科学家们创造了微小的动画的星舰，带有激光的轻型军刀

Brigham Young大学（Byu）的科学家们已经创造了借鉴星际迷航和星球大战的光线：美国企业的微小版和克林顿战斗巡洋舰发射了光子鱼雷，以及微型绿色和红灯制造商用实际发光梁。动画是科学家们的一部分;正在进行的＆＃34;公主Leia Project＆＃34; - 所谓的，因为它是由星球大战第四集中的标志性时刻的影响：当R2D2投射雷亚录制的3D图像时，为Obi-Wan Kenobi提供了一个新的希望。他们描述了他们在杂志科学报告中发表的最近纸张中所谓的无屏幕体积展示技术的最新进展。

＆＃34;你和＃39;在我们创造的场景中看到了真实;关于它们的计算机没有，＆＃34;拜访了一位电气工程教授的合作丹姆拉利表示。 ＆＃34;这不像电影，在哪里灯击剑或光子鱼雷从未真正存在于物理空间中。这些是真实的，如果你从任何角度看着它们，你会在那个空间中看到它们。＆＃34;

使本科幻小说成为潜在现实的技术被称为光学陷阱显示器（OTD）。这些不是全息图;它们＆＃39;重新容积图像，因为它们可以从任何角度观察，因为它们似乎漂浮在空中。全息显示在2D表面上散射光线，并且微观干涉图案使光看起来好像它来自面前或后面的物体，显示表面。所以通过全息图，必须看一下该表面以便看到3D图像。相反，体积显示器包括分布在由所得到的3D图像占据的相同的3D空间中分布的散射表面。这意味着当您查看图像时，您也在查看散射光。

Smalley比较Tony Stark＆＃39; S Interactive 3D在Iron Man或Avatar＆＃39; S图像投影表中显示效果。 BYU体积显示平台使用激光来捕获植物纤维的单个粒子，称为纤维素并均匀地加热。诀窍是一种称为摄影的现象：球形透镜在激光中产生像差，加热微观颗粒并在梁内捕获它们。这使得它们能够在使用计算机控制的镜子中的应用中推动或拉动粒子 - 以使用计算机控制的镜子 - 以创建所需的图像，同时使用第二组激光器照亮可见红色，绿色和蓝光。

该技术还利用了持续存在的持久性，这是一种感知现象，因为大脑具有自然倾向，以平滑刺激的中断。大脑保留了击中视网膜的光照印象大约是大约1/10至1/15的第二次 - 仅仅足够长，使得世界每次眨眼时都会变黑。它可以＆＃39; t区分光线的速度比这更快地发生。这是与儿童的许多人一样的翻转书背后的原则，或者是经典的动画。电影，如翻转书，看起来是持续的，但实际上，在屏幕上以足够的快速速度闪烁的图像，我们认为无闪烁的图片。

在Smalley等人的情况下。＆＃39; S光陷阱显示，视觉的持久性意味着粒子＆＃39; s轨迹看起来是实线，类似于在黑暗中挥动烟火。它几乎像3D打印带有光线。 ＆＃34;粒子通过图像中的每一点移动到一秒钟内，通过持久性创建图像，＆＃34;作者写道。 ＆＃34;该系统的分辨率越高，可以越令人信服地进行这种效果，在那里用户无法能够将更新感知到显示给它们的图像，并且在充分的分辨率下，将有困难区分从真实图像点的显示图像点。＆＃34;

回到2018年，该团队使用其系统在太空中创造了几个小型，无屏幕，自由浮动的图像：例如，蝴蝶，棱镜，神奇宝贝和BYU徽标的一个壮丽版本。研究人员甚至制作了一个穿着在实验室外套的团队成员的形象，蹲在着名的公主莱娅位置。这个最新的工作构建了那些成就，可以在薄空气中创建简单的动画。除了宇宙飞船和光剑战斗之外，BYU科学家还创造了虚拟棒数字并动画它们。他们的学生甚至能够通过将手指放在展示中心的手指，从而创造了这些数字走路和跳下手指的幻觉。

＆＃34;大多数3D显示器都要求您查看屏幕，但我们的技术使我们能够在空间中创建图像 - 以及它们＆＃39;重复身体，而不是一些幻影，而不是一些海市蜃楼; Smalley说。 ＆＃34;这项技术可以使可以创建轨道的充满活力的动画内容，或者在每天物理对象中突出或爆炸。＆＃34;

该研究还解决了光学陷阱的关键缺点：显示虚拟图像的能力。虽然理论上可以使体积图像比显示本身更大，但是，例如，创建月亮的光学校正容积图像，例如，需要一个OTD缩放到天文比例。作者绘制了类似于电影集或戏剧阶段的类比，＆＃34;如果试图捕获在户外或外太空中发生的场景，也必须占据固定空间。＆＃34;传统上，剧院通过使用带有图案3D透视和遮挡线索的平面背景来克服这种限制。它们还可以使用投影背景，其中可以使用运动来模拟视差。

BYU团队从那些戏剧技巧中吸引了灵感，并决定采用与其OTD系统的时变的透视投影背景。这使得团队能够利用像动作视差那样的感知技巧，使得显示器看起来比其实际的物理尺寸更大。作为原则的证据，研究人员模拟了新月形月亮的形象，沿着物理，3D印刷的微型房屋后面沿着地平线移动。

下一步是弄清楚如何最好地将显示音量从电流1cm 3缩放到超过100厘米3，以及将视觉线索的视觉提示置于视差之外，例如闭塞。每个作者的其他限制包括观察者的运动跟踪的需要，并且是单眼而不是双目实验的事实（正常人类视力是双目的）。使OTD系统双目可能需要更好地控制定向散射。

尽管有这些限制，但BYU团队认为其使用光学陷阱模拟虚拟图像的方法，与透视投影表面相结合，仍然优选与全息系统相结合。 ＆＃34;与OTDS不同，全息图是极其计算的密集型，并且它们的计算复杂性迅速使用显示尺寸，＃34;研究人员写道。 ＆＃34; OTD显示器也是如此。＆＃34;

他们指出，为了创造星星的背景，全息显示系统需要每秒数据的数据，以正确渲染类似明星的点，无论背景中的星数如何。相比之下，OTD只需要与可见星数成比例的带宽。