【前沿资讯】突破性技术:空中操控全息图首次实现,开启人机交互新时代
2025年4月10日,西班牙纳瓦拉公立大学的研究团队宣布了一项令人瞩目的技术突破:他们成功开发出一种可以在空中直接操控的真三维(3D)图形显示技术。这项技术不仅能够生成悬浮在空中的3D图像,还允许用户通过自然的手势与这些图像进行交互,无需佩戴任何虚拟现实设备。这一创新将科幻电影中的全息图场景带入了现实,为未来的人机交互方式打开了全新的可能性。
从科幻到现实:体积显示技术的突破
在电影中,我们常常看到悬浮在空中的全息图,这些图形被称为“体积显示”。它们无需佩戴虚拟现实眼镜即可从各个角度观看,给人以身临其境的视觉体验。然而,尽管体积显示技术已经存在多年,但大多数设备都无法支持直接交互。用户只能被动地观看,而无法通过手势或动作与这些图像进行互动。
纳瓦拉公立大学的研究团队通过一项创新技术解决了这一问题。他们开发了一种名为“弹性扩散器”的装置,这种扩散器能够以每秒2880帧的高速振动,并将图像同步投射到不同高度。通过视觉暂留效应,这些图像在用户眼中形成一个完整的3D图形。更重要的是,这种弹性扩散器不仅安全耐用,还能支持用户直接用手与图像互动。
自然交互:让3D图形“触手可及”
这项技术的核心在于其交互方式的自然性。用户无需任何额外设备,只需用手直接操作悬浮在空中的3D图形。例如,用户可以用食指和拇指抓住一个立方体并移动或旋转它,或者用食指和无名指模拟在表面上行走的双腿。这种交互方式模仿了人们日常使用手机的自然手势,使得与3D图形的互动更加直观和流畅。
首席研究员AsierMarzo表示:“我们习惯于直接与手机交互,例如点击按钮或用手指拖动屏幕上的文档。这个项目让我们能够将这种自然的交互方式扩展到3D图形,充分利用我们与生俱来的3D视觉和操控能力。”
从实验室到现实:技术的广泛应用前景
这项技术的突破不仅具有学术意义,还为多个领域的应用提供了无限可能。研究团队指出,这种可直接操控的3D图形技术可以广泛应用于教育、博物馆展览以及协同工作场景。
在教育领域,学生可以通过操作3D模型更直观地学习复杂的概念,例如组装发动机零件或观察人体解剖结构。在博物馆中,参观者可以与展品互动,无需佩戴任何设备即可体验沉浸式的展览。此外,这项技术还支持多用户协同,多个用户可以同时操作同一3D模型,为团队合作和协作学习提供了全新的可能性。
未来展望:开启人机交互新时代
这项研究是在纳瓦拉公立大学牵头、欧洲研究理事会(ERC)资助的InteVol项目下完成的。研究成果将在2025年4月26日至5月1日于日本横滨举行的CHI2025会议上发表。研究团队表示,他们希望这项技术能够尽快实现商业化,为教育、娱乐和工业领域带来革命性的变化。
随着技术的不断发展,我们或许很快就能看到这种空中操控全息图技术走进日常生活。无论是学生在课堂上学习,还是博物馆参观者与展品互动,这项技术都将成为连接虚拟与现实的桥梁,开启人机交互的新时代。
-
点列图、波像差与光学传递函数:贯穿光学设计的三大核心评价技术分析
在精密光学系统的设计与优化中,像质评价是贯穿始终的核心环节。点列图(SpotDiagram)、波像差(WaveAberration)与光学传递函数(OTF,OpticalTransferFunction)作为三大支柱性技术,分别从几何轨迹追踪、波前相位分析、频域特性量化三个维度构建了完整的评价体系。它们既独立揭示系统特性,又在设计流程中形成有机协同,成为光学工程师雕琢高性能系统的关键工具。
2025-05-09
-
时域孤子分子:光纤通信信息容量突破的重要进展
在非线性科学领域,孤子作为稳定的非线性波动现象,在多个学科领域展现出重要研究价值。2005年,德国罗斯托克大学M.Stratmann研究团队在《物理评论快报》发表研究成果,首次通过实验观测证实光纤中存在时域孤子束缚态——一种由暗孤子绑定两个亮孤子形成的稳定结构。该研究为突破传统光纤通信系统的香农容量极限提供了新的物理路径,推动孤子通信从二进制编码向多态信息载体的理论与技术探索迈出关键一步。
2025-05-09
-
国产显微镜突围国际巨头垄断:从"替代者"到行业重塑者
在精密仪器领域长期被奥林巴斯、蔡司等国际品牌垄断的格局下,中国企业正以"进口品质、半数价格"的优势改写市场规则。记者从上海仪圆光学等国产龙头企业获悉,通过"技术迭代+成本重构"双轮驱动,国产显微镜关键性能指标已比肩国际一流,交付周期缩短至30天(进口品牌平均90天),价格仅为进口产品的50%-55%,正加速实现高端市场突破。
2025-05-08
-
一文了解STED显微镜:突破光学极限,开启微观世界新视野
在微观世界的研究中,传统光学显微镜一直受到光学衍射极限的限制,难以捕捉到更精细的细胞结构和生物分子的动态变化。然而,随着科学技术的不断进步,受激发射损耗(STED)显微镜的出现,为科学家们提供了一种突破这一限制的有力工具。
2025-05-08