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新的“粘贴”设备使用普通镜头来隐藏物体

时间：2021-10-06 13:24:57 来源：

使用四个镜头的多向`完美的剖腹产'斗篷。从连续的观察角度范围内，手仍然隐藏起来，通过该装置看到的网格与墙壁（约2米处）的背景匹配，颜色，间隔，换档和放大。//由罗切斯特J. Adam Fenster /大学照片

罗彻斯特大学的研究人员使用了四个标准镜头的组合开发了一个“粘附”装置，当你直接看着它们时，会隐藏物体。

哈利波特的隐形斗篷可能启发，科学家最近开发了几种方式 - 一些简单，有些涉及新技术 - 以隐藏视图中的物体。在罗切斯特大学开发的最新努力不仅克服了以前设备的一些局限性，而且它使用廉价，易于使用的材料进行新颖的配置。

“覆盖了许多高科技方法，这些高科技方法以及这些背后的基本想法是拍摄光线，并使其传递一些东西，好像它不存在，通常使用高科技或异国情调的材料，”教授John Howell说罗切斯特大学的物理学。对于专业的组件，豪威尔和研究生约瑟夫·崔开发了四个标准镜头的组合，使其保持隐藏的物体，因为观察者从最佳观看位置移动到几度远离几度。

“这是我们知道这一点可以做三维，连续多向覆盖的第一个设备，它适用于在可见光谱中传输光线，”罗切斯特研究所的博士学生Choi说。

当你直接看一个物体时，许多粘附设计就能正常工作，但如果你甚至移动了你的观点，那么对象变得可见，解释了豪威尔。Choi补充说，以前的粘贴装置也可以使背景震动大幅移动，这显然是存在的包装装置。

为了斗篷既有对象并留下后台，研究人员确定所需的镜头类型和功率，以及分离四个镜头的精确距离。要测试其设备，它们将隐藏物体放在网格背景前面。当它们通过镜片看起来并通过从一侧移动到侧面来改变观察角度时，电网相应地移动，就像粘附装置不存在一样。与背景相比，披肩物体后面的网格线中没有不连续性，并且匹配的网格尺寸（放大率）。

罗切斯特斗篷可以缩放为镜片的大小，允许相当大的物体包覆。并且，与其他一些设备不同，它是宽带，因此它适用于整个光的光谱，而不是仅针对特定频率。

它们的简单配置可以改善其他粘附设备，但它并不完美。“这个斗篷弯曲了光线并通过装置的中心发送，所以不能阻挡或披着轴的区域，”崔说。这意味着克隆区域形状像甜甜圈一样。他补充说，它们有稍微复杂的设计，解决问题。此外，斗篷具有边缘效应，但是当使用足够大的镜片时，这些可以减少。

在提交杂志的新论文中，Howell和Choi为这种类型的覆盖提供了一个数学形式主义，可以为高达15度或更多的角度工作。它们使用称为ABCD矩阵的技术，该技术描述了通过镜头，镜子或其他光学元件时弯曲的光线。

虽然他们的设备不像哈利波特的隐形斗篷，但豪威尔对潜在的应用有所了解，包括使用塑造，有效地让外科医生“通过他的手来看待他实际运作的东西”。可以将相同的原则应用于卡车，以允许司机通过车辆上的盲点看到。

Howell致力于在与他的孩子一起在假期项目工作的同时创建简单的粘附设备，同时在与他的孩子一起工作。他和他14岁的儿子和崔一起一起发表了一篇关于一些可能性的论文，并且还表现出与镜子的简单粘贴，如魔术师将在简短的视频（下面）中使用。

对于他们的演示斗篷，研究人员使用了50mm的焦距F1 = 200mm和F2 = 75mm的焦距

要建立自己的罗切斯特斗篷，请遵循这些简单的步骤：

购买2套2套具有不同焦距F1和F2的2件镜头（4个镜头总计，2个带F1焦距，2带F2焦距），通过其焦距的总和分离前2个镜头（因此F1镜头是第一个镜头，F2是第二透镜，它们通过T1 = F1 + F2分开）.DO在步骤2中为另一个两个镜头。通过T2 = 2 F2（F1 + F2）/（F1-F2）进行两组。分开，使两个F2镜头分开。

笔记：

消色差透镜提供最佳的图像质量。额外的镜片可用于减小总长度（2t1 + t2）较小的总长度应减少边缘效果并增加角度范围。更容易，但更不理想的斗篷，您可以尝试3个镜片披风在纸上。

出版物：提交到Journal Optics Express

研究报告的PDF副本：近梁光学粘附

图像：J. Adam Fenster / Rochester大学


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