隐形显示器:让―切近在眼前

时间:2022-02-16 09:16:18

首先要说的是,笔者是个电影迷。

在过去的几年里,凭着对电影的澎湃热情,笔者渐渐养成了两个说不上是好还是坏的观影习惯。一是尽量靠近银幕坐前排,二是不放过任何3D电影。烂片?没有艺术价值?没关系,至少看起来很过瘾。于是影院里多了一个眼镜架着眼镜(笔者是个近视眼)还乐不可支的人。

总结这两个习惯,笔者追求的无非是一种身临其境的感受,而非单纯的看电影。的确,乍见iPad的确惊为天人,但如果说用iPad看《阿凡达》比去电影院爽,那只能说明你是“苹果粉”。再精致的显示器也只是一个禁锢了立体影像的平面。至于我,只想摆脱屏幕,获得真正的自由。

从3D眼镜到隐形眼镜

3D是Three-Dimensiohal的缩写,就是三维图形。尽管3D显示技术分类繁多,不过最基本的原理是相似的:使用两个互相重叠的图像来增加观看者的深度感――一幅图像作用于右眼,另一幅图像作用于左眼。我们经常见到的红绿或红蓝3D眼镜就充当了过滤器的角色,确保左眼和右眼只会看到相应的影像,从而构成立体的视觉效果。

脱离显示屏、直接投身于逼真的3D影像中,第一个好处就是可以消除观看者的不适感(有些入会感觉晕眩、恶心和头疼)。现有的3D观影其实是一个复杂的过程:重合在一起的两个影像,先经过3D眼镜的过滤而分开,再由左右眼分别接收,最后在大脑里重新组合成立体影像。这和直接看物体不同,需要投入更多脑力去适应,所以容易造成眼睛紧张和大脑疲劳。

又分又合的太麻烦?那么为每只眼睛单独设一个屏幕也许是好主意。华盛顿大学的纳米生物技术专家帕尔维兹把这个想法发挥到了极致。他的团队正在进行一种非常富有科幻色彩的新研究――隐形眼镜显示技术。说白了,就是把隐形眼镜变成显示器

越来越近的显示器

个人显示器如电视、电脑、手机和PDA等等,在走进我们生活的同时,也在不断地拉近与每个人的物理距离。早在1968年,美国人就研制出了第一个头盔显示器――“达摩克里斯之剑”。这个采用阴极射线管的头盔显示器第一次扩展了人们的虚拟视野,用户能看到叠加在真实环境之上的线框图。后来该技术被广泛应用于战斗机飞行员的头盔和虚拟现实设备中。

此后,科学家们一直致力于更轻巧、更清晰的微型显示器。2009年6月,德国科学家研制出了一种眼镜显示器。他们把一个CHOS传感器和一个微型的OLED投影置入一块很小的芯片当中,然后把芯片安装到眼镜框上。接收到指令后,微型OLED投影会将图像投射到佩戴者的视网膜上,可以让佩戴者看到高分辨率和高清晰度的图像,并感觉图像在距离自己1米远处。

而现在,隐形眼镜显示器的概念一出,立刻引起了科学界的兴趣。有专家表示,这样一个隐形眼镜可以将现实世界与虚拟图形无缝地衔接起来,前途不可限量,这项研究一旦成功,将成为全球最微小的个人显示器。

革命性的移动终端

即便我们已经进入纳米时代,把显示器贴着眼球放进眼里听起来依然像天方夜谭。帕尔维兹面临的棘手问题之多令人应接不暇。比如它要轻薄、透明、柔软、防水、无毒、无刺激,另外,它还需要一个电源。而最大的困难在于其尺寸:一片普通隐形眼镜直径大约14毫米,中心厚度不超过0.6毫米。

到目前为止,帕尔维兹的团队已经成功地将连接着微型LED的高效电路安装到了超薄的透明晶体材质中。这种电路的金属导电物质厚度只有几个纳米,加上微型LED,最大厚度大约在0.3毫米。即使是由隐形眼镜作为承载体,似乎也没有什么问题。

另一项巨大考验是如何为这个显示器提供电力。帕尔维兹的设计是通过隐形眼镜接收无线电波来产生能量,并获得了成功。也有英国研究者指出,以人体的热能作为能量来源也不失为一种解决方案。

这种隐形显示器一旦成功,将可以满足几乎所有人的需要:懒人们可以躺在床上闭着眼睛看电视;由于眼镜的大部分材料都是半透明的,也不会妨碍繁忙人士的自由活动。另外,由于它完全覆盖眼球没有死角,只要分别对两只隐形眼镜发送不同的信号,那么笔者梦想中的自由且逼真的3D电影也就不远了。

放下各种幻想不谈,这一微型显示器真正的应用意义在于,它可以使人们摆脱笔记本电脑、手机和PDA等移动信息设备的局限性,随时随地使用,尤其在所谓的增强现实领域――即所有需要辅助信息的地方,如GPS地图导航、对建筑物的描述、操作说明或语言翻译等――可以得到广泛应用。

正如帕尔维兹所说:“这是一个包含复杂光学系统的神奇的隐形眼镜。”它是将现实与虚拟相结合的巨大进步――让虚拟世界里的各类信息在现实视野所及之处一览无遗。尽管这一想法要实现商业化还有待时日,但这是朝着无限可能迈出的重要一步。

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