最新技術做出的圖像可從各個方向觀察，類似于科幻電影中的三維影像。

《自然》雜志發表物理學家最新研發的“立體顯示平臺”，能向空中投放從各角度都可觀察的三維動態圖像。

《星球大戰》系列科幻電影中的三維投影裝置。

我們還沒有會飛的汽車、腦機接口和能與人對話的人工智能，不過，一項更為經典的科幻技術已經近在咫尺：科學家最新研發的激光粒子系統投射出了自由漂浮在空中的三維影像。

真正的三維成像

本周《自然》雜志介紹了美國楊百翰大學的物理學家和工程師丹尼爾·斯莫利（Daniel Smalley）及其同事研發的自由空間立體顯示平臺（free-space volumetric display），不同于圖像只在特定角度范圍內可見的全息技術，這一新技術能夠生成全方位的立體圖像，與以往的任何技術相比都更接近科幻電影中常見的立體投影。

研究人員利用了一種被稱為“光學陷阱顯示”（optical trap display）的新技術，其理論基礎是光泳現象（photophoresis）。光泳是指空氣中的微粒可被強光束操縱的現象。這項新技術做出的三維影像就像一張高速蝕刻的草圖：在整個裝置中，第一組激光束幾乎不可見，被用于捕獲并加熱一枚纖維素粒子，使研究人員能夠對粒子進行操縱；第二組激光束將紅、綠、藍三種可見光按比例投射到粒子上，使它發光。通過快速移動被捕獲的粒子，研究人員能夠在空中揮舞出一些立體形狀，從觀察者的角度來看就成為一張完整的圖像。“這和夜晚的時候你在空中揮舞熒光棒畫出你的名字沒什么不同，”斯莫利說，“我們明白這只是一個點的運動，但如果速度夠快，我們的眼睛就會看到一條連貫的實線。”

過去的一個多世紀以來，科學家們一直希望創造出真正的三維影像，并已經取得了一系列進展。大多數現有的成像系統通過將圖像投射到快速旋轉的二維屏幕上來創造出立體的物體影像，并不是真正的三維圖像。而更復雜一些的，比如東京慶應大學的研究人員發明的、在三維空間中使用超高溫等離子體球的成像系統，也只能顯示出單一的顏色。其他方法則需要借助增強現實的硬件，比如微軟的全息透鏡：雖然能創造出真實的三維圖像，但需要使用專門的頭盔。

很少有立體圖像可以在被精確操控的同時仍然自由漂浮在空中。“做出一個勉強能看的‘立體圖像’并不難，而做出真正漂浮著的立體圖像很難——人們已經為此付出了上百年的努力。”未參與此項研究的英國德比大學的物理學家和工程師巴里·布倫德爾（Barry Blundell）評論說。如今，斯莫利的團隊不僅用單顆粒子和幾束低成本激光的精確操控實現了立體圖像的自由漂浮，做出了蝴蝶輪廓、大學標志等簡單的立體圖像；還實現了高達1600dpi的高分辨率，投影出了立體的照片。

迷你版的未來

新三維成像技術就像是“3D打印”：發光的微小粒子以極快的速度用運動軌跡創造出視覺圖像。哈佛大學納米技術研究員威廉·威爾森（William Wilson）評論說，這項新技術還需要大量的開發：它設計簡單，仍具有巨大的改進潛力。

指尖上的三維成像蝴蝶投影 

例如，一幅地球的照片需要花將近20秒才能完全創造出來，而且只能被長時間曝光相機捕捉到。到目前為止，斯莫利團隊做出的圖像都很小，只有幾厘米寬，小到可以懸停在指尖上。斯莫利認為這一問題可以通過使用一面粒子同時移動來克服，而不是依靠單顆粒子來完成所有工作。布倫德爾對此表示贊同：“這就是這一技術的潛力所在。”

而為了創造出更逼真的畫面，更復雜的動態圖像和更強大的視覺效果，物理學家不僅需要找到同時控制許多個粒子的方法，還需要能夠加速粒子的運動。斯莫利說，他對如何解決這兩個問題已經有了自己的想法，他說：“我認為，如果在未來4年內我們能取得與之前同樣多的進展，就能成功做出足夠大尺寸的三維圖像。”

或許我們還不能指望用改進后的新技術打贏星球大戰或者跟外星人交流，但這些三維圖像有望被用來訓練醫療專業人員完成高難度手術，也可以被用于航空領域：為空中交通管制員提供更精確、更直觀的機場附近的飛機航線圖。