NTT成功开发了全球首个使虚拟角色能够在镜子内外自由穿梭的“超镜空中影像显示系统”。通过该系统，无论虚拟角色处于镜内还是镜外，都能够以高度逼真的方式立体呈现，可以进行兼具交互性和直观性的操作。未来，NTT将继续推进立体感和高画质技术的研发，以提高空中影像的逼真度，同时致力于在博物馆等文化设施和大型活动等娱乐场合打造现实虚拟交错空间中的全新影像视听体验。
（供图：NTT）
此前，作为将虚拟角色融入日常空间的技术之一，已经有在半透明的镜子（半透镜）后面放置显示屏并将其显示在镜子中的“镜面显示技术（mirror display）”。该技术能够实现将用户自己的镜像与虚拟角色并排显示的效果，视觉吸引力强使其在标识牌和各类娱乐设施中得到了广泛的应用。
此外，还有在空间中形成影像的“空中像技术”，这种技术不会让用户察觉到显示屏的存在，已逐步应用于实况事件和体育观赛。然而，传统的镜面显示技术和空中像技术能够显示图像的区域只限于镜中或镜外的某一侧，其显示功能难以突破镜子的物理限制。
此次，NTT开发了虚拟角色可以在镜面内外自由穿梭的“超镜空中像显示系统”。该系统不仅可以像传统的镜面显示技术那样在镜子中显示虚拟角色，还可以让虚拟角色跃出镜子，进入用户所在的现实空间，实现如同科幻作品般的体验。
此次开发的系统通过逆反射原理，把配备移动机构的显示屏上的影响通过回归反射在空间形成图像，从而使多个用户无需佩戴VR或3D眼镜等设备即可同时观看到超镜空中像。
该技术的第一个关键点是连接现实空间和虚拟空间的“超镜空中像光学系统”。从光源显示器发出的光线首先被半透镜上反射，然后通过回归反射材料再次反射到空中。
将从光源发出的入射光线按原路径反射回光源方向的现象被称为“回归反射”，具有这种特性的材料就是“回归反射材料”。例如，回归反射材料常用于道路标识，通过反射车灯的光线，使得驾驶员能够清晰地看到标志上的文字等信息。
在此次开发的技术中，回归反射光会穿透半透镜，并在空间中形成空中影像。此外，由于显示器配备了移动装置，可以通过在半透镜前后移动空中影像的深度位置，从而展示出虚拟角色在镜子内外连续穿梭的独特效果。
此外，研究人员通过将半透镜像配置成成类似三面镜的形状，可以在不大幅延长光路长度的情况下，扩大空中影像的可视范围，从而增加可以同时观看的用户数量。
该技术的第二个关键点是直观的交互方式。在传统的空中影像技术中，用户通常通过直接伸手触摸空中影像等方式进行直观操作。
此次开发的超镜空中像显示系统，还可以对显示在镜子外的空中影像应用相同的操作方法。此外，系统还设计了一种方法，使得用户即使无法伸手触及镜中的空中影像，也能实现直观的操作。
这种新型交互方式是通过传感器捕捉现实空间中用户的手部位置坐标来实现的。这是一种当空中影像显示在镜外时，直接使用用户手部坐标来操作空中影像；当空中影像显示于镜中时，则通过计算手部坐标来操作空中影像。系统可以根据空中影像的显示区域来切换坐标，从而使用户无论在镜面内外都能直观地与空中像进行互动。
虚拟角色通过该“超镜空中像显示系统”在镜面内外移动的演示视频，可在以下网址观看：https://youtu.be/qjwOTF_b1sY
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
