据英国《自然》杂志近日公开的一项物理学最新研究成果，科学家们报告了一种特殊的3D图像生成系统，它不仅能发出声音，还能在被“触摸”时产生一种触觉响应。这个原型恰似《星球大战》等科幻电影中的显示器，未来或将应用于生物医学和计算制造领域。

实验中，研究团队演示生成了3D图像，包括一个环形节、一座金字塔和一个球体——可以在显示器周围的任何角度看到。该系统利用声场创造图像，也就意味着还能从显示内容中生成声音和触觉反馈。例如，他们生成了一个视听定时器，用户可以通过轻点显示器控制起始和结束。研究人员总结表示，上述原型系统使我们距离创造一个能够“全知觉”再现虚拟内容的显示器更近了一步。这一技术有望在生物医学领域发挥一定潜力，同时，还有可能为我们带来下一代革新型的计算机显示器。

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3D成像与2D成像最大区别在于提供了深度信息。深度信息意味着对真实世界更真实、更高质量的图像描述，配合人工智能时代激增的信息处理能力，可以围绕3D建模衍生出多样化的应用。在生物识别系统中，3D成像获取的深度信息可与模型链接，迅速精准的完成匹配检测；在VR/AR方面，3D成像技术可快速扫描现实世界，建立虚拟世界模型，创建交互场景提供了微型化、快速化的解决方案。在AI领域，机器视觉是人工智能的下一个前沿，而3D成像技术则是机器视觉的关键解决方案。在汽车上，3D成像可以用于自动驾驶，通过3D成像技术对行车环境进行感知，从而获取环境信息以增加安全性，此外还可以用于汽车内的乘客离位检测。在家庭娱乐方面，3D成像作为一个性能优异的输入设备，实现手势识别功能，为第一人称游戏提供直观的接口。在安防领域，视频监控中3D成像可以增加深度信息实现全方位的监控，而在人脸识别门禁中导入3D成像则大大提高了其安全性。在无人机领域，3D成像主要用于避障功能。

3D代表着空间长、宽、高三个维度。普通的2D成像原理是用平面传感器（CMOS/CCD）接收被拍摄物体反射或者发出的可见光，从而形成二维图像，由于现实世界是三维世界，2D成像获得的图像信息存在特征信息的损失；3D成像则利用深度信息完美地弥补了这一缺陷，在普通2D镜头获取的平面图形基础上，用3D镜头测量景深，得到含有深度信息的灰度图。将灰度图与平面彩色图像相叠加就包含了完整的三维信息，为后期的图像分析提供了关键特征，计算机或智能设备据此才能够完整地复原现实世界。

3D成像主要有结构光、飞行时间（TOF，Time Of Flight）、双目（Stereo System）3种方案。TOF通过专有传感器，捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间，判断物体距离。双目测距利用双摄像头拍摄物体，再通过三角形原理计算物体距离。未来手机后置3D模组有望采用TOF方案。Yole预计2016年3D成像市场销售额13.28亿美元，2022年将达到90.34亿美元，2016~2022年CAGR=37.7%。

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