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空气屏幕是怎么实现的?

2021-07-09 10:17网络产品资讯 人已围观

简介俄国科学家开发的一种非常高端的大气显示设备可以在空中直接显示图像,这种设备被称为Displair空气显示屏。Displair原理大概就是,基座能像空中喷射超细微的水滴,并使水滴形成半透...

俄国科学家开发的一种非常高端的大气显示设备可以在空中直接显示图像,这种设备被称为Displair空气显示屏。Displair原理大概就是,基座能像空中喷射超细微的水滴,并使水滴形成半透明的屏幕,然后显示画面。这个屏幕可以支持手势感应,您在其上执行的任何操作,都将被准确定位并反馈。此外,更棒的是整个系统,包括手势感应,都是3D的,你可以直接操作图像中的3D对象,放大,缩小,旋转等等操作,都可以实现。
1.空气显示屏(Aerial display)也称为悬浮显示屏(Floating display),是直接在空中投影影像的显示方式。空气显示屏主要包括两种:分别是有介质空中成像显示屏及无介质空中成像显示屏。有介质空中成像显示屏有以下一种:俄罗斯人Max Kamanin设计的水雾投影Displair(英语:Displair)成像为代表。

2.空气显示屏基本原理是将图像投影到薄雾上,所以它的硬件设备主要是投影机和薄雾发生器。无介质空中成像显示屏有以下两种:全息原盘成像技术“逆反射”悬浮成像技术技术背景空气显示屏最大优势是人可以和空间中的像进行直接交互而不用使用类似VR的辅助显示设备。

3.从科幻电影《星球大战》到《钢铁侠》中可以看出,人们希望可以与空间中的自由的像进行实时交互,实现梦幻般的效果。由于电视媒体与网络媒体的宣传作用,使得“全息”技术深入人心。人们普遍认为“全息”技术是在空间中呈现出一个悬浮的立体影像,类似于电影《阿凡达》中所表现的立体电子沙盘。然而,非常遗憾,目前这种电影中表现的技术是无法实现的,甚至连基本的物理理论都没有。人们在荧幕上看到的奇幻效果大部分是后期视频合成的。还有一些舞台效果是利用反射原理实现的。

4.把“全息”理解为空间悬浮的立体影像,其实是人们对全息的误解。学术上的“全息”技术是由英国物理学家Denise Gabor 在1947年提出的。“全息”顾名思义,是光的全部信息的意思。光是电磁波,表示电磁波的信息包括两部分,分别是“振幅”与“相位”。

在记录过程中,利用“干涉”原理,全息图可以同时记录物体发出光波的“振幅”与“相位”信息。利用“衍射”原理,全息图可以同时再现物体的“振幅”与“相位”信息。再现“振幅”与“相位”信息在宏观世界的表现是可以看到立体像,而非平面像。

因为再现了立体的影像,所以观众可以从不同角度看到物体的不同侧面。“全息”膜成像可以说是目前位置最常见的类空气成像技术,它是利用平面镜反射原理实现的。

它不是空气显示屏,因为像是在玻璃体内,人无触碰到像,却很容易让人们误解为是空气显示屏实现的一种方式。 

它的实现方法非常的简单,如图所示在春晚上展示的邓丽君与明星对唱用的就是采角的这种方法。

空气屏幕
还有很多金字塔型展柜的展示也采用了这种技术,通常被称为“全息”金字塔。

这种技术存在两个问题:1.由于利用反射原理,所以影像显示在屏幕内,人无法触碰到影像,这会大大的降低神秘感。2.实现方法过于简单,且随处可见,人们早已审美疲劳。

主要的空气显示屏技术激光电离空气成像,该技术是将皮秒激光器发出的激光进行聚焦,利用极高的功率瞬间电离焦点位置的空气,让空气发出亮白色的光点。再利用扫描装置让空中光点在空间中快速移动,从而形成空间成像的效果。

这种技术存在四个主要的问题:1.设备体积巨大。2. 显示颜色单一,只能呈现亮白色。3.价格昂贵,目前单台设备的成本达到100万美元。4.由于使用了超高功率的激光器,存在一定的安全隐患。

虽然激光电离空气成像存在一定的问题,但是该空气成像方法是目前唯一的以空气为介质成像的技术,与科幻电影中表现的“全息影像”最为接近。

“全息”圆盘成像“全息”圆盘是一款非常著名的玩具,由两个面对面的凹面镜组成。其中上面的凹面镜中间有一个开口,下面的凹面镜完全封闭。当把一个真实物体放在下端凹面镜的底部时,在上端凹面镜的开口位置会出现该物体的实像,这种显示效果非常逼真,原理如图所示。这里的凹面镜经过光学设计,可以让漂浮影像的效果更优。
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