神奇的裸眼3D顯示！Voxon體積3D顯示器解密！

早年星際大戰裡的3D投影技術展現了人們對於3D顯示的期待，近年來虛擬實境(VR)與擴充實境(AR)的發展也是如此。然而現行VR與AR還是要靠穿戴式裝置來實現3D顯示，有沒有可能不戴任何裝置就能3D成像呢？

答案是有的！而且裸眼式3D顯示器發展也行之有年，在眾多3D顯示器技術中，今天要帶大家看看的就是VOXON的體積式3D顯示器，這間公司成立於2013年，致力於體積式3D顯示器的開發，目前也有產品上市，一起來看看他們怎麼做到的吧！

什麼是體積式3D顯示?

了解VOXON的發明之前，我們先來看看體積式3D顯示(Volumetric 3D-display)是什麼。體積式3D顯示相較其他3D顯示技術的最大不同就是像素真實位於空間中某點，並透過像素點構成的3D區域來成像。除了具有跟現實3D物體一樣的顯示特性以外，也能360度環繞觀看。

說到這兒，你可能會有個疑問，所謂的3D顯示不就是在空間成像嗎？

實際上有些3D顯示技術不是真的在空間成像，只是讓你產生3D影像的感覺。舉例來說，3D電影院進場前需要戴上圖1中的眼鏡，其原理就是透過眼鏡造成的左右眼視差，讓大腦產生3D影像的錯覺。這種成像技術除了使用穿戴式裝置以外，也沒有辦法展現真正的3D視深。

VOXON體積式3D顯示器解密

前面跟各位解釋體積式3D顯示器的定義後，我們接著看看體積式3D顯示器是怎麼在空間中成像。當屏幕在空間中高速往返的時候，配合屏幕每個時刻所在的不同位置來投射2D影像，就能藉由2D影像構成3D影像，利用視覺暫留達到3D顯示的效果，如圖2。

那VOXON究竟是怎麼讓屏幕高速移動呢？

我們可以從US10401636B2略知一二。圖3是VOXON專利其中一個實施例，從專利可以知道屏幕(110)四角透過彈簧(133)與支撐結構(132)連接，而支撐結構下方為揚聲器(340)。揚聲器振動的時候，上方的支撐結構會將振動傳導至屏幕，使屏幕跟著上下移動，當屏幕系統的自然頻率與揚聲器振動頻率一致時，就能透過共振效應放大位移。

專利中也進一步指出這種屏幕移動方式相較其他機械式驅動少了許多連接元件(軸承、連桿等等)，故運作較為穩定，也減少摩擦噪音產生，還能藉由改變彈簧剛性(即彈簧係數改變)來調整系統共振頻率。底下是VOXON的展示影片，裡面展現了37種體積式3D顯示器的用途，是不是很令人興奮呢！

 

主廚結語

喝完這碗雞湯後，有沒有覺得離科幻電影不遠了呢？也許在未來的某一天，你我的生活將會充斥3D顯示也說不定！如果有任何問題或想法的話，歡迎在底下留言，也歡迎到科技雞湯的Facebook與Instagram互動喔！

參考文獻

1. Jason Geng, A volumetric 3D display based on a DLP projection engine, Displays 2013, 34(1), 39-48
2. Volumetric 3D display, US10401636B2, VOXON