可望不可“摸”,可能真要成為過去了!西班牙納瓦拉公立大學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)重大突破,以前只能看不能摸的3D全息影像,現(xiàn)在終于能直接伸手去觸摸、抓取、甚至戳一戳了!這項(xiàng)名為“FlexiVol”的技術(shù),成果即將發(fā)表在人機(jī)交互領(lǐng)域的頂級(jí)會(huì)議 CHI 2025 上,可以說是科技界的一大步,直接把我們和《鋼鐵俠》里托尼·斯塔克的炫酷實(shí)驗(yàn)室拉近了一大截!
那么,這個(gè)聽起來神乎其神的技術(shù)到底是啥?它對(duì)我們未來的生活又意味著什么?咱們就來仔細(xì)地扒一扒。
這個(gè)“可觸摸3D全息”到底是個(gè)啥玩意兒?跟電影里一樣酷嗎?
差不多有那么酷!你可以想象一下,一個(gè)立體的圖像,比如一個(gè)蘋果或者一個(gè)玩具,就那么真實(shí)地“飄”在半空中,關(guān)鍵是,你可以直接把手伸過去,摸到它、抓住它、移動(dòng)它,甚至用手指捏住旋轉(zhuǎn)它!還不用戴任何特殊的3D眼鏡!
全息投影不是早就有了嗎?演唱會(huì)上不是見過虛擬偶像嗎?這次的有啥不一樣?
以前那,基本上是“光影魔術(shù)”,只能看,不能碰!它們的核心部件通常是高速旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)的硬片,你一碰,要么機(jī)器壞,要么你的手壞。這項(xiàng)突破最牛的就是,科學(xué)家們用彈性材料解決了這個(gè)大難題!
有彈性的材料?像皮筋兒那種?這怎么實(shí)現(xiàn)的?
你還真說對(duì)了!原來那個(gè)硬邦邦、碰不得的“屏幕”,學(xué)名叫擴(kuò)散器,現(xiàn)在他們把它換成了一排排用特殊松緊帶做成的彈性條帶。手伸進(jìn)去,條帶會(huì)像柔軟的簾子一樣讓開,但圖像還能繼續(xù)投在上面,安全又溫和!
那我伸手進(jìn)去抓一個(gè)虛擬球,圖像會(huì)不會(huì)變形得一塌糊涂?
你盡管抓!彈性條帶被手碰到時(shí)確實(shí)會(huì)變形,但科學(xué)家們用電腦實(shí)時(shí)計(jì)算變形,然后瞬間調(diào)整投影,確保你看到的圖像還是準(zhǔn)確的、不變形的。就像給圖像加了個(gè)超級(jí)防抖+自動(dòng)修復(fù)濾鏡似的!
摸上去感覺真實(shí)嗎?像摸到實(shí)實(shí)在在的東西?
目前還暫時(shí)達(dá)不到摸實(shí)物那么真實(shí),但絕對(duì)有感覺!因?yàn)槟切椥詶l帶在高速振動(dòng),你的手穿過去時(shí)會(huì)感受到一種輕柔的、持續(xù)的觸感,有點(diǎn)像微風(fēng)拂過或者輕微的按摩。參加測(cè)試的人都說,這感覺很奇妙,一點(diǎn)也不嚇人,甚至有點(diǎn)舒服、有點(diǎn)癢癢的!而且還可以多人同時(shí)觸摸,和現(xiàn)實(shí)中大家一起把玩一個(gè)物體沒什么區(qū)別。
比起用那種專業(yè)的3D鼠標(biāo)來控制,直接用手摸哪個(gè)更好用?
直接用手摸完勝! 測(cè)試結(jié)果顯示,用手操作完成任務(wù)的速度快得多,而且感覺超級(jí)自然、超級(jí)直觀,就像我們平時(shí)玩手機(jī)一樣順手。雖然在極其精細(xì)的對(duì)準(zhǔn)任務(wù)上,3D鼠標(biāo)可能稍微精確一點(diǎn)點(diǎn),但絕大多數(shù)人覺得用手更爽、更輕松、挫敗感更低!
聽起來確實(shí)很厲害,但這玩意兒到底有啥用呢?能干點(diǎn)啥實(shí)際的?
不用想都知道用處大了去了!
醫(yī)生可以在手術(shù)前,在一個(gè)能摸到的3D器官模型上反復(fù)練習(xí);
學(xué)生們可以親手組裝虛擬的發(fā)動(dòng)機(jī)零件,學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)原理;
博物館可以讓你“觸摸”到那些易碎的古代文物(的虛擬影像);
設(shè)計(jì)師可以直接用手捏出汽車模型;
玩游戲可以有全新的沉浸式交互;
你可以養(yǎng)一只虛擬寵物,還能親手摸摸它,甚至白堊紀(jì)的霸王龍!
那……我能跟《鋼鐵俠》里的賈維斯那樣,和虛擬人對(duì)話、握手了嗎?
咱們離那個(gè)夢(mèng)想又近了一大步!目前這個(gè)技術(shù)主要還是讓你操控虛擬“物體”。但你想想,把這個(gè)“可觸摸”技術(shù)和越來越聰明的人工智能(AI)結(jié)合起來……未來和虛擬助手握手、擁抱,真的不是夢(mèng)!這扇門已經(jīng)被推開了一條縫!
太棒了!啥時(shí)候能買到?是不是很快就能家家戶戶用上了?
別太心急!這還是實(shí)驗(yàn)室里的尖端研究成果,剛邁出第一步。要想變得更大、更清晰、更便宜,讓普通人也能用上,還需要科學(xué)家們繼續(xù)努力。不過,可以肯定的是,一個(gè)充滿想象力的交互新時(shí)代,已經(jīng)向我們招手了!
這項(xiàng)研究的最大突破,就是通過用彈性材料(比如特制松緊帶) 替換傳統(tǒng)體積顯示器里的剛性部件,實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)可以直接用手觸摸和操縱的交互式3D全息顯示系統(tǒng)(FlexiVol)。這不僅解決了過去“可望不能摸”的安全和技術(shù)瓶頸,還被證明比傳統(tǒng)交互方式更快、更自然、用戶體驗(yàn)更好。雖然離大規(guī)模應(yīng)用還有距離,但它為教育、醫(yī)療、設(shè)計(jì)、娛樂等眾多領(lǐng)域打開了通往未來的大門,讓我們離那個(gè)可以和虛擬世界進(jìn)行物理互動(dòng)的科幻場(chǎng)景,又近了一步!
只是,未來我們還分得清虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界嗎?是不是我們的世界真的本來就是虛擬的呢?
參考文獻(xiàn):
Elodie Bouzbib, Iosune Sarasate, Unai Fernandez, Ivan Fernandez, Manuel López-Amo, et al.. FlexiVol: a Volumetric Display with an Elastic Diffuser to Enable Reach-Through Interaction. CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’25), ACM SIGCHI, Apr 2025, Yokohama, Japan. ?10.1145/3706598.3714315?. ?hal-04981007?
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