银河科技科研区。
全息投影研究所里面。
黄豪杰此时正和一大群研究员在测试全息投影芯片。
目前全球已知的全息投影技术有三种,分别是360度全息显示屏技术、空气投影技术、激光束投射技术。
其中360度全息显示屏技术最容易理解,它是将图像投射镜子上,再让镜子进行高速的旋转,从而产生3D的立体影像。
空气投影技术则是利用水蒸气,将影像投射在水蒸气上,由于分子之间的震动不均衡,所以可以形成立体图像。
激光束投射技术是最为复杂的,它是利用氮气和氧气在空气中散开时,混合成的气体变成灼热的浆状物质,并在空气中投射出3D影像,但这种技术显示的时间很短暂。
银河科技的全息投影芯片,就是激光束投射技术进阶版本。
目前谈到全息投影,我们想到最多的商用场景就是虚拟偶像演唱会,比如初音未來、洛天依。
但是很遗憾的是,它们都属于伪全息投影,并不是真正的全息投影。
虽然虚拟偶像演唱会给观众呈现出了栩栩如生的立体影像,但是其必须在固定的舞台上,且要在黑暗当中才能实现,而且观众必须要从特定的角度进行观看。
那么虚拟偶像演唱会是怎么实现的呢?
它实际上属于一种光学错觉技术,我们称之为佩珀尔幻象,在魔术表演中经常会用到。
它的原理并不复杂,是利用一张半透半反的膜,也就是所谓的透明全息膜,作为介质,使得物体在膜中成了个虚像,因为是半透的,所以你可以看到膜后的景物,视觉上给人一种立体的错觉。
再加上CG技术(计算机图形技术)以及高亮度的灯光,这种立体影像就会给观众一种惟妙惟肖的真实感觉。
而市面上我们看到的所谓的全息投影技术,绝大多数都是基于佩珀尔幻象的伪全息投影技。
这种技术实现的全息投影,优点缺点非常明显。
优点就是技术原理简单,实现容易;缺点就是无法做到360℃,观众必须在比较暗的环境,以及特定角度从可以看到立体影像,另外投影仪绝大多数都必须固定和调教好。
至于真正的全息投影技术,目前还在实验室里面躺着。
黄豪杰设计的全息投影芯片,就是在一块硅片上面制作三原色激光器。
这些三原色激光器非常微小,小到怎样的程度?
每一个激光器的大小的边长2纳米的正方形,加上激光器之间的间距,一个激光器需要占据16平方纳米的面积。
在1平方厘米的硅片上面,需要集成6.25亿个三原色激光器。
三原色激光器可以说是黄豪杰全息投影芯片的核心技术。
目前激光行业一个流行的说法是:只要加入绿色激光器,那么白光光源系统的最终性能和效果就几乎完全被其决定。
这一点不仅适用于激光光源,也适用于LED光源。
事实上,高亮LED投影不能普及,双色激光的复杂结构、LED和激光混合光源等,这些事务的命门无一不在绿色发光器件上。
对于激光投影,绿色激光器现在的表现可以用,出光功率低(不及红蓝色激光半导体一半)、发光效率更低(不及红蓝色激光半导体一半)、温度敏感性(发光效率和寿命随温度升高下降更快)三个核心瓶颈来形容。
对于LED投影,在红色、蓝色LED器件,几乎比同类同亮度激光器件价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绿色LED器件性能上。
绿色LED的核心瓶颈和激光绿色光源基本一致,也是“出光功率低、发光效率更低、温度敏感性”三大问题。
例如LED光源,蓝色LED在20度和120度时的亮度变化只有10%,绿色LED却有40%,这导致温度变化过程中,拥有绿色LED的白光系统色彩的偏移。
目前,研发高效绿色激光器或者LED光源,已经成为半导体光源产业的核心任务。
事实上,投影的未来到底是LED光源还是激光光源,很大程度上也由那个技术先突破绿色瓶颈决定。
绿色瓶颈不仅是投影技术的问题,也是其它三原色半导体照明领域的瓶颈所在。
黄豪杰制作的这种三原色激光器,是通过一种新材料完成的。
这种三原色应激材料,通过不同大小的电压电流,就会产生五种颜色的激光,这五种颜色之中,就包含了红绿蓝三原色。
硅片上面第一层就是集成三原色激光器的,下面还有71层1纳米级别的集成电路,包含了7万亿个晶体管。
这块面积1平方厘米,厚度180微米的芯片上面,就集成了6.25亿个三原色激光器,加上7万亿个晶体管。
一台临时制作的全息投影仪,摆放在工作台上面。
这个全息投影仪,就是一个电子表模样的东西。
为了避免芯片表面便损伤或者灰尘之类的影响到,芯片表面覆盖了一层高强度的石墨烯薄膜。
“导入操作系统。”黄豪杰吩咐道。
一旁的研究员在一台电脑上面通过无线导入的方式,将太微系统导入全息投影芯片里面。
随着导入的开始,放在工作台上的全息投影仪,突然启动起来。
在肉眼无法看见的芯片表面,无数的激光器瞬间被激活,一时间如同极光一样的景象出现在工作台上方。
色彩斑斓的光斑,占据了大约边长2米,体积8个立方米的空间,这个空间里面流光溢彩。
不过三四分钟之后,杂乱无章的光斑开始呈现出规律和轮廓。
渐渐地一个栩栩如生的显示屏出现在半空。
“测试一下,激光器发出的激光会不会对人体产生伤害。”
“好的。”
研究员们忙碌着测试工作,在这个实验室里面,一共有十个被制作出来的全息投影仪,各项测试工作正在有条不紊的进行着。
黄豪杰静静地看着他们在忙碌,便转过椅子思考着全息投影技术的问题。
全息投影技术要真的投入市场,那么必须解决一些问题。
第一是隐私问题,如果一个人在公共场合打开全息投影画面,那他旁边的人有很大的可能性,会看到全息投影画面的内容。
要解决这个问题,就必须采取用户视线追踪,就全息投影最清晰的画面呈现在用户眼前,同时模糊非用户者的视线。
简单来说,就是用户看到的画面是清晰的,而非用户看到的画面是模糊不清的。
第二个问题,那就是操作问题。
黄豪杰发明的全息投影技术,是空气介质全息投影,也就是说在空气之中就可以显示出来。
这样一来,如何操作全息投影画面,是一个问题。
解决的途径有四个,键盘、手势、声音、脑电波。
首先脑电波排除,不是银河科技做不到,而是脑电波控制系统,会引发社会担忧,暂时不适宜推出。
键盘、手势、声音都可以考虑。
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