当黑科技遇上音乐,会擦出怎样的火花?曾经轰动一时的邓丽君全息演唱会,很多人或仍记忆犹新:穿越时光的隧道,当温柔甜美的“邓丽君”再次从舞台中央款款走来,浅吟低唱,那一刻多少人泪湿衣襟。
事实上,时隔多年再现的“邓丽君”正是全息成像技术的应用。
令人着迷的全息技术
作为光显示的最高级表现形态,全息技术自上世纪40年代出现,经过七十年的发展,目前在现实生活中正得到日益广泛的应用。
不过,这种全息成像技术要借用一种介质来实现3D效果。即,将投影机的光线投影到一层薄薄的水雾或纱幕上,因为周围的背景环境漆黑一片,远远看去就好像是在空气中成像的。
看起来很美,却也危机暗藏:屏幕依赖、错觉虚像、无穿透性、无交互性……“很长一段时间以来,业内尚未实现‘去屏化’、‘可交互’的全息影像显示效果,全息投影仍需借助特定材质、有形的屏幕呈现影像,这就带来显示效果差、光污染严重、受环境影响较大等弊端。”安徽省东超科技有限公司联合创始人韩东成说。
全息成像技术是否可以脱离介质?2015年,美国一家公司发布了一段演示其3D投影技术的概念视频:一条巨鲸从体育馆中一跃而出,在木地板上激起层层浪花。
虽然这一视频事后证明只是特效,却无意中改变了两个人的命运。
“传统显示日渐成熟,空中显示一定是未来显示技术发展的趋势和方向。”2016年8月,还是中科大在读研究生的韩东成和范超,成立东超科技,将创业的方向瞄准了空中成像技术。
寻找负折射率材料
这一突然的举动在外人看来有些疯狂甚至自不量力,韩东成却不以为然。
“一个企业只有具备核心技术才可能获得长久发展。论资金、论实力,东超科技确实无法与老牌显示企业LG等相抗衡,若想崭露头角只能弯道超车。”学以致用,这对曾经睡在上下铺的兄弟,决定向新型显示技术发起进攻。
成像离不开光线的反射、折射。通常我们所见到的大多数透明介质,例如水、玻璃、晶体等材料,光线经过这些正折射率材料后会沿着原来的方向发散出去。人们常见的筷子插入水中像断了一样就是这种现象。
但负折射率材料对光线的作用与普通介质则不同,光线在经过这些材料折射后会沿相反的方向进行偏折,因此有很好的汇聚作用。
“如果我们能找到实现负折射率的材料,是不是就能实现空气成像了?”机缘巧合,一次实验中从事理论物理研究的范超发现,x射线入射晶体时,晶格晶面的微观结构会对x射线进行反射,反射光线出射后相互衍射会发生布拉格衍射。
受这一现象启发,二人决定通过改造玻璃的微观结构,进而实现裸眼3D效果。这便是后来东超科技自主研发的可交互全息空气影像技术。
该技术通过光场重构原理,借助一块特殊的玻璃——等效负折射率平板透镜,将发散的光线在微观结构里多次振荡、反射、折射,并重新汇聚成实像,再结合体感交互装置,实现人与实像的直接交互。
“我们可以根据场景需要,设置不同的影像呈现角度,无需任何介质承载,且成的像为实像,区别于现在任何的全息呈现的虚像。”韩东成称。
在韩东成提供的视频中,隔着一块其貌不扬的玻璃,手指轻轻滑动,肉眼可见的悬浮“地球”便可随之旋转。
“我们是国内唯一一家能够自主生产和掌握等效负折射率平板透镜核心技术的公司,目前国际上只有两家公司在做,除了我们,还有一家外国公司。”坚定方向,围绕空气成像技术进行重点攻关,如今东超科技的产品已运用在军工显示、展览展示、户外媒体、家居领域等,并与中科院合肥物质研究院签订产学研合作协议,获得了多项国家发明和实用新型专利。
不一样的视觉体验
不过,正当这位90后带领着他的团队正欲将其核心技术量产时,“祸从天降”——今年2月,国外某公司对东超科技拥有的几项核心专利提出无效宣告请求。突然飞来的“横祸”,扰乱了原有计划,也让韩东成在刚刚过去的几个月度日如年。
好在时光不负情深。7月3日,国家知识产权局发文并公告第40689、40679 号无效宣告请求审查决定书,据该决定书内容显示,安徽省东超科技有限公司涉案两件专利“201721714921.X,单排多列等效负折射率平板透镜”和 “201720919002.X,一种实现空气成像的光学平板结构”被宣告维持专利权有效。
“现在工厂已经建好,我们计划今年下半年进行等效负折射率平板透镜的量产。”韩东成告诉记者,此前由于日本公司的垄断,国内销售的同类产品多为其代理产品或小范围改进,售价高达数十万元每平米。他们的产品价格仅为其三分之一左右,未来量产后成本有望降至每平米万元以内。从电脑到手机,从玻璃硬屏到柔性显示,人类对视觉体验的追求从未停止。根据《中国显示屏行业分析报告》,到2020年全球显示产业产值将达到1400亿美元。
韩东成期待着,这块特殊玻璃能够早日大规模应用于户外媒体、展览展示、车载、教育、信息安全、军工、家电、医疗等B端领域,也能够应用于家庭安全密码锁、早教机器人等C端产品,带给更多的人不一样的视觉体验。