三維顯示技術（Three Dimensional，以下簡稱3D）發展到今天，更多的專(zhuan) 業(ye) 人士將注意力聚焦在投影技術和思路創新上。其實，在三維顯示領域中，有一種技術一直被大多數人所忽視，那就是激光三維顯示技術。

　　10月29日，據國外媒體(ti) 報道，日本一家名為(wei) Burton的公司開發了一項新技術，通過向稀薄的空氣裏發射激光而產(chan) 生了立體(ti) 圖像。這幅圖像“憑空”浮動在空氣中，時而是在空中不斷翻飛、拍動翅膀的“蝴蝶”，時而化身為(wei) “蘋果”，卻始終浮動在空中。

　　神奇的激光三維圖像

　　這並不是Burton公司第一次開發出這種技術，早在2006年它就開始研發出一款名為(wei) Aerial 3D的激光三維顯示產(chan) 品。Aerial 3D可以將3D的圖像投影到空中或水中而無須依賴任何屏幕，從(cong) 而實現裸眼3D。Burton稱他們(men) 的這一激光係統是絕無僅(jin) 有的。

　　Aerial 3D工作原理是利用激光燈讓空氣中的氧和氮的等離子體(ti) 在空氣中激發，以每秒50000點的速度投影出3D物體(ti) ，幀速率為(wei) 10~15幀每秒，Burton公司的核心技術就是激光燈發射裝置。

　　今年，Burton公司發布的技術依然以Aerial 3D技術為(wei) 基礎。北京航空航天大學儀(yi) 器科學與(yu) 光電工程學院副教授歐攀告訴《中國科學報》記者：“該技術是采用脈衝(chong) 激光器作為(wei) 光源，通過控製聚焦點在空間的位置變化來電離空氣發光，從(cong) 而產(chan) 生3D顯示的效果。”

　　換言之，它與(yu) 放大鏡把陽光聚焦於(yu) 一點的方法一樣。首先使用者先使用激光發射裝置把強激光聚集到空中的一個(ge) 小點，導致那裏的溫度驟然升高，瞬間將空氣電離，發射出白光，看起來就像是一次微型爆炸和一個(ge) 明亮的LED光源的結合體(ti) 。

　　當光束每秒發射數百次，隨著光束的移動，高亮白點便能“幻化”形成肉眼可見的基本三維圖像。研究人員表示，該係統不僅(jin) 對廣告客戶具有重要的價(jia) 值，它在重大自然災害期間，也可以用來發射警報和疏散警告，因為(wei) 人們(men) 在白天和夜晚都能看到這種信號，並且無須任何屏幕。

　　Burton首席執行官木村秀樹（Hideki Kimura）說：“一天24小時的任何時候我們(men) 都能開車前往災區，協助發送重要信息。”他表示，這些圖像將為(wei) 那些無法接收到常規無線電信號的人提供信息。

　　另辟蹊徑

　　日常生活中，最為(wei) 大眾(zhong) 熟識的3D顯示技術恐怕就是3D電影了。當年，超人“飛出”屏幕的瞬間，震撼了不少初與(yu) 3D技術“親(qin) 密接觸”的觀眾(zhong) 。而今，觀眾(zhong) 隻須戴上特製眼鏡，屏幕上原本二維的圖像便會(hui) 立刻變成立體(ti) 圖像。人們(men) 不再思考是什麽(me) 技術讓電影變得立體(ti) ，更不願深究國內(nei) 外3D技術差距的起因是什麽(me) 。

　　而Burton公司的激光3D技術，再次喚醒人們(men) 對於(yu) 3D技術的好奇心。

　　“現在3D的概念經常被濫用，這種讓人看到具有深度的圖像的技術可以被稱為(wei) ：立體(ti) 顯示技術。”北京理工大學光電信息技術與(yu) 顏色科學研究所副教授翁冬冬在接受《中國科學報》記者采訪時表示，“立體(ti) 顯示技術可以大致分為(wei) 兩(liang) 大類，視差型立體(ti) 顯示技術和體(ti) 三維顯示技術。”

　　目前，全球絕大部分科研機構和商業(ye) 企業(ye) 都將精力投入視差型立體(ti) 顯示技術的研究，Burton公司所采用的技術屬於(yu) 體(ti) 三維顯示技術，而且其激光匯聚成像的方式具有很強的獨特性。

　　對於(yu) 視差型立體(ti) 顯示技術來說，其目的是通過讓用戶左右眼分別看到兩(liang) 張不同的圖像（兩(liang) 張圖像構成一個(ge) 視差圖像對）來產(chan) 生立體(ti) 感。翁冬冬解釋說，我們(men) 通常在電影院看的3D電影就采用這樣的技術。視差型立體(ti) 顯示技術既可以通過光的波長不同，讓進入左眼與(yu) 右眼畫麵不一樣；也能夠利用光的偏振態或是通過顯示的時間差實現進入左右眼的圖像不同。然而不論哪種方法，佩戴眼鏡都會(hui) 削弱圖像的顏色或是亮度，影響觀看者的視覺感受。

　　於(yu) 是，技術人員開始追求另一種3D效果，即不戴眼鏡，實現裸眼觀察的3D顯示。“這種技術利用光柵產(chan) 生多個(ge) 立體(ti) 圖像觀察區域，由於(yu) 左眼和右眼的觀察位置不同，從(cong) 而導致左右眼看到的內(nei) 容不同，最後在人的視覺上產(chan) 生3D的效果。”

　　“但是，通常在視差型三維顯示中，用戶從(cong) 多種視覺深度通道獲取的信息會(hui) 產(chan) 生相互矛盾，從(cong) 而導致暈眩等不適現象。”具體(ti) 來說：人的大腦判斷物體(ti) 深度的時候，往往根據近大遠小的原則、輻輳變化、眼部肌肉的鬆緊程度等多種方法綜合得出結論。但是對於(yu) 視差型的三維顯示技術，視差圖像是被顯示在了一個(ge) 平麵上，因為(wei) 人的深度感覺主要由雙眼輻輳的變化而產(chan) 生，所以輻輳獲得的深度信息與(yu) 其他通道獲得的深度信息就可能產(chan) 生矛盾從(cong) 而導致觀看的不適感覺。

　　相對的，對於(yu) 體(ti) 三維顯示技術，其目的是真正在三維空間中形成立體(ti) 的圖像基元，即體(ti) 素（一般二維圖像由像素構成，體(ti) 三維顯示的圖像由體(ti) 素構成）。由體(ti) 素構成的立體(ti) 圖像真實存在於(yu) 三維空間中，人在觀察這種圖像的時候，多個(ge) 視覺深度獲取通道之間是和諧的，所以不會(hui) 產(chan) 生觀看視差型立體(ti) 圖像時的暈眩感。#p#分頁標題#e#

　　為(wei) 了形成體(ti) 素，人們(men) 想了很多種方法，比如讓屏幕高速旋轉起來，讓投影設備跟隨屏幕一起旋轉並投影，進而產(chan) 生體(ti) 三維顯示的效果。

　　Burton公司的技術是一種非常獨特的體(ti) 素及體(ti) 三維圖像生成方法，這項技術是通過激光匯聚在空氣中形成一個(ge) 亮點，不是一般意義(yi) 上的投影，也沒有通過其他視差顯示技術來欺騙眼睛。與(yu) 它相似的技術，很早就應用在激光雕刻上。人們(men) 利用激光匯聚束，將激光打在玻璃內(nei) 部，從(cong) 而在透明玻璃的內(nei) 部產(chan) 生一個(ge) 小氣泡，這些氣泡按照一定順序排列，就可以在一塊立方體(ti) 的玻璃中形成美國的金門大橋，或者德國的科隆大教堂等三維立體(ti) 圖像。

　　“但如果激光束最終匯聚的地方不是玻璃內(nei) 部，而是空氣內(nei) 部呢？就會(hui) 產(chan) 生Burton公司這項技術的效果。Burton公司隻是將這種玻璃雕刻的技術進一步發揚光大，並將其應用到了空氣中。”翁冬冬解釋道，“激光匯聚在一點後的情況和太陽光的發光原理有些類似，通過激光束的匯集，讓某一點空氣達到很高的溫度，瞬間‘點燃’空氣，將其電離，從(cong) 而使得該處空氣形成一個(ge) 發光點。”

　　安全性有待商榷

　　在Burton公司官網上，有這樣一段視頻，一個(ge) 觀察者佩戴著防護眼鏡，近距離觀看激光束打出的立體(ti) 圖案。翁冬冬說，之所以要佩戴防護眼鏡就是要保護眼睛，防止被瞬間電離的空氣傷(shang) 害。“如果將這個(ge) 集中出現的激光點打到人的身體(ti) 上，人體(ti) 就會(hui) 被嚴(yan) 重燒傷(shang) 。”

　　不過，也不必太過擔心，因為(wei) 這項技術還有個(ge) 軟肋——距離。目前的投射範圍是5米以內(nei) ，也就是說5米以內(nei) 的任何空中位置都可以被投射出一個(ge) 類似LED的影像，然而超過這個(ge) 距離就很難得到同樣的效果了。

　　這是因為(wei) ，“激光在空氣中傳(chuan) 播時，會(hui) 因為(wei) 空氣中顆粒的散射而被衰減，無法打到更遠的距離。”翁冬冬說。

　　Burton公司相關(guan) 負責人表示，正在研究進一步擴大該技術的有效距離，下一步的目標是提高一倍的距離。