果 并不好 ,渐渐 不再关注这类技能 。

  空间3D成像

3d虚拟现实表现_虚拟现实的3d建模技术

  Leia3D。RED的全息手机全息技能 来自Leia 3D相助 。Yuri曾经与Leia 3D举行 过交换 ,花了不少的时间才委曲 明白 Leia 3D的大概技能 原理。Leia 3D利用 特别 的分屏膜,将表现 屏上的单个像素点分散成多个方向多个角度的光线,如许 在观察时,每个角度看到的都是屏幕上单个像素点分出的朝向该方向的光线,像随着视角变革 而变革 ,从而到达 假造 氛围 中像的结果 。飞像科技空中3D成像的方案和Leia 3D的技能 原理好像 非常像。

  Leia 3D的这种方案不完全属于在氛围 介质中举行 成像,但是也形成了物体的体积光,以是 也分到了空间3D成像这里。

  Voxon。如上文所示,Voxon通过高速活动 的幕布,办理 了成像介质题目 。

  Holovect。15年就在众筹平台Kickstarter上表态 的一款全息图投影仪。工作时,Holovect起首 会喷射出反光性更强的特别 氛围 作为介质,,然后将光线投射到雷同 的空间来创造3D图像。

  

  水蒸气投影。麻省理工一位叫ChadDyne的29岁研究生发明的一种氛围 投影和交互技能 ,以水蒸气液化的小水珠为介质,将图像投射在水蒸气液化形成的小水珠上。

  激光爆破氛围 。日本国家高级工业科技研究所研究的一种用激光束在氛围 中投影表现 的方案。这种方法重要 是不绝 在氛围 中举行 小型爆破,利用 氮气和氧气在氛围 中散开时,肴杂 成的气体变成 灼热的浆状物质作为介质,在氛围 中举行 成像。

  

  高速旋转镜子。根本 原理是,镜子旋转的角度和投影仪是同步的。在每个时候 ,投影仪从上方投出在谁人 镜子角度下能看到的截面图。旋转速率 够快的话,由于人脑的视觉暂留,就能看到稳固 的3D影像。项目网址:https://gl.ict.usc.edu/Research/3DDisplay/

  掰扯了这么多,盼望 各人 可以或许 对裸眼3D和全息有更清楚 的认识 ,也等待 有更多向Voxon一样,通过清奇的脑洞,为我们带来全新表现 方案的企业出现。