在電影《鋼鐵俠》中，托尼·斯塔克只需要揮揮手，就能對(duì)懸浮在空中的三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、拆解、組合等復(fù)雜操作。如今，這種操作在現(xiàn)實(shí)中也能實(shí)現(xiàn)了！這得益于一種名為“FlexiVol”的新型顯示技術(shù)。

徒手操控三維影像正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)  供圖/視覺(jué)中國(guó)

可以互動(dòng)的三維顯示技術(shù)

說(shuō)到三維顯示技術(shù)，很多人首先會(huì)想到全息投影——一種利用光的干涉、衍射等原理生成三維影像的技術(shù)。FlexiVol 與全息投影可不一樣，它創(chuàng)造出的影像能和人互動(dòng)，能為用戶帶來(lái)更加豐富的體驗(yàn)。

FlexiVol 之所以能實(shí)現(xiàn)三維影像交互，主要依靠以下3 點(diǎn)：

No.1  視覺(jué)暫留現(xiàn)象

FlexiVol 生成三維影像的核心原理之一就是視覺(jué)暫留現(xiàn)象。視覺(jué)暫留現(xiàn)象又稱“余暉效應(yīng)”，是指人眼在接收光信號(hào)后，視覺(jué)圖像并不會(huì)隨光線的消失而立即消失，而是會(huì)短暫保留。例如，在一把圓扇的一面畫(huà)鳥(niǎo)，另一面畫(huà)籠子，快速轉(zhuǎn)動(dòng)扇子時(shí)，我們會(huì)看到“鳥(niǎo)在籠中”的景象。FlexiVol 正是利用了這一原理，在一個(gè)真實(shí)的三維空間體內(nèi)，用無(wú)數(shù)個(gè)快速移動(dòng)或同時(shí)點(diǎn)亮的光點(diǎn)構(gòu)建出三維發(fā)光體。

No.2  彈性擴(kuò)散條

FlexiVol 利用視覺(jué)暫留構(gòu)建三維影像的方法，其實(shí)并不是它的“專利”。在此之前，人們就能依靠擴(kuò)散器創(chuàng)造出同樣的三維影像。只不過(guò)，傳統(tǒng)擴(kuò)散器是通過(guò)高速振蕩投射圖像，用戶在接觸圖像時(shí)存在損壞設(shè)備或劃傷手的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法滿足用戶將手伸到圖像內(nèi)部的愿望。而FlexiVol 創(chuàng)新地將原本硬邦邦的剛性結(jié)構(gòu)換成了特制的彈性擴(kuò)散條，這種柔性結(jié)構(gòu)允許用戶像穿過(guò)門(mén)簾一樣將手伸入三維影像中。更值得一提的是，F(xiàn)lexiVol創(chuàng)造出的三維影像還可以實(shí)時(shí)進(jìn)行畫(huà)面校正。當(dāng)用戶將手伸入其中后，三維影像并不會(huì)因?yàn)椴牧系淖冃味l(fā)生改變，可為用戶帶來(lái)更好的視覺(jué)體驗(yàn)。

No.3  高性能成像設(shè)備

完成了觸摸三維影像的愿望，接下來(lái)再讓這些圖像聽(tīng)用戶指揮，就能像電影中一樣，實(shí)現(xiàn)人與三維影像的互動(dòng)了。為此，F(xiàn)lexiVol 系統(tǒng)集成了一套高速、高精度的成像設(shè)備。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)追蹤用戶手部的位置和動(dòng)作，當(dāng)用戶做出“抓取”“推拉”或“旋轉(zhuǎn)”等動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立刻捕捉到這些動(dòng)作，并驅(qū)動(dòng)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)整三維影像的狀態(tài)。所以，準(zhǔn)確地說(shuō)，F(xiàn)lexiVol 并非讓用戶真正操縱這些三維影像，而是借助高科技模擬出與三維影像交互的體驗(yàn)。即便如此，這種新穎的互動(dòng)方式也足以給用戶留下難忘的回憶。

 電影《鋼鐵俠》中的場(chǎng)景

FlexiVol技術(shù)演示

廣泛的應(yīng)用前景

可以預(yù)見(jiàn)，這項(xiàng)支持實(shí)時(shí)交互的三維成像技術(shù)一旦成熟并投入商用，將在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

文物展示

如今，三維投影技術(shù)已在不少博物館得到應(yīng)用。借助這種高科技，觀眾不僅能看到文物的立體影像，還能欣賞動(dòng)態(tài)畫(huà)面。例如，在故宮《清明上河圖》特展中，觀眾就能看到在汴河上破浪而行的船只，能聽(tīng)到艄公嘹亮的號(hào)子。不過(guò)，這些內(nèi)容通常是預(yù)設(shè)的。如果FlexiVol 能應(yīng)用于文物展示，觀眾就能自主選擇觀賞角度與內(nèi)容，不僅提升觀展興趣，也有助于更深入地理解文物。

疾病診斷

全息投影技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域展示出了價(jià)值，尤其在治療規(guī)劃和醫(yī)學(xué)影像展示方面，它能將 CT、MRI 等影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維影像，幫助醫(yī)生更好地了解病癥所在和規(guī)劃治療路徑。未來(lái)，F(xiàn)lexiVol 如果能進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域，將進(jìn)一步提升醫(yī)生觀察與分析影像的能力。到那時(shí)，醫(yī)生或許能化身“醫(yī)療界的鋼鐵俠”，更有效地幫助患者對(duì)抗疾病。

娛樂(lè)休閑

FlexiVol 技術(shù)發(fā)展成熟， 也將為我們的日常生活帶來(lái)更多精彩。例如，現(xiàn)在我們已經(jīng)能通過(guò)虛擬演唱會(huì)感受現(xiàn)場(chǎng)的氛圍，享受沉浸式的視聽(tīng)盛宴。而引入FlexiVol 技術(shù)后，觀眾或許還能與歌手進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，使虛擬演唱會(huì)更加貼近真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)。

除此之外，F(xiàn)lexiVol 還有望應(yīng)用于教育、建筑等多個(gè)領(lǐng)域。期待這項(xiàng)技術(shù)為我們的生活帶來(lái)更多的精彩。

文/ 林寬雨