Đổi mới quang học: Mã ba chiều của vi cơ khí và AR
Bước đột phá cốt lõi của hình ba chiềuđá khắcnằm ở việc tạo ra một "lớp thông tin vô hình". Các nhóm kỹ thuật sử dụng tia laser femto giây để thực hiện gia công vi mô chính xác 5μm-trên bề mặt đá, tạo thành lớp cách tử nhiễu xạ tỷ lệ nano--các cấu trúc cực nhỏ này (với độ rộng đường chỉ 200nm, đường kính 1/500 sợi tóc người) hoạt động giống như "mã quang học", phản ánh các mẫu giao thoa đặt trước dưới ánh sáng cụ thể (ánh sáng tự nhiên hoặc đèn flash điện thoại).
Khi một thiết bị-hỗ trợ AR (điện thoại hoặc máy quét chuyên dụng) nhận ra các mẫu này, nó sẽ ngay lập tức kích hoạt hình ảnh ba chiều 3D: có thể là văn bản động, mô hình 3D hoặc thậm chí là cảnh động. Ví dụ: quét một viên đá cuội có khắc dòng chữ "Lanting Xu" (Lời nói đầu của Bộ sưu tập Lanting) sẽ khiến hệ thống AR chiếu hình ảnh ba chiều của Vương Hi Chi đang cầm cây bút của mình, kèm theo bản trình bày lập thể về các giải thích bằng văn bản. Công nghệ này đạt được hiệu ứng "một hòn đá, một thế giới"-kết cấu tự nhiên của đá đóng vai trò là nền tảng trực quan, trong khi hình ảnh ba chiều mở rộng thông tin, cả hai đều kết hợp liền mạch về mặt trực quan. Người xem có thể xem ảnh ba chiều bằng mắt thường, không cần thiết bị đặc biệt.
Các thử nghiệm cho thấy một viên đá cuội có thể lưu trữ tới 2GB dữ liệu ảnh ba chiều, hỗ trợ phát lại video động tối đa 3 phút với độ phân giải 4K, vẫn hiển thị ngay cả dưới ánh sáng mặt trời (tỷ lệ tương phản Lớn hơn hoặc bằng 1000:1).
Kịch bản ứng dụng: Từ giải thích di sản đến kích hoạt văn hóa
Dự án "Những hòn đá hướng dẫn di sản kỹ thuật số" của Bảo tàng Cung điện là một ứng dụng chuẩn. Bên cạnh 10 di tích lịch sử tại quảng trường Hall of Supreme Harmony, những viên đá cuội trắng được lựa chọn đặc biệt (với các lớp nhiễu xạ gia công vi mô bề mặt) được đặt. Khi du khách quét chúng bằng APP chính thức của Bảo tàng Cung điện, những viên đá sẽ "nổi" hình ảnh ba chiều: một số tái hiện cảnh các thợ thủ công thời nhà Minh xây dựng cung điện, một số hiển thị các sự kiện lịch sử lớn xảy ra tại địa điểm (như khán giả hoàng gia) và thậm chí cho phép mô hình 3D tương tác tháo rời các vòm xô thông qua cử chỉ.
Điều này giải quyết những hạn chế của các biển hiệu di sản truyền thống: thứ nhất, tránh sự không phù hợp của các biển hiệu bằng kim loại hoặc acrylic với kiến trúc cổ xưa-kết cấu tự nhiên của đá cuội hòa quyện hoàn hảo với môi trường của Bảo tàng Cung điện; thứ hai, hình ba chiều sống động thu hút du khách ở lại lâu hơn (thời gian lưu trú trung bình kéo dài từ 40 giây lên 3 phút); thứ ba, nội dung có thể được cập nhật theo thời gian thực,-chẳng hạn như chuyển đổi cách giải thích cho các giai đoạn lịch sử khác nhau theo chủ đề triển lãm mà không cần thay thế các dấu hiệu vật lý.
Ngoài các địa điểm văn hóa, công nghệ còn đi vào các kịch bản tưởng niệm: quét đá cuội bên cạnh tượng đài liệt sĩ hiển thị tiểu sử ba chiều; trong khu vườn tưởng niệm gia đình, những viên đá lưu giữ những câu chuyện gia đình bằng ảnh ba chiều, hiện thực hóa sự kế thừa cảm xúc nơi “những viên đá có thể nói”.
Kiểm tra độ bền: Độ trung thực của thông tin qua thời gian
Để sử dụng ngoài trời, đá khắc ba chiều đã trải qua quá trình xác minh độ bền nghiêm ngặt. Các thử nghiệm lão hóa cấp tốc theo ISO 4892-3 (Nhựa-Phương pháp tiếp xúc với nguồn sáng trong phòng thí nghiệm) cho thấy: sau 5000 giờ mô phỏng ngoài trời (cường độ tia cực tím 0,76W/m², nhiệt độ 60 độ, độ ẩm 50%)-tương đương với 5 năm ở ngoài trời-lớp nhiễu xạ được gia công vi mô bằng laser chỉ phân hủy 2,8%, với độ sáng hình ảnh ba chiều và khả năng duy trì độ rõ nét vượt quá 97%.
Điều này là nhờ cơ chế bảo vệ kép: thứ nhất, màng bảo vệ silica dày 1μm-(độ cứng 9H) bao phủ lớp nhiễu xạ, chống gió, mưa và ma sát nhỏ; thứ hai, khắc laser đặc biệt có khả năng chống tia cực tím-tránh được các vấn đề phai màu của mực hoặc bột màu truyền thống. Trong ứng dụng thực tế, những viên đá thử nghiệm được đặt ở khu vực-ngoài trời của Hang động Đôn Hoàng Mặc Cao vẫn giữ được đầy đủ chức năng chụp ảnh ba chiều sau 3 năm bị cát và gió xói mòn, chứng tỏ khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt.