大多数创建三维图像的技术——从虚拟现实头盔到全息图，再到观看 20 世纪 50 年代 3-D 电影时分发的廉价眼镜——都建立在欺骗的基础上。它们都以某种方式欺骗眼睛，将平面图像转换为三维图像。斯坦福大学工程师伊丽莎白·唐宁打破了这种视觉欺骗的传统。她最近开发了一种全新的三维图像创建方式。她的图像——可以制作成动态的——实际上具有高度、长度和宽度，全部都在一个一英寸高的立方体内。
唐宁对自己的工作轻描淡写。她说，工程师们已经解决了许多复杂的问题。在很多方面，这个问题都很琐碎。大多数工程师都会谦虚地表示同意。她的立方体是解决许多同事困扰已久的问题的一个巧妙而精妙的解决方案。
唐宁的立方体利用了光与物质之间最基本的一种相互作用。当一个光粒子，即光子，击中一个原子时，原子内的电子会突然跃迁到更高的能级。同样被激发的电子稍后可以回到原来的能级，在此过程中发射一个光子。
图像的出现是由于激光与立方体中的原子经过精心控制的相互作用。唐宁使用一对红外激光器来生成图像。每束红外激光束（人眼看不见）单独穿过晶体时，都会将其路径上的电子激发到更高的能级。当这些电子回到较低的能级时，它们都会发射我们看不见的红外光子。
但是，当两束红外激光束交叉时，组合光束会将电子提升到一个能级，使得当电子返回到原始状态时，它们会发射可见光光子。通过扫描她立方体中的红外激光束，唐宁只在光束交叉的地方生成构成她图像的光点。
唐宁并非第一个想到这个主意的人，但其他研究人员之前尝试使用该方案时遇到了问题：大多数普通材料会将红外光转化为热量，这使得不可能使用红外激光来生成可见光。 20 世纪 70 年代的早期尝试令人非常失望，以至于大多数研究人员放弃了这个想法。唐宁在 20 世纪 80 年代末开始尝试这种方法。她深入研究文献，直到发现了三种不起眼的元素——镨、铒和铥——它们在与两种红外激光波长正确组合激发时，分别产生红、绿、蓝光。经过适当量的这些材料浸渍后，唐宁的立方体——一种重金属、氟化物和玻璃的混合物——几乎可以产生任何颜色。与传统玻璃中的电子不同，唐宁立方体中的电子不受激光的影响，因此立方体可以作为良好的非干扰性传导介质。
目前，该立方体只显示一个重复的几何图案。但在加利福尼亚州山景城的一家名为 3D Technology 的公司实验室里，唐宁正在开发一种版本，该版本将使用安装在二维阵列中的数百个微型激光器。当阵列的一部分向立方体的一侧发射红外光脉冲时，另一组与立方体底部平行的激光器将扫描晶体，在光束交叉处形成光点。
唐宁认为，这种设计可以扩展到显示全三维的 MRI 扫描结果，她设想一个一码高的立方体，可以在其中显示空中交通数据，而不是在平坦的雷达屏幕上显示其所有原始维度。唐宁说，空中交通管制数据本身就是三维的。
但不要指望很快就能看到 3-D 电视。为了获得电视质量的图像，你需要 500 个频道的广播容量，每个频道都要提供图像的不同切片。而且，与真实物体不同，唐宁立方体中的图像不会阻挡光线，因此复杂的场景会看起来像鬼影般的表面混合体——你会看到房子的后院透过墙壁闪烁。她说，这项技术非常新，我们还不完全确定可视化的极限在哪里。
