Трехмерные изображения, которые можно увидеть в таких фильмах, как «Звездные войны», возможно, не так уж и далеко. В отличие от современных 3D-изображений, эти изображения в высоком разрешении видны практически с любого направления. И специальные виртуальные очки для них не нужны. Прототипы «настоящих» трехмерных изображений пока очень маленькие, зато с невероятной детализацией.
Новая лазерная система визуализирует полноцветные трехмерные изображения в воздухе. Эта технология может когда-нибудь создать футуристические, свободно плавающие визуальные эффекты для всего, от управления воздушным движением до хирургического планирования.
С помощью этой новой технологии «вы действительно можете достичь того, на что все надеются, а именно образа принцессы Леи в той сцене из Звездных войн», говорит Кертис Бродбент, физик из Рочестерского университета в Нью-Йорке, который в работе не участвовал.
В то время как голограммы представляют собой изображения на плоских поверхностях, которые кажутся трехмерными только из-за того, как свет отражается от материала, вновь созданные изображения на самом деле занимают трехмерное пространство. Двумерные изображения виртуальных исполнителей также можно превратить в трехмерные с помощью сценических трюков, в которых используются тщательно размещенные проекторы и отражающие поверхности. Но, как и голограммы, эти кажущиеся трехмерными изображения можно рассматривать только под определенным углом. Новая техника создает трехмерные изображения, которые можно увидеть практически с любого направления.
Эта система работает, улавливая частицы целлюлозы размером всего несколько микрометров в луче почти невидимого лазерного излучения. Этот лазер неоднократно перемещает частицу по определенному пути в воздухе, например, в форме штопора или контура бабочки. В каждой точке пути частицы другие лазеры освещают ее красным, зеленым или синим светом, который частица рассеивает во всех направлениях. Это создает один пиксель изображения, который можно просматривать со всех сторон.
Поскольку частица пролетает в воздухе так быстро и повторяет один и тот же путь снова и снова, все эти пиксели сливаются вместе, как кончик бенгальского огня, которым взмахнули так быстро, что он кажется сплошной линией. Это создает то, что кажется неподвижным изображением, парящим в воздухе.
Дэниел Смолли, инженер-электрик из Университета Бригама Янга в Прово, штат Юта, и его коллеги использовали этот метод для создания графики размером с почтовую марку. Поскольку технология рисует изображение с помощью одной частицы, исследователи могли создавать только небольшие изображения, в том числе изображение Земли с высоким разрешением диаметром около одного сантиметра.
«Масштабировать это даже до размера монитора компьютера было бы довольно сложно», говорит Бродбент. Исследователям придется усовершенствовать свой прототип, чтобы создавать изображения с использованием множества частиц.
Смолли говорит, что он уже представляет себе систему, которая управляет 100 или даже 1000 частицами одновременно. С этими улучшениями «пределом становится небо», говорит он.
Свободно плавающие изображения могут помочь врачам практиковать хирургию до того, как пациент попадет под нож, говорит физик Барри Бланделл из Университета Дерби в Англии. Эта технология также может быть использована для физиотерапии или улучшения спортивных результатов. По словам Бланделла, люди смогут записывать, как они выполняют различные действия, например, замахиваются клюшкой для гольфа, а затем просматривать отснятый материал в трех измерениях, чтобы внимательно изучить движения своего тела. И если изображения можно постоянно обновлять данными в реальном времени, такие трехмерные изображения могут предоставить авиадиспетчерам динамические карты самолетов в воздухе или помочь исследователям отслеживать спутники, чтобы они не сталкивались.
По словам Бродбента, возможности рекламных, образовательных и развлекательных систем безграничны. Когда-нибудь мир может быть полон всплывающих изображений, подобных тем, что были представлены в фильме «Мир юрского периода», где посетители музея проходят через зал, где выставлено спроецированное изображение динозавра, или как отдельно стоящие изображения, как Тони Старк в фильмах о Железном человеке, когда он проектировал свои металлические костюмы. И в отличие от систем виртуальной реальности, эти новые изображения, нарисованные лазером, можно увидеть невооруженным глазом: головной убор не требуется.
