黑科技还原科幻片中的裸眼3D,能同时激发起视觉、听觉、触觉,未来前景无限!

 

英国萨塞克斯大学的研究,有望让科幻片中的裸眼3D变成现实。新的研究采用了一种多模态声阱显示器(Multimodal acoustic trap display,MATD):利用超声波扬声器引导微小的粒子,可以同时传送视觉、听觉和触觉三种内容,并形成一个可以在空中改变形态的悬浮显示器。可以让你直接用肉眼在同一时间看到、听到、感觉到 3D 图像。

虽然现在还只能展示一些简单的画面,但项目负责人 Sri Subramanian 表示:它将能置于任何显示方法之上,让我们比以往更接近‘终极显示’。

能看,能听,还能摸

什么技术能共同激发起视觉、听觉、触觉?——声悬浮。

声悬浮,即利用声波振动来悬空操控微小的物体。1940 年以来,科学家们开始研究声悬浮的概念。过去 10 年间,这项技术得到了很大提升,声学系统现在已经能像声波牵引光束一样推拉小颗粒,那么这些小颗粒,就能在我们的视线里进行‘3D 打印’,形成我们想看的物体,还能 360 度显示。

这和以往的全息技术完全不同。这项新技术不仅完全抛弃了屏幕,也无需眼镜或其它仪器来辅助,而是直接在你的眼皮底下呈现。它还不再限于特定观看者,大家都能一起融入这个虚拟世界。

研究人员把这次的全息设备称为 ‘多模态声阱显示器’(Multimodal acoustic trap display,后续简称 MATD)。他们制作了一个 10cm 长的盒子,顶部和底部有 512 个微型扬声器阵列,当这些扬声器发出超声波,就能通过空气中的震动,用编程操控着比芝麻还小的塑料颗粒。然后他们使用红、绿、蓝三色的光照射这些悬浮着的颗粒,就可以控制光的颜色。

这项技术并不是初来乍到,这次的突破就在于它‘更快更持久’。快的地方在于,它能让其中的粒子以每秒近 9 米的速度垂直滑动、每秒 3.75 米的速度水平滑动,这种粒子处理能力优于迄今为止展示出来的其它光学或声学方法。去年类似苏塞克斯大学研究的新系统中,粒子每秒移动才不到一米。所以 MATD 的显示效果也会优化很多。

持久的地方在于,因其极快的速度,它能让人完全忽视里面运动的颗粒,而是只感知到其中连续的、不断演变的图像,从而带来视觉的持久性。

通过控制多个扬声器阵列,该系统可以产生能被人耳听见的‘噪音’,然后就可以生成一些有趣的音效。MATD 的共同创始人 Diego Martinez Plasencia 博士说:即使我们听不到超声波,但它仍然是一种机械波,能通过空气传递能量。当我们聚焦这种能量时,就可以产生音频刺激你的耳朵。超声波也是它能让人有真实触感的原因。

当扬声器把振动集中在一个点上,你的手轻触上去,就能拥有‘反弹’的感觉,譬如摸到那只展示中的蝴蝶,手指就会感到颤抖。未来这也能为人们与 3D 图像的互动带来更多的触觉反馈。

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