想到3D，大家脑海中是否浮现出笨重的3D眼罩或者3D效果很差的观影体验。为了摆脱硬件的束缚，裸眼3D呈现出的虚拟现实的效果更让人向往。
《星球大战》中的光剑大概是我们接触到的最早的虚拟现实产品。随后钢铁侠用全息投影和触控技术做出了钢铁侠的盔甲，《蜘蛛侠》里神秘客用全息投影给所有人制造了假象。然而虚拟现实没有止步于影视作品，科学家们通过不断探索研究，已经发明出更加炫酷的虚拟现实技术：一种类似《星球大战》的3D显示器，可以同时投射视频、声音，甚至触觉。虽然目前还不能产生像莱娅公主求救信号那样复杂的全息图，但随着进一步的改进，它们可以改变虚拟现实，为用户提供一种没有耳机或其他笨重设备的多感官体验。
《星球大战》中莱娅公主利用立体投影向欧比旺发出求救信号
常规操作3D图像
目前制作3D电影的方法很多，比如3D眼罩，它将一系列差异微小的图像投射到眼睛上，制造景深的错觉。更新潮、简便的方法是在一个振动的屏幕上投射激光，给观众一个3D图像在移动的视觉效果。其缺点在于没有声音，而且如果观众试图触摸这些图像，可能会被激光严重烧伤。
高阶裸眼3D的设计
西班牙潘普洛纳纳瓦拉大学的计算机科学家Asier Marzo及其同事首次报道了将光线投射到移动的塑料微珠上的虚拟现实技术。他们利用超声波使微珠在咖啡杯大小的空间里快速移动，超声波在传播过程中对空气进行压缩和减压，形成低压区和高压区。当几个超声波汇聚在一个点上时，它们会产生一个低压点，将微珠“困住”，使它悬在半空中。通过微珠周围一系列电脑控制的扬声器，研究人员可以以9 m/s的速度连续移动微珠，并通过附近的发光二极管将红、绿、蓝光投射到微珠上，通过微珠反射被人们看到。由于这些过程发生的很快，视觉暂留现象让观众产生一种3D画面移动的错觉。更重要的是，投影空间里移动的微珠不会对画面的视觉效果产生任何影响。
英国布莱顿苏塞克斯大学的显示专家Sriram Subramanian团队已经可以提高超声波显示的复杂性，创造更大、更复杂的图像。同时他们还增加了声音和触觉效果。他们把512个超声波扬声器(Marzo团队60个)布满烤箱大小的空间里。音扬声器以每秒100次的速度推进粒子，比Marzo的快10倍，从而能更快速地刷新图像，创造出如旋转的地球和在太空中飞行的蝴蝶等复杂的移动图像。相关论文以“A volumetric display for visual, tactile and audio presentation using acoustic trapping”为题发表在《Nature》上。
投影得到的旋转的地球仪
如何引入声音和触觉体验？
无声电影的时代早已过去，无声的裸眼3D显然不能满足人们的需求和研究者的雄心。
为了增加声音，研究人员调整了扬声器发出的超声波，并使其相互作用，产生人耳可听到的频率。为了增加触感，他们给显示器安装了红外传感器，感应到人手靠近后触发声波在那一点聚集，产生皮肤可以感受到的压力。据说类似于在皮肤上吹气或者痒痒的感觉。
灵魂拷问，这技术有什么用？
如果单纯认为这项技术只能用于提高观影体验就太小看它了。
Marzo赞叹道：“研究者在这方面做得很出色，未来的虚拟现实技术甚至可以让医生看到体内肿瘤的3D图像，或者为士兵提供前方实况的准确描述。它有可能彻底改变显示生态系统。”
虚拟现实的进步空前绝后，而且这种进步不会停止。虽然目前只能投影简单、与真实相去甚远的3D图像，但是将更强大的超声波扬声器、更复杂的阵列和改进的软件算法结合起来，可以得到更先进的裸眼3D显示技术。
可能跟20年前的互联网一样，20年后，这种虚拟现实技术会成为未来生活的一大支柱。
https://www.sciencemag.org/news/2019/11/see-new-star-wars-display-could-revolutionize-virtual-reality
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