自古以来,隐身一直是一种令人垂涎的力量。在目前所有的隐身方法或者装备中,哈利·波特的隐身斗篷(invisibility cloak)无疑是最令人心动、令人痴迷的。

每个人都想拥有这样一件隐身斗篷吧,无论你想用它来干什么。

这样的隐身衣在现实生活中有吗?确定地说,在现阶段还不能真正实现,只处于理论模拟和简化参数后的实验验证阶段。

但是,有两种方法可以实现这种视觉效果。

(1)绿幕技术

在天气预报以及很多电视节目和电影中所创造的特殊效果里,都是利用一种特殊的工具,叫做绿幕。为什么叫绿幕呢?大概是因为它是由一块绿色的大屏幕组成的。

操作起来实际上是抠图后画面合成。主要原理就是首先保存一幅场景图片,再使用特定颜色幕布遮盖身体,用计算机软件使这种颜色透明化,使你想呈现的其它图像能够显示出来。

一般常用的视频处理软件PR和AE均可胜任。视频处理之后,一个简易的“隐身斗篷”就出来了:

屏幕是否必须是绿色的才能进行色差处理呢?答案是否定的!

使用什么颜色是按照场景来的,使用绿幕时场景中就不能摆放绿色的东西。事实上,许多电影制作者都使用蓝色屏幕。

(2)投影披风

这实际上是视频同步成像,即反射投影技术(Retro-Reflective Projection Technology)。摄像机将背面的影像记录并传输进计算机,计算机对图像进行修正和中转传入投影仪,投影仪将图像投射到半反半透镜上,人眼通过半反半透镜观察到的图像即为背面的景象,产生了隐身效果。

2003年, 日本东京大学的研究者就设计了这样一件隐身衣设备。 观察者可以从前方观察到被隐身物体背后的图像. 当实验者身着这件隐身衣时, 身后的摄像机会拍下实验者背后的光学图像, 并使用投影机投射到其隐身衣上, 造成实验者一定程度上被隐身的视觉效果。

图片来自TACHI LABORATORY, THE UNIVERSITY OF TOKYO

从被隐身物的尺寸、工作频段、观看角度等来说,目前都没有完美的隐身手段。隐形的真正未来可能属于一门新科学,这其实都与控制光线的路径有关,隐身技术未来可期。

参考文献:

(1)Inami M, Kawakami N, Tachi S. Optical Camouflage Using Retro-reflective Projection Technology (Tokyo: 2nd IEEE/ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality,2003)

(2)叶德信,郑斌,陆凌。隐身漫谈,物理,2018,47(4),253.

(3)陈天航,郑斌,钱超,陈红胜。新型电磁波隐身研究进展,物理学报,2020,69(15),154104。

(4)Vasireddy S, Pillem R. Invisibility System Using Image Processing and Optical Camouflage Technology, arXiv:1404.4107.