科研人员表示:基于光泳原理的激光捕获粒子方案可灵活模拟不同体积的图像 , 理论上讲可显示比1立方厘米更大的全息图像 , 不过显示区域越大 , 设备体积也越大 。 因此参考电影原理 , 通过包含3D线索的平面背景来暗示深度 , 比如向远处延伸的路(远景透视线索)、山与山之间的遮挡(遮挡线索)、山的淡出(环境线索 , 模拟更远的距离和更大的空间) 。
此外 , 在当代戏剧场景中 , 也曾通过投影来模拟远处的背景 , 形成视差效果 。 由于远处的背景足够远 , 因此不会触发人眼聚焦(视觉辐辏调节) 。
因此 , 科研人员将同样的原理应用于光泳全息方案中 , 在前景渲染3D立体全息图像 , 而在背景通过非立体全息图像模拟远处的深度 , 并称之为透视投影 。 为了进一步优化背景图像的立体感 , 科研人员提出采用两组支持各向异性散射的粒子来模拟双目视差 , 减少立体视觉调节冲突 。
当然 , 除了模拟更大显示范围外 , 也可以通过增加激光捕获的纤维粒子数量、改变粒子材质、尺寸、结构等方面来丰富3D全息图像 。 接下来 , 科研人员计划在该方案中加入遮挡、散焦等效果 , 进一步优化3D全息的逼真感 。
相似的研究
两年前 , 英国布莱顿苏赛克斯大学的科研人员也曾研发类似的全息方案 , 不过与杨百翰大学的激光捕获粒子方案不同的是 , 苏赛克斯大学利用超声波来控制1-2毫米直径的聚苯乙烯粒子 , 而不是用激光直接捕获和控制粒子 。
据悉 , 该方案基于声悬浮原理 , 通过扬声器产生的超声波来控制微粒移动 , 刷新率可达100次/秒 。 而光源方面 , 则采用LED照射 , 支持RGB全色彩显示 。
苏赛克斯大学的方案的另一特点是 , 可同时利用声波来产生触觉反馈 。 科研人员表示:超声波可以在悬浮的粒子和体感反馈、声音模式之间快速切换 , 速度快到人体无法察觉 , 这样体验者就能够在看到全息影像的同时听到声音或者感受到触觉 。
据体验者称 , 如果将手放进该方案的超声波范围内 , 可感受到类似于温柔的空气流动 。
不过 , 这个方案的显示区域同样受到装置体积的限制 , 如果结合杨百翰大学最新提出的方案 , 通过模拟远处深度来扩大人眼可感知的全息图像 , 或许可以得到进一步优化 。 参考:VRScout , BYU
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