科幻场景成真：科学家实现可物理操控的3D全息图像

IT之家 4 月 13 日消息，在科幻电影中，人们常常看到角色通过手势直接操控悬浮在空中的全息图像，如今，这一场景正在从虚构走向现实。一项混合现实技术的突破使得可以物理操控的全息图像成为可能。

在 3 月 6 日上传至 HAL 开放档案库的一项新研究中，科学家们探索了如何利用弹性材料作为体视显示器（volumetric display）的关键组成部分，实现对三维全息图像的抓取和触碰。这项创新意味着人们能够像操作实体物体一样与 3D 图形进行交互，例如用手抓住并移动一个虚拟立方体，而不会损坏全息系统。尽管该研究尚未经过同行评审，但科学家们通过视频展示了这一技术。

“我们已经习惯了与手机的直接交互，比如用手指轻点按钮或在屏幕上拖动文件 —— 这种交互方式对人类来说是自然且直观的。这个项目使我们能够将这种自然交互应用于 3D 图形，利用我们与生俱来的三维视觉和操控能力。”该研究的主要作者、纳瓦拉公立大学计算机科学教授阿西尔・马尔佐在一份声明中表示。

据IT之家了解，研究人员将在 4 月 26 日至 5 月 1 日在日本举行的计算机系统中的人为因素（CHI）会议上展示他们的研究成果。

全息图像在当今社会并不陌生，它们被用于增强公共展览或作为智能眼镜的核心部分，然而，能够与之进行物理交互一直被认为是科幻电影中才能实现的事，比如在漫威电影《钢铁侠》中出现的场景。而这项新研究首次实现了用双手在空中操控 3D 图形。

为了实现这一目标，研究人员深入研究了全息技术的工作原理。在支持全息图像的体视显示器中，核心部件是一个扩散器。这是一个快速振荡的、通常是刚性的薄片，数千幅图像会同步投影到其不同高度的位置，从而形成 3D 图形，也就是全息图像。

然而，振荡器的刚性意味着如果它在振荡时与人手接触，可能会损坏或造成伤害。为了解决这一问题，研究人员使用了一种尚未公开具体细节的柔性材料，这种材料可以在不损坏振荡器或导致图像恶化的情况下被触摸。

在此基础上，人们得以操控全息图像，但研究人员还需要克服弹性材料在被触摸时发生变形的挑战。为了解决这一问题，他们进行了图像校正，以确保全息图像能够正确投影。

尽管这一突破仍处于实验阶段，但如果实现商业化，其将有着诸多潜在的用途。研究人员在声明中表示：“屏幕和移动设备等显示设备在我们的生活中无处不在，用于工作、学习或娱乐。能够直接操控的三维图形在教育领域有着应用前景，例如可视化和组装发动机部件。此外，多个用户可以在无需虚拟现实头显的情况下进行协作交互。这些显示器在博物馆等场所尤其有用，参观者可以轻松地走近并与内容互动。”