世界上最薄的镜头只有三个原子厚

世界上最薄的镜头只有三个原子厚 透镜是用来收集光线、弯曲光线并将光线聚焦到指定点的。这可以放大物体，矫正视力，通过显微镜看到非常微小的物体，或通过望远镜看到非常遥远的物体。镜片通常由弧形玻璃或其他透明材料制成，如隐形眼镜中的水凝胶。但这种经典设计可能意味着大型透镜相当厚重，尤其是用玻璃制成的透镜。为了节省材料，19 世纪发明了一种叫做菲涅尔透镜的替代设计，最初用于灯塔。这种透镜使用一系列同心圆材料将光线衍射到一个焦点，虽然牺牲了一些图像清晰度，但透镜却薄得多。而现在，科学家们几乎将其推向了极限，制造出了厚度仅为 0.6 纳米（nm）的透镜，也就是只有三个原子。这使它成为有史以来最薄的透镜，打破了 2016 年创下的厚度为 6.3 纳米的上一个纪录，比它厚 10 倍。这种新型透镜由二硫化钨同心环组成，它能吸收照射到它的红光，并将红光重新发射到离表面 1 毫米（0.04 英寸）远的焦点上。它的工作原理是形成名为"激子"的短寿命准粒子，然后衰变并发光。由于它能选择性地聚焦红光，其他波长的光实际上不受影响地通过，这可能会带来一些有趣的应用。这项研究的作者约里克-范-德-格鲁普（Jorik van de Groep）说："这种镜片可用于这样的应用：通过镜片的视线不应受到干扰，但可以利用一小部分光线来收集信息。这使它成为增强现实等可穿戴眼镜的完美选择。"研究小组表示，下一步将研究该技术能否用于制造更复杂的涂层，通过微小的电击激活涂层。这项研究发表在《纳米快报》（Nano Letters）杂志上。 ... PC版： 手机版：

近视的人年纪大了之后 是视力逐渐改善还是会同时得上老花眼？

近视的人年纪大了之后 是视力逐渐改善还是会同时得上老花眼？ 但是，我们大部分人关于视力的知识是非常匮乏的，由于我个人也是近视群体，所以我经常会去了解这方面知识，我发现互联网上大部分关于视力相关的知识都是片面的，甚至是完全错误的。比如，有一个关于近视的人年纪大了到底会不会得老花眼的问题，互联网上大部分分享都是错的，而且极具误导性。图：戴上老花眼镜是看不清远处的，所以你经常会看到老年人以这种姿态一边阅读，一边往远看如果你曾经试图去了解过这个话题，那你就会发现许多完全不同的答案。一些人会跟你说近视的人老了之后视力会有所改善，有些人则会告诉你近视的人不会再得老花眼了，还有人可能会给你说近视和老花会同时拥有。那么，这就是我们今天的话题近视的人老了到底会不会得老花眼？正确答案是，近视和老花是两种完全不同眼部疾病，两者得病机理上几乎互不影响；而且一种失去的是看远处的能力，另外一种失去的是看近处的能力，两者病情上也几乎互不影响。另一方面，老花影响几乎所有年纪足够大的人。所以，只要你年轻的时候是近视的话，那么你老了肯定也会得老花眼你会两种眼部问题同时出现（虽然这样的答案我个人也非常不喜欢，但事实就是这样）。那么，为什么会有那么多不同答案呢？你的身边可能真的有近视的人在老了之后经历了视力改善，但要理解这个，我们必须要了解到底是什么在影响我们的视力。如果你也是近视的话，你肯定或多或少知道，近视是因为光线进入我们眼睛之后，成像在了视网膜的前面，而远视的话则正好相反，它的光线成像在视网膜的后面。至于为什么成像会出现视网膜的前面或者后面，很多人可能就不太清楚了。老花和近视的本质是什么？成像在视网膜的因素其实有很多，换句话说，我们近视的原因其实非常多，只是因为它对我们造成的视力感受是一样的，所以被我们统称为了近视。图：光线到达视网膜过程的任何一个环节出了问题，都可能让像出现偏差，并造成近视或远视我们眼睛的成像原理和凸透镜类似，只是它是一个复杂的“凸透镜系统”，光线进入眼睛需要经过角膜、房水、晶状体、玻璃体的偏折，最终成像。这个过程中，无论是角膜和晶状体的屈光力，还是房水和玻璃体的折射率出现问题，都可能导致光线无法正确出现在视网膜上，从而出现近视。但是，对于大部分人而言，近视的原因并不是这些眼部结构的屈光力和折射率出现问题，而是眼轴变长了或者说视网膜向后推移了，从而导致你的眼部结构正常成像时无法出现在视网膜上，而是在视网膜的前面。由于眼轴变长只在身体发育的时候发生，所以近视通常只发生在青少年时期，一旦成年眼轴就就不会继续发育，进而度数也就不会发生变化。图：凸透镜成像另外，之所以近视眼能够看到远处而无法看到近处，就是因为随着物距的缩短，你的相距会被拉长，从而让成像更接近视网膜或者更多的光出现在视网膜上（可以自己模拟下凸透镜成像就清楚了）。了解了近视的成因之后，我们再来了解远视（远视就是前文所谓的老花眼）。在我们前面谈论眼睛成像时，不知道你发现问题没有，如果眼睛是凸透镜成像的话，那么随着物距变化（或者看不同距离的物体），像距也会发生变化，那么凭什么我们的眼睛能让远近的物体都成像在视网膜上，并让我们远近都看得清楚呢。这个就是眼睛最复杂且智能的部分，它会自动调节相距，从而让远近的物体都成功打在视网膜上。至于如何调节像距，其实就是通过睫状肌调节晶状体的形状，来改变晶状体的曲率半径，从而改变焦距。与近视一样，有许多因素会导致远视，但常规的远视主要有两个原因，都是关于眼睛无法很好调节焦距造成的。一个是晶状体随着年龄的增加会硬化并失去弹性，从而难以改变其曲率半径；另外一个是随着年龄增加用于调节的睫状肌功能变差，从而无法通过调节来让近的物体成像也出现在视网膜上。无论是晶状体的硬化，还是睫状肌的功能都和年龄有关，所以只要你年纪足够大，基本百分百出现远视。你发现了没有，大部分人的近视是眼轴太长了，从而导致越远的物体距离视网膜越远，从而越看不清，而大部分正常的远视是因为眼睛无法改变焦距，从而让近处的物体出现在视网膜后面，两者是不相关的过程。所以，关于近视眼不会得老花或者近视和老花会相互抵消，只是神话而已，物理上两者几乎不会有任何影响。但是，就像我们前面说的，为什么有些近视的人随着年龄的增加会经历视力改善呢？为什么一些近视的人年纪大了视力会改善？首先，确实有这样的人存在，但这是较罕见的案例。关于为什么会这样，我查阅了大量的资料，现在我非常确定，这主要是两个因素造成的（或许你和我一样不会想知道为什么）。其中最重要的一个原因，是这些人的眼睛正在经历较大的病变，因为眼睛的病变导致其焦距发生了变化，其结果就像是天然加配了一个近视眼镜一样。我这边查到，这些病症包括但不限于糖尿病（尤其是最近出现高血糖）、白内障、晶状体脱位、角膜水肿、黄斑水肿和眼后肿瘤。而其中最常见的是白内障，白内障的前身就是晶状体硬化，而这会改变光线进入眼睛时“弯曲”的方式，或者改变其焦距，从而改善近视（当然这些眼部疾病也可能加重近视）。我们前面提到过晶状体硬化也是老花眼的原因，这估计就是为什么一些人觉得自己的近视被老花眼改善了，但这并不是近视和远视抵消造成的，老花眼依然存在，只是近视因为焦距改变而改善了而已。另外一个原因也不是什么好事，是因为你年轻时近视度数没配对，而且是配高了。因为年轻的时候，我们的睫状肌功能很强，所以你的度数配高了依然不会有太多的不适，因为睫状肌通过调节晶状体的形状适配了你更高的眼镜度数。但是随着你年纪增加，睫状肌功能的下降，它变得无法适应更高的近视度数，所以你感觉自己度数降低了。同样的，我们前面提到过睫状肌功能影响老花眼的另外一个因素，所以一些人觉得自己因为老花眼改善了近视眼。其实，还有一种情况也必须提一下，就是有些高度近视的人，老花对他们的影响没那么明显（这个可能是一些人觉得高度近视的人不会得老花的原因）。这是因为高度近视的人即便看足够近的物体，它的成像也会在视网膜前面足够远地方，而当你这时还拥有远视的话，就会因为远视把这个较近物体的像拉倒视网膜的后面，而相互抵消。但是，如果这时你矫正自己的视力的话，或者说戴上眼镜的话，那么老花眼的影响就会变得明显。最后很多人以为近视可以通过某种方式改变，但事实证明，你一旦真的近视，那么它就是永久的，除非通过一些手术来改正屈光力。所以，爱护眼睛是必要的。另外，虽然老花通常不可避免，这对于近视的人来说不是很友好，但也不用太过悲观，现在也有能够同时解决近视和远视的眼镜存在的，只是据说舒适度很差。PS：这篇文章只参考了一个案例，我的家人，她年轻的时候是近视，年纪大了又得了老花，她并没有经历近视改善，只经历了老花越来越严重，需要两副眼镜换着戴。其它方面的内容就是纯属我自己寻找资料，以及物理知识的推测，我并非专业人员，如果有问题，还请咨询专业人员。 ... PC版： 手机版：

斯坦福科学家开发出革命性的AR头戴设备 全息技术让普通眼镜展示3D仙境

斯坦福科学家开发出革命性的AR头戴设备 全息技术让普通眼镜展示3D仙境 通过全息技术和人工智能，这些眼镜可以在直接观看真实世界的基础上显示全彩 3D 移动图像。图片来源：安德鲁-布罗德海德电子工程系副教授、快速崛起的空间计算领域专家戈登-韦茨坦（Gordon Wetzstein）说："我们的头显在外界看来就像一副日常佩戴的眼镜，但佩戴者透过镜片看到的是一个丰富的世界，上面叠加着生动的全彩三维计算图像。"韦茨坦和一个工程师团队在《自然》杂志上发表的一篇新论文中介绍了他们的设备。他们说，虽然这种技术现在只是一个原型，但它可以改变从游戏和娱乐到培训和教育等领域在任何地方，计算机图像都可以增强或告知佩戴者对周围世界的了解。韦茨坦领导的斯坦福计算成像实验室的博士生、该论文的共同第一作者马努-戈帕库马尔（Manu Gopakumar）说："我们可以想象，外科医生戴着这样的眼镜来规划精细或复杂的手术，或者飞机机械师戴着这样的眼镜来学习如何操作最新的喷气发动机。"这种新方法首次将复杂的工程要求串联起来，迄今为止，这些要求要么导致头戴式头显不美观，要么导致 3D 视觉体验不令人满意，佩戴者会感到视觉疲劳，有时甚至有点恶心。斯坦福大学计算成像实验室博士后研究员、论文共同第一作者 Gun-Yeal Lee 说："目前还没有其他增强现实系统能与我们的三维图像质量相媲美。"为了取得成功，研究人员结合人工智能增强全息成像和新型纳米光子设备方法，克服了各种技术障碍。第一个障碍是，显示增强现实图像的技术通常需要使用复杂的光学系统。在这些系统中，用户实际上无法通过头显镜头看到真实世界。相反，安装在头显外部的摄像头会实时捕捉世界，并将图像与计算图像相结合。然后将生成的混合图像立体投射到用户眼中。"用户看到的是现实世界的数字化近似图，上面叠加了计算图像。这是一种增强虚拟现实，而不是真正的增强现实。"Wetzstein 解释说，这些系统必然非常笨重，因为它们在佩戴者的眼睛和投影屏幕之间使用放大镜片，要求眼睛、镜片和屏幕之间的距离最小，从而增加了体积。斯坦福计算成像实验室的博士生、论文的共同作者 Suyeon Choi 说："除了笨重之外，这些局限性还可能导致感知真实度不尽人意，通常还会造成视觉不适。"为了制作出在视觉上更令人满意的三维图像，韦茨坦摒弃了传统的立体方法，转而采用全息技术，这是一种在 20 世纪 40 年代末获得诺贝尔奖的视觉技术。尽管全息技术在三维成像方面大有可为，但由于无法描绘准确的三维深度线索，全息技术的广泛应用一直受到限制，导致视觉体验不佳，有时甚至令人有类似晕车的反应。Wetzstein 团队利用人工智能改进了全息图像中的深度提示。然后，利用纳米光子学和波导显示技术的进步，研究人员能够将计算出的全息图像投射到眼镜镜片上，而无需依赖笨重的附加光学器件。通过在透镜表面蚀刻纳米级的图案来构建波导。安装在每个太阳穴上的小型全息显示屏通过蚀刻图案投射计算图像，这些图案会在镜片内反弹光线，然后将光线直接传送到观看者的眼睛。透过眼镜片，用户既能看到真实世界，又能看到上面显示的全彩 3D 计算图像。3D 效果之所以得到增强，是因为它是通过立体和全息两种方式产生的，前者是指每只眼睛都能看到略有不同的图像，就像传统的 3D 成像一样；后者则是指每只眼睛都能看到略有不同的图像，就像传统的 3D 成像一样。斯坦福大学计算成像实验室的博士生布莱恩-赵（Brian Chao）是这篇论文的共同作者，他说："利用全息技术，你还可以在每只眼睛前获得完整的三维体积，从而提高栩栩如生的三维图像质量。"新的波导显示技术和全息成像技术的最终成果是提供逼真的三维视觉体验，既能满足用户的视觉需求，又不会让用户感到疲劳，而这种疲劳感正是早期方法所面临的挑战。Wetzstein 说："全息显示一直被认为是终极 3D 技术，但它从未取得过重大的商业突破。也许现在他们有了多年来一直在等待的杀手级应用"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

Optic ID：苹果公司解释Vision Pro虹膜认证系统的工作方式

Optic ID：苹果公司解释Vision Pro虹膜认证系统的工作方式 iPhone 和 iPad 上支持 Face ID 和 Touch ID 的应用程序会自动支持 Optic ID。设置 Optic ID 后，还必须使用Persona。苹果公司表示："Touch ID 革新了指纹身份验证，Face ID 革新了面部识别身份验证，同样，Optic ID 革新了虹膜识别身份验证。Optic ID 利用虹膜的唯一性提供直观、安全的身份验证，而 Apple Vision Pro 的 LED 和红外摄像头组成的高性能眼球跟踪系统使之成为可能。"Optic ID 默认扫描双眼。鉴于人的虹膜和瞳孔的大小会在不同的光线条件下发生变化，Optic ID 会在每次成功验证后更新此前注册的模板，从而进行调整。苹果公司确保所有生物识别数据都经过加密，绝不会备份到 iCloud 或其他任何地方。在"设置"应用中的"辅助功能"→"眼球输入"下，有一个仅用一只眼睛使用 Optic ID 的辅助功能选项可以打开。Optic ID 也可以完全关闭，在这种情况下只能使用密码进行身份验证。对于需要矫正视力的用户，Optic ID 可与 Vision Pro 的蔡司光学镜片和处方软性隐形眼镜配合使用。苹果公司表示："当你设置 Optic ID 时，时空调制的眼部安全近红外光会照射眼睛，这样 Apple Vision Pro 眼部摄像头就能捕捉到你的虹膜图像。虹膜图像数据会被发送到 Secure Enclave 和 Apple M2 芯片的神经引擎（该引擎在 Secure Enclave 中受到保护），并在 Secure Enclave 中进行处理。当你使用 Optic ID 进行身份验证时，身份验证尝试会使用相同的程序将你的虹膜与注册的生物识别数据进行比较，以确定是否匹配。"苹果公司称，Optic ID 系统符合国际安全标准，"由于发射器的输出功率较低，不会对眼睛或皮肤造成伤害"。苹果公司表示，随机人员使用 Optic ID 解锁 Vision Pro 的概率小于百万分之一，与 Face ID 类似。该公司解释说，Optic ID 与"近红外域的详细虹膜结构"相匹配，"揭示了与虹膜色素无关的高度独特的模式"。Optic ID 最多允许五次不成功的匹配尝试，然后才需要输入密码。作为额外的保护，用户可以将 Vision Pro 设置为在连续 10 次尝试密码失败后删除所有信息、媒体和个人设置。在以下状况下还需要输入密码：设备刚刚打开或重新启动。设备解锁时间未超过 48 小时。在过去六天半的时间里，密码没有被用来解锁设备，而 Optic ID 在过去 4 个小时里也没有解锁设备。正如苹果公司在其关于设置和使用 Optic ID 的支持文档中解释的那样，如果你的 iPhone 就在附近，你仍然可以在这些情况下使用Optic ID。 ... PC版： 手机版：