Как сделать объект невидимым для камеры

Обновлено: 07.07.2024

Итак, увидеть предмет можно благодаря тому, что он искажает ход лучей и световое поле, которое его окружает. Следовательно, у нас может быть три возможных подхода к невидимости. Первый — это идеальная прозрачность, когда объект сам по себе почти не искажает пути лучей света. Второй — камуфляж, когда лучи, рассеянные на объекте, совпадают с теми лучами, которые мы ожидали бы увидеть в отсутствие предмета. Третий — когда некое устройство, например наша шапка-невидимка, сама преобразовывает ход лучей света так, чтобы оно казалось не измененным. Выглядит это примерно так:

На схеме b) — реальный ход лучей в пространстве, a) — то, как его видит удаленный от шапки-невидимки наблюдатель

Первые два примера невидимости часто встречаются в природе. К примеру, медузы в толще воды едва заметны из-за своей прозрачности, а активной и пассивной маскировкой пользуется огромное число видов — ящерицы, насекомые, рыбы и так далее. Однако два этих способа предполагают, что скрываемый объект изначально обладает какими-то определенными свойствами. Человека с помощью прозрачности скрыть не удастся, а маскировка ему поможет лишь отчасти.

Видимый свет — это одна из форм электромагнитного излучения, такого же как радиоволны и рентгеновские лучи, гамма-кванты или волны в микроволновке. Подобно тому, как мы умеем управлять радиоизлучением с помощью антенн, мы также можем изменять поведение света других диапазонов. Один из самых ярких примеров абсолютного контроля над излучением — метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления.

Возьмем любой естественный прозрачный материал, например стекло или кварц, и направим на его поверхность луч света. В точке, где луч пересечет поверхность, мы мысленно проведем прямую, перпендикулярную поверхности. Для обычных материалов всегда верно, что луч пересечет эту прямую и продолжит распространяться примерно в том же направлении, немного отклонившись. Если взять вместо обычного материала среду с отрицательным коэффициентом преломления, луч в этой среде продолжит двигаться в другом направлении, не пересекая перпендикуляра.

Такие материалы были предсказаны советским физиком Веселаго еще в 1960-х годах как некоторый курьез, который можно описать в рамках электродинамики Максвелла. В 2000 году физикам впервые показали , что среды с отрицательным коэффициентом преломления действительно существуют — однако реализовать их можно лишь в виде метаматериалов.

В отличие от классических материалов, свойства которых определяются в основном веществом, из которого они состоят, свойства метаматериалов определяются их геометрией. Иными словами, в метаматериале можно заменить один металл на другой и его свойства почти не изменятся. Это можно пояснить на примере среды с отрицательным коэффициентом преломления.

Чтобы добиться отрицательного преломления, необходимо, чтобы отрицательными были сразу два свойства материала — диэлектрическая проницаемость и магнитная восприимчивость. Этими свойствами управляют два разных элемента структуры метаматериала. Возьмем классический пример. Эта среда выглядит как периодический массив маленьких идентичных антенн-ячеек.

За отклик к электрической составляющей световой (электромагнитной) волны отвечает фрагмент непрерывного провода, тянущегося сквозь все ячейки. За отклик к магнитной компоненте света отвечает пара С-образных антенн, вложенных друг в друга. Все они по отдельности создают отрицательную проницаемость и восприимчивость в материале.

Однако такой материал работает лишь в очень узком диапазоне длин волн, который напрямую определяется размерами и формой антенн. Чем меньше размеры антенны, тем меньше и длина волны, для которой среда имеет отрицательный коэффициент преломления. Первые подобные материалы работали лишь в микроволновом диапазоне.

Вернемся к невидимости. Одного лишь создания среды с постоянным отрицательным коэффициентом преломления, очевидно, недостаточно для того, чтобы скрыть объект от постороннего глаза. В основополагающей работе , посвященной физике невидимости, определяются требования к материалу нашей гипотетической шапки-невидимки. Возьмем для простоты некую специальную сферу, окружающую скрываемый нами предмет. Коэффициент ее преломления должен контролироваться вдоль всей поверхности сферы — с возникновением градиента значений. Лишь тогда можно добиться того, чтобы лучи огибали интересующий нас объект. Для внешнего наблюдателя будет казаться, что лучи не встречают никакого препятствия — что в этой области пространства ничего нет.

Стоит заметить, что из-за волновой природы света даже метаматериалы не смогут замаскировать любой предмет идеально. Это связанно с утверждением, доказанным Адрианом Нахманом в 1988 году: измерив амплитуду и направления распространения лучей света (с помощью специального детектора), мы можем полностью восстановить пространственный профиль коэффициента преломления среды, через которую они прошли. Теорема допускает несколько дискретных положений детектора, при котором нам будет казаться, что маскируемый объект — бесконечно тонкая пластинка, но в остальных случаях шапка-невидимка будет давать сбой.

Впервые реализовать шапку-невидимку из метаматериала, работающую в микроволновом диапазоне, удалось в 2006 году физикам из Университета Дьюка. Она представляет собой набор из десяти вложенных цилиндров, каждый из которых состоит из одинаковых ячеек-антенн. Из-за различных радиусов кривизны цилиндров возникал градиент коэффициента преломления, который и заставлял свет огибать скрытый в центре предмет.

Перечисленные материалы обеспечивали эффекты невидимости для микроволнового диапазона — излучения с частотой около 10 гигагерц и длиной волны 3 сантиметра. Чтобы перейти к оптическим диапазонам (длины волн порядка сотен нанометров) необходимо масштабировать устройство — уменьшить размер ячеек в сто тысяч раз. Тогда отдельные антенны будут иметь характерные размеры порядка ста нанометров. Изготовить такие устройства можно лишь с помощью достаточно сложных методов нанолитографии и травления сфокусированным пучком электронов.

N + 1: Как устроены оптические метаматериалы?

Метаматериалы состоят из искусственно созданных метаатомов, которые гораздо меньше длины волны (360–760 нанометров). Поэтому, если речь идет об оптических метаматериалах, размеры метаатомов должны быть порядка 100 нанометров и меньше. Это предъявляет особые требования к нанотехнологическим процессам. Из чего же состоят метаатомы? Это могут быть металлические или диэлектрические наночастицы различной формы (сферы, диски) и их модификации и более сложные конфигурации в виде спиралей, систем колец.

Насколько сложно создать материал, работающий в оптическом диапазоне электромагнитного излучения?

Поскольку мы говорим о нанотехнологиях, то все упирается в разрешение микроскопии и средства литографии. Важно также обеспечить повторяемость при изготовлении наночастиц. Второй важной особенностью является тот факт, что включения метаматериалов должны быть высокорезонансными. Это означает, что метаатомы сильно взаимодействуют с падающим на них излучением. Однако резонансные свойства ухудшаются из-за того, что металлы на оптических частотах сильно греются — это потери. А диэлектрические не имеют таких сильных резонансных свойств, как металлические.

Существуют ли технологии, позволяющие менять коэффициент преломления в конкретной области пространства?

Речь идет о так называемой трансформационной оптике. Если создать метаповерхность таким образом, что каждой точке пространства будет соответствовать свой метаатом, со своими спектральными свойствами, то можно менять направление распространения света под тем углом, какой нам нравится.

Мы выполняем как теоретические, экспериментальные, так и технологические исследования. Для этого у нас построена прекрасная лаборатория с современным оборудованием. Мы развиваем направления кубитов — элементов квантового компьютера, создаем невидимые покрытия, занимаемся исследованием таких экзотических явлений, как анаполь и различные прикладные аспекты для космоса.

Стоит заметить, что метаматериалы используют не только для разработки технологии невидимости. Идеальное управление волновым фронтом света позволяет создавать плоские линзы. Для этого антенны определенным образом смещают фазу падающего на линзу света — этого оказывается достаточно, чтобы пучок впоследствии сфокусировался в точку. Недавно физики показали, что такие линзы не хуже традиционных оптических приборов.

Мы живем в мире, где инфракрасные камеры могут просканировать практически любое место, а правительства готовы инвестировать сотни миллионов долларов в программное обеспечение распознавания лиц. По этой причине, многие пользователи, вероятно, не чувствуют себя комфортно, зная, что где-то там могут быть камеры, которые контролируют их действия. Именно поэтому многим, вероятно, будет интересно узнать, что Huffington Post предложила нам несколько довольно простых способов, помогающих избежать наблюдения.

Однако, бывают случаи когда назойливое внимание видеокамер может сыграть нам на руку. Например, в случае дорожно-транспортного происшествия, когда видеоматериалы может использовать не только полиция, но и страховая каско, для правильного расчета выплат и т.д. Наличие таких доказательств может существенно облегчить ваш диалог со страховой компанией и избежать ненужных треволнений.

6 гаджетов, которыми мы пользуемся постоянно и которые могут шпионить за нами

Сегодня ни для кого не секрет, что многие интернет-компании и телекоммуникационные гиганты могут шпионить за своими клиентами в пользу государственных служб. Американские шпионские скандалы, доказываю.

Фото Moto Z3 Play просочилось в начале этого месяца в слегка отрывочном и зернистом изображения из Китая, но вчера Эван Бласс показал то, что кажется красивым пресс-релизовым изображением устройства. .

Три технологических продукта, которые могут не дожить до 2014 года

Многие, достаточно крупные компании иногда совершают очень серьезные ошибки, которые пользователи вряд ли быстро забудут. Например, искренние поклонники компании HP вряд ли забудут, что их любимый про.

Игровые автоматы, в которые может бесплатно играть каждый

Вопреки мнению многих, для игры в слоты сегодня вовсе не обязательно ставить на кон большие деньги. Более того – эксперты и вовсе советуют новичкам постараться играть на минимальные суммы, так как без.

Ученые обнаружили необычный способ превращения твердых объектов в невидимые с помощью рассеяния световых волн

Как сделать невидимым твердый объект?

Причина, по которой мы видим тот или иной объект, заключается в рассеянии световых волн, отражающихся от источника света на предмет, а затем в человеческий глаз. Недавно ученые нашли способ сделать твердые объекты невидимыми, причем довольно странным образом – заставляя световые волны проходить сквозь непрозрачные материалы, как будто их там вообще не было.

Исследования, проведенные в Венском техническом университете и Утрехтском университете, позволили рассчитать конкретную разновидность световой волны, которая может проникать в объект. Хотя можно подумать, что все световые волны одинаковы, это не так.

Особые световые волны, похоже, бросают вызов законам отражения света. Специально созданный луч света не изменялся объектом, через который он проходил – только слегка приглушался, что приводило к почти идеальной невидимости.

Результаты исследования означают, Исследование означает, что ученые могут не только смотреть на то, что находится за объектом, но и сквозь него

Уникальные световые волны

В ходе эксперимента профессор Роттер и профессор Аллард Моск использовали слой непрозрачного порошка оксида цинка – наночастицы, расположенные случайным образом – и точно рассчитали, как рассеивается свет через неупорядоченную среду и как бы он рассеивался, если бы порошка там вообще не было.

Более того, существует теоретически неограниченное количество световых волн! Это означает, что, хотя их трудно вычислить, их можно найти.

Видимые и невидимые волны света, а также области их применения

Особенность, заключающаяся в том, что эти поля напоминают поля в свободном пространстве, может быть очень полезна для глубокого изучения материалов с высоким рассеянием, с которыми, как правило, очень сложно работать, – пишут авторы научной работы.

Как добавил профессор Роттер, в этой области необходимы дальнейшие исследования, поскольку развитие подобной невидимости твердых тел потенциально может привести к решению некоторых проблем медицинского характера. И непосредственно сделать невидимым человека сегодня, конечно, нельзя – биологические системы полны движения, например, та же кровь, которая течет по телу. Это затрудняет вычисление закономерностей, необходимых для прохождения света через объект, так как измерения должны выполняться быстрее, чем масштаб самого движения.

И все же, данные полученные в ходе эксперимента уже сегодня могут помочь ученым, которые хотят изучать более мелкие структуры, такие как клетки, к тому же, профессор Роттер считает, что это только вопрос времени – когда измерительные инструменты станут достаточно быстрыми и дешевыми, чтобы открыть целый мир новых возможностей. Полностью озакомиться с результатами научной работы можно в журнале Nature Photonics

Человеческий глаз воспринимает лишь малую часть видимого спектра

Нельзя не отметить, что открытие Роутера и его команды являются ошеломительным. Ведь теперь мы правда можем заставить предметы буквально исчезать из виду, а затем появляться вновь. Более того, с помощью трюков камеры ученые могут делать снимки того, что находится за объектом, а затем проецировать волны на поверхность объекта, заставляя его как бы исчезать. К счастью, они также работают над чем-то более приземленным: например, способами изгибать свет вокруг объекта, по сути, заставляя его исчезать, или просто рассеивать свет, скрывая объект из виду.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, так вы точно не пропустите ничего интересного!

Интересно, что основы для этой супер ткани были заложены еще в 2010 году, теперь же широкая публика может этим изобретением наслаждаться. Ну как, широкая – униформы, которые разрабатывает компания, используются в армиях Канады, США, Индии, Словакии, Новой Зеландии и Иордании.

В будущем камуфляж у военных станет частично невидимым.

Лучи света, попадая в микроскопические линзы, рассеиваются и смываются. Таким образом, все, что находится на определенном расстоянии позади материала становится неразличимыми. Этот новый вид материала не только изгибает лучи в видимом спектре, но также в ультрафиолете и инфракрасном свете, – отмечают создатели материала.

Интересно, что в патенте описано 13 различных вариантов материала, способных работать в разных условиях. Вот только широкой общественности особенности конструкции новой технологии не раскрываются. (Зато теперь полицейские, вероятно, смогут скрываться за невидимыми щитами).

Новый материал делает вас невидимым под определенными углом

Безусловно, нам с вами предстоит еще долгий путь, прежде чем шапки-невидимки можно будет заказать на дом с доставкой (или плащ-невидимка в стиле Гарри Поттера), но, благодаря открытию ученых из Австрийского университета Вены и Нидерландского университета Утрехта мы стали на один шаг ближе к мечте. Хотели бы себе такой плащ? Ответ ждем здесь, а также в комментариях к этой статье!

Эта статья или следующий раздел не обеспечены должным образом подтверждающими документами ( например, индивидуальными доказательствами ). Информация без достаточных доказательств может быть вскоре удалена. Пожалуйста, помогите Википедии, исследуя информацию и добавляя убедительные доказательства.

Невидимость - это состояние, в котором объект , вещество или излучение невидимы для глаза человека или животного . Невидимость в более узком смысле - это физические условия окружающей среды, при которых обычно видимый объект больше не может быть виден людьми.

имея в виду

Невидимость имеет относительно большое значение во многих областях. Для хищников и добычи , то есть для живых существ как в царстве животных, так и в царстве растений, это важный фактор, позволяющий добиться успеха даже с точки зрения сохранения видов .

Для людей эта тема важна в сферах шпионажа , вооруженных сил , астрономии , поведенческих наук , философии и искусства . Поощряемые этими областями интересов, им занимаются физика , химия и другие дисциплины . В общем, понимание сценариев, в которых состояние окружающей среды на мгновение незаметно, также дает понимание того, где должны быть найдены пределы этого разрыва в восприятии и как эти ограничения можно обойти. С одной стороны, все еще существует интерес к преднамеренному достижению такого состояния относительной невидимости, а с другой стороны, к возможности специально обнажать соответствующие невидимые предметы.

Простые примеры

Следующее относится к людям и их восприятию:

Свет невидим, когда его нет в глазах смотрящего.
Электромагнитные волны с длинами волн, отличными от света, невидимы, даже если они попадают в человеческий глаз.
Бесцветные газы , такие как воздух, невидимы из-за их слабого взаимодействия с электромагнитными волнами света.
Быстро движущиеся объекты, такие как Пули пистолета B. невидимы из-за их высокой скорости .
Небольшие объекты, такие как B. микроорганизмы невидимы из-за своего небольшого размера.
Объекты, которые находятся далеко, например, B. галактики невидимы из-за большого расстояния, а также из-за их низкой видимой яркости.

Примеры 5 и 6 для невидимости основаны в первую очередь на разрешающей способности человеческого глаза размером около одного миллиметра на расстоянии 3,5 м (угол в одну угловую минуту ).

Прозрачные объекты, погруженные в жидкости с аналогичным показателем преломления, становятся невидимыми. При использовании в иммерсионной микроскопии стеклянные поверхности покрываются маслом для этой цели , чтобы уменьшить отражение от поверхности раздела. В природе есть много прозрачных существ в воде, где они практически незаметны. Если вынуть этих существ из воды, они будут хорошо различимы, потому что показатель преломления воздуха значительно отличается от показателя преломления воды.

Другой причиной невидимости является недостаточная яркость , например, ночью (см. Также пример 6). Даже в среде, наполненной рассеивающим свет туманом или дымом, объекты невидимы, если они находятся за пределами уменьшенного поля зрения.

Сокрытие

Если этот объект находится за другим объектом, то он действительно невидим для наблюдателя, но тогда вы можете увидеть другой объект перед ним. Интеллектуальный наблюдатель, который присутствует в сценарии, может поэтому захотеть осмотреть области, которые в настоящее время скрыты от него, рано или поздно, при условии, что укрывающий объект дает ему какую-либо причину для этого. Есть вероятность, что он перекрывается только с одной стороны, с нескольких или даже со всех. Невидимость возникает не из-за свойств объекта, а из-за свойств покрывающего объекта. Например, консервная банка скрывает свое содержимое во всех направлениях. Если вы покрасите банку в черный цвет и поместите ее на такой же черный фон, банка и ее содержимое станут невидимыми. Банку просто подделали, а к ее содержимому не прикасались.

Косвенное восприятие

Чтобы сделать объект невидимым, часто недостаточно предотвратить попадание света от этого объекта на наблюдателя. Даже если этот объект полностью черный, и поэтому никакой свет не может достичь наблюдателя, он все равно покрывает часть фона . Если он не полностью черный, объект можно будет увидеть по его контуру.

Если объект имеет тот же цвет и яркость, что и его окружение и фон, он все равно невидим.

Типичные реальные фоны структурированы, и их свойства меняются со временем, например, в зависимости от угла обзора движущегося зрителя или в зависимости от времени суток и падения света. Военный камуфляжный костюм или камуфляжная краска пытается изобразить определенный сценарий, например Б. Лесные, пустынные или каменные пейзажи, которые нужно воссоздать во внешнем виде. В этом случае более или менее поверхностный наблюдатель с большей вероятностью не сможет отделить контур соответствующего носителя от впечатления от окружающей обстановки. Эта вероятность уменьшается, когда объект и фон движутся навстречу друг другу, и наблюдатель может идентифицировать независимые поля движения из сценария.

Некоторые представители моллюсков лучше человека освоили способы маскировки. Осьминоги могут имитировать фон лучше, чем любой человеческий маскировочный костюм. Желе кальмаров почти прозрачны. У кальмара-ружья есть световые органы на нижней стороне, которые могут затмить его темный силуэт перед поверхностью воды.

Физико-технические концепции невидимости

Невидимость с фотонными кристаллами

Теоретически возможная возможность полной невидимости может быть основана на преломлении - отражении - преломлении . Полые сферы изготовлены из фотонных кристаллов ( метаматериалы ) и материалов с отрицательным показателем преломлением (левшой материалы) с обычным экзотическим преломлением и отражением поведения может отвлечь свет , идущий от всех пространственных направлений в упорядоченно. Полая сфера из фотонных кристаллов должна иметь одинаковые оптические свойства во всех пространственных направлениях, а световые лучи могут беспрепятственно пересекать друг друга, потому что фотоны принадлежат бозонам . Вместо полой сферы для первых экспериментов можно было использовать полый цилиндр с вертикальной осью, который тогда был бы невидим со всех горизонтальных направлений обзора.

В октябре 2006 года ученым впервые удалось создать волшебную шляпу. Микроволны были руководствовались вокруг кольца , которое состояло из нескольких слоев медной проволоки и стекловолокна фольги так , чтобы она не отражает излучение и оказалась частично невидим в соответствующей электромагнитной области. Однако свет еще нельзя было отклонить. Пока что этот процесс работает только на одном уровне, а не с трехмерными объектами.

В 2010 году исследователям удалось создать гибкую полимерную пленку, своего рода метаматериал, который также отклоняет видимые длины волн около 620 нм.

Невидимость с зеркалами

Намного проще, чем круговая невидимость, невидимость только для одной прямой видимости может быть реализована достоверно, по крайней мере, для человека-наблюдателя. Световые лучи из определенного поля зрения направляются вокруг объекта. Однако, поскольку расстояние немного изменяется в результате перенаправления, идеальной идентичности достичь невозможно. Отдельные остатки зеркальных граней также всегда будут узнаваемы. Пункт наблюдения гибок в определенных пределах.

Расположение плоских зеркал

В этом случае предпочтительно, если зеркала отражаются спереди , как и в проекторах . Это позволяет избежать множественных отражений от поверхности стекла . Для правильного отображения изображения всегда требуется четное количество зеркал (это правило применяется только к плоским зеркалам).

Проблема с невидимостью с зеркалами заключается в том, что вы должны расположить зеркала таким образом, чтобы их было трудно увидеть сами. При использовании четырех плоских зеркал в качестве двойного перископа одно плоское зеркало все еще можно увидеть сзади. При использовании трех плоских зеркал изображение фона перевернуто.

Устройство невидимости, анимация

Принцип невидимости с зеркалами

Оптимизация 4-х зеркальной системы

Устройство невидимости, три обзора

С помощью четырех плоских зеркал вы можете зигзагообразно расположить фон вокруг объекта, чтобы сделать его невидимым , создав две невидимые зоны. Площадь, требуемая для системы с 4 зеркалами, является наименьшей, когда два наклонных зеркала (показаны слева и справа на чертежах) наклонены на 30 градусов по отношению к световым лучам. Два вспомогательных зеркала (показанные на рисунках вверху и внизу) всегда должны быть выровнены параллельно световым лучам и должны быть как можно более тонкими. Дополнительную информацию можно найти в описании изображения оптимизации 4-зеркальной системы.

Расположение параболических зеркал

Невидимость с зеркалами с параболическим цилиндром

Невидимость с цилиндрическими линзами

Невидимость с линзами цилиндра Френеля

Невидимость с линзами

Поскольку для того, чтобы сделать их невидимыми , необходимы большие линзы , линзы Френеля можно использовать для снижения веса . Цилиндр линзы состоит из частичных поверхностей цилиндрической оболочки и фокусирует свет на фокальной линии. На этой фокальной линии находится узкое плоское зеркало, которое отражает свет на вторую цилиндрическую линзу Френеля . Чтобы избежать двух отдельных невидимых зон, используются две разделенные пополам цилиндрические линзы Френеля.

В отличие от других методов невидимости, этот метод относительно экономит место. Все компоненты представляют собой стены кубоида , а половина интерьера невидима. Здесь также применяется то, что с определенной точки зрения можно увидеть только фон объекта, но не сам объект.

Невидимость сквозь силу тяжести

Сильные гравитационные поля , подобные тем, которые обнаруживаются возле нейтронных звезд и черных дыр , могут настолько сильно отклонять свет, что вызывающее его небесное тело становится невидимым. На Земле невозможно создать такие сильные гравитационные поля, потому что придется сжимать огромные массы до чрезвычайно высокой плотности.

Невидимость с микрокамерными проекторами

Перенос фонового изображения на переднюю часть объекта делает его невидимым. Это очень просто с неподвижным фоном и только одним положением наблюдателя. Например, в 2016 году фотограф JR сделал стеклянную пирамиду во внутреннем дворе Лувра так , чтобы она казалась исчезнувшей из-за тромпа .

Было также предложено установить плоский экран с высокой яркостью перед объектом, который должен быть невидимым , и цветную видеокамеру позади объекта , которая передает изображение фона на экран. Понятно, что на ярком солнце у этого экрана будут большие проблемы с яркостью.

При более дифференцированных фоновых изображениях возникает также вопрос об угле обзора и о том, будет ли для камеры более полезен широкоугольный или телеобъектив . Верно, что экран с высоким разрешением также может быть покрыт направленно-селективными микрошариковыми линзами, но это приведет к более высоким затратам. Цель такой меры - обеспечить каждый угол обзора подходящим фоновым изображением. Один из примеров, который уже был реализован, - это те стереоизображения , которые генерируются с помощью линз с микроцилиндрами .

Невидимость с помощью микрокамер , которые также являются микропроекторами :

Двенадцать синих кружков представляют проекторы микрокамер, но на самом деле их нужно несколько сотен тысяч. Черные линии снаружи представляют собой лучи света, а зеленые линии внутри представляют собой назначение сигналов изображения, но ни в коем случае не проволочную сетку, соединяющую проекторы камеры.

Проекторы микрокамер должны иметь плоско-выпуклые линзы, плоские наружу и изогнутые внутрь, потому что изогнутые наружу линзы будут мешать друг другу, когда на них падает свет.

Эта технология пока нереализуема, но давайте все равно попробуем ее вычислить: разрешение человеческого глаза составляет 3 мм на расстоянии 10 м, а наша система должна работать на расстояниях более 10 м. Отсюда следует, что проекторы микрокамер могут иметь размер 3 мм. Изначально объект, который нужно сделать невидимым, должен представлять собой квадрат с длиной ребра 90 см. Из этого следует, что на каждую строку изображения требуется 900/3 = 300 камер-проекторов, а всего должно использоваться 300 x 300 = 90 000 камер-проекторов. В проекторах камеры 300 пикселей CCD - LED - имеют в общей сложности пространство 3 мм, поэтому они могут иметь размер 3/300 = 0,01 мм, но должны быть трехцветными. Это означает, что должно быть шесть областей на площади 0,01 мм × 0,01 мм, три датчика CCD и три области светодиодного освещения, каждая для красного, зеленого и синего цветов. Это уже можно легко произвести с помощью современных микросхем, например, используемых в цифровых камерах.

Чтобы свет от светодиодных светящихся поверхностей не мог достигать и не мешать датчикам CCD, между ними можно было бы установить разделяющие поверхности, но по причинам, связанным с пространством, из-за дифракции света, рассеяния света и отражения от поверхности раздела, это не будет хорошим методом. Временное разделение было бы лучше. 1/20 секунды = 50 мс (миллисекунды) (однако это имеет тот недостаток, что объект воспроизводит свои собственные тени, которые вы не можете увидеть, если светодиоды достаточно интенсивны, когда вы смотрите на них через объект) 50 мс = 20 мс ПЗС активна + 5 мс пауза + 20 мс светодиод активен + 5 мс пауза, и снова с начала. Если по техническим причинам вы не хотите выполнять временное разделение, но хотите работать непрерывно, вы можете расположить микрокамеры и микропроекторы рядом друг с другом в отдельных микрокорпусах. Идеальной была бы полусферическая форма плоскости изображения проекторов камеры. Однако полупроводниковые чипы состоят из монокристаллов, которые подходят только для плоских поверхностей. В качестве компромисса можно выбрать форму куба, разделенного пополам параллельно двум его противоположным граням.

Большой проблемой является яркость: каждый пиксель отвечает за параллельный световой пучок диаметром 3 мм. Это означает, что яркость каждого пикселя должна быть в 90 000 раз выше яркости светового луча. Если смотреть на солнце, ПЗС-датчики могут быть повреждены, а поверхности светодиодного освещения не смогут предотвратить попадание теней на солнце.

В более отдаленном будущем эти проблемы можно будет решить с помощью фотоники . Сегодня уже существуют оптические волокна , которые могут активно усиливать падающий свет за счет лазерного эффекта. Тогда у вас будет только небольшая проблема: как вставить 8 100 000 000 световодных волокон длиной около одного метра внутрь с диаметром 90 см. Правильное соединение этих световодов должно выполняться микророботами. В принципе, здесь применима зеленая схема подключения внутри рисунка выше. При этом не стоит забывать, что вам также нужно место для блока питания и пассажира, иначе устройство будет только незаметно для себя.

Невидимость через новые метаматериалы на квантовом уровне

Американская компания HyperStealth Biotechnology Corp. несколько лет работала над своей технологией квантовой невидимости и тайно разработала квантовый маскировочный костюм для армии США. Это должно позволить военному спецназу действовать не только скрытно, но и практически незаметно. Это станет возможным благодаря новому материалу, который в настоящее время исследуется в Пенсильванском университете. Идея состоит в том, чтобы заставить материалы взаимодействовать со светом, как это делают атомы. Однако это происходит на гораздо меньшем уровне, так что искусственные конструкции меньше самих световых волн. В результате оптические свойства больше не должны быть так ограничены, как в случае с составными материалами. Оцифровка этих метаматериалов может быть использована для точного воспроизведения света с другой стороны. Одним из преимуществ такого метаматериала является то, что свет можно не только направлять и отражать увеличительными стеклами и зеркалами, но также можно растягивать, растягивать, искажать и манипулировать другими способами.

Культура и философия

Явления, невидимые человеческому глазу, представляют собой абстрактные понятия, такие как чувства и мысли , например Б. бесконечность , то есть то, что вы не делаете или только с помощью метафор может делать живописное воображение .

В греческой мифологии боги могли невидимо ходить по земле, как и духи . В германских легендах короли гномов Альберих и Лорин делают себя невидимыми с помощью невидимой шапки .

Философ Платон различал внешнюю поверхность вещей и их абстрактную сущность , идеи .

Абстрактная живопись пытается невидимым абстрактный, г. Б. визуализировать психические структуры; концептуальное искусство работы с невидимыми значениями за визуальные поверхностями.

Невидимость в литературе и кино

Смотри тоже

Видимость , зрение , орган чувств , обман
Камуфляж использует те же принципы, что и невидимость.
Также оптические иллюзии могут сделать детали видимыми.

веб ссылки

Викисловарь: Невидимость - объяснение значений, происхождения слов, синонимов, переводов

Индивидуальные доказательства

Эта страница последний раз была отредактирована 26 августа 2021 в 23:55.

Читайте также: