銀河科技科研區(qū)。
全息投影研究所里面。
黃豪杰此時(shí)正和一大群研究員在測(cè)試全息投影芯片。
目前全球已知的全息投影技術(shù)有三種,分別是360度全息顯示屏技術(shù)、空氣投影技術(shù)、激光束投射技術(shù)。
其中360度全息顯示屏技術(shù)最容易理解,它是將圖像投射鏡子上,再讓鏡子進(jìn)行高速的旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生3D的立體影像。
空氣投影技術(shù)則是利用水蒸氣,將影像投射在水蒸氣上,由于分子之間的震動(dòng)不均衡,所以可以形成立體圖像。
激光束投射技術(shù)是最為復(fù)雜的,它是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳諝庵猩㈤_(kāi)時(shí),混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì),并在空氣中投射出3D影像,但這種技術(shù)顯示的時(shí)間很短暫。
銀河科技的全息投影芯片,就是激光束投射技術(shù)進(jìn)階版本。
目前談到全息投影,我們想到最多的商用場(chǎng)景就是虛擬偶像演唱會(huì),比如初音未來(lái)、洛天依。
但是很遺憾的是,它們都屬于偽全息投影,并不是真正的全息投影。
雖然虛擬偶像演唱會(huì)給觀眾呈現(xiàn)出了栩栩如生的立體影像,但是其必須在固定的舞臺(tái)上,且要在黑暗當(dāng)中才能實(shí)現(xiàn),而且觀眾必須要從特定的角度進(jìn)行觀看。
那么虛擬偶像演唱會(huì)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?
它實(shí)際上屬于一種光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù),我們稱之為佩珀?duì)柣孟螅谀g(shù)表演中經(jīng)常會(huì)用到。
它的原理并不復(fù)雜,是利用一張半透半反的膜,也就是所謂的透明全息膜,作為介質(zhì),使得物體在膜中成了個(gè)虛像,因?yàn)槭前胪傅,所以你可以看到膜后的景物,視覺(jué)上給人一種立體的錯(cuò)覺(jué)。
再加上CG技術(shù)(計(jì)算機(jī)圖形技術(shù))以及高亮度的燈光,這種立體影像就會(huì)給觀眾一種惟妙惟肖的真實(shí)感覺(jué)。
而市面上我們看到的所謂的全息投影技術(shù),絕大多數(shù)都是基于佩珀?duì)柣孟蟮膫稳⑼队凹肌?br />
這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的全息投影,優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)非常明顯。
優(yōu)點(diǎn)就是技術(shù)原理簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)容易;缺點(diǎn)就是無(wú)法做到360℃,觀眾必須在比較暗的環(huán)境,以及特定角度從可以看到立體影像,另外投影儀絕大多數(shù)都必須固定和調(diào)教好。
至于真正的全息投影技術(shù),目前還在實(shí)驗(yàn)室里面躺著。
黃豪杰設(shè)計(jì)的全息投影芯片,就是在一塊硅片上面制作三原色激光器。
這些三原色激光器非常微小,小到怎樣的程度?
每一個(gè)激光器的大小的邊長(zhǎng)2納米的正方形,加上激光器之間的間距,一個(gè)激光器需要占據(jù)16平方納米的面積。
在1平方厘米的硅片上面,需要集成6.25億個(gè)三原色激光器。
三原色激光器可以說(shuō)是黃豪杰全息投影芯片的核心技術(shù)。
目前激光行業(yè)一個(gè)流行的說(shuō)法是:只要加入綠色激光器,那么白光光源系統(tǒng)的最終性能和效果就幾乎完全被其決定。
這一點(diǎn)不僅適用于激光光源,也適用于LED光源。
事實(shí)上,高亮LED投影不能普及,雙色激光的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、LED和激光混合光源等,這些事務(wù)的命門(mén)無(wú)一不在綠色發(fā)光器件上。
對(duì)于激光投影,綠色激光器現(xiàn)在的表現(xiàn)可以用,出光功率低(不及紅藍(lán)色激光半導(dǎo)體一半)、發(fā)光效率更低(不及紅藍(lán)色激光半導(dǎo)體一半)、溫度敏感性(發(fā)光效率和壽命隨溫度升高下降更快)三個(gè)核心瓶頸來(lái)形容。
對(duì)于LED投影,在紅色、藍(lán)色LED器件,幾乎比同類同亮度激光器件價(jià)格便宜七八成的背景下,LED光源投影一直未能走出襁褓的原因就在綠色LED器件性能上。
綠色LED的核心瓶頸和激光綠色光源基本一致,也是“出光功率低、發(fā)光效率更低、溫度敏感性”三大問(wèn)題。
例如LED光源,藍(lán)色LED在20度和120度時(shí)的亮度變化只有10%,綠色LED卻有40%,這導(dǎo)致溫度變化過(guò)程中,擁有綠色LED的白光系統(tǒng)色彩的偏移。
目前,研發(fā)高效綠色激光器或者LED光源,已經(jīng)成為半導(dǎo)體光源產(chǎn)業(yè)的核心任務(wù)。
事實(shí)上,投影的未來(lái)到底是LED光源還是激光光源,很大程度上也由那個(gè)技術(shù)先突破綠色瓶頸決定。
綠色瓶頸不僅是投影技術(shù)的問(wèn)題,也是其它三原色半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的瓶頸所在。
黃豪杰制作的這種三原色激光器,是通過(guò)一種新材料完成的。
這種三原色應(yīng)激材料,通過(guò)不同大小的電壓電流,就會(huì)產(chǎn)生五種顏色的激光,這五種顏色之中,就包含了紅綠藍(lán)三原色。
硅片上面第一層就是集成三原色激光器的,下面還有71層1納米級(jí)別的集成電路,包含了7萬(wàn)億個(gè)晶體管。
這塊面積1平方厘米,厚度180微米的芯片上面,就集成了6.25億個(gè)三原色激光器,加上7萬(wàn)億個(gè)晶體管。
一臺(tái)臨時(shí)制作的全息投影儀,擺放在工作臺(tái)上面。
這個(gè)全息投影儀,就是一個(gè)電子表模樣的東西。
為了避免芯片表面便損傷或者灰塵之類的影響到,芯片表面覆蓋了一層高強(qiáng)度的石墨烯薄膜。
“導(dǎo)入操作系統(tǒng)。”黃豪杰吩咐道。
一旁的研究員在一臺(tái)電腦上面通過(guò)無(wú)線導(dǎo)入的方式,將太微系統(tǒng)導(dǎo)入全息投影芯片里面。
隨著導(dǎo)入的開(kāi)始,放在工作臺(tái)上的全息投影儀,突然啟動(dòng)起來(lái)。
在肉眼無(wú)法看見(jiàn)的芯片表面,無(wú)數(shù)的激光器瞬間被激活,一時(shí)間如同極光一樣的景象出現(xiàn)在工作臺(tái)上方。
色彩斑斕的光斑,占據(jù)了大約邊長(zhǎng)2米,體積8個(gè)立方米的空間,這個(gè)空間里面流光溢彩。
不過(guò)三四分鐘之后,雜亂無(wú)章的光斑開(kāi)始呈現(xiàn)出規(guī)律和輪廓。
漸漸地一個(gè)栩栩如生的顯示屏出現(xiàn)在半空。
“測(cè)試一下,激光器發(fā)出的激光會(huì)不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。”
“好的!
研究員們忙碌著測(cè)試工作,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里面,一共有十個(gè)被制作出來(lái)的全息投影儀,各項(xiàng)測(cè)試工作正在有條不紊的進(jìn)行著。
黃豪杰靜靜地看著他們?cè)诿β,便轉(zhuǎn)過(guò)椅子思考著全息投影技術(shù)的問(wèn)題。
全息投影技術(shù)要真的投入市場(chǎng),那么必須解決一些問(wèn)題。
第一是隱私問(wèn)題,如果一個(gè)人在公共場(chǎng)合打開(kāi)全息投影畫(huà)面,那他旁邊的人有很大的可能性,會(huì)看到全息投影畫(huà)面的內(nèi)容。
要解決這個(gè)問(wèn)題,就必須采取用戶視線追蹤,就全息投影最清晰的畫(huà)面呈現(xiàn)在用戶眼前,同時(shí)模糊非用戶者的視線。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是用戶看到的畫(huà)面是清晰的,而非用戶看到的畫(huà)面是模糊不清的。
第二個(gè)問(wèn)題,那就是操作問(wèn)題。
黃豪杰發(fā)明的全息投影技術(shù),是空氣介質(zhì)全息投影,也就是說(shuō)在空氣之中就可以顯示出來(lái)。
這樣一來(lái),如何操作全息投影畫(huà)面,是一個(gè)問(wèn)題。
解決的途徑有四個(gè),鍵盤(pán)、手勢(shì)、聲音、腦電波。
首先腦電波排除,不是銀河科技做不到,而是腦電波控制系統(tǒng),會(huì)引發(fā)社會(huì)擔(dān)憂,暫時(shí)不適宜推出。
鍵盤(pán)、手勢(shì)、聲音都可以考慮。
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