在障碍物的帮助下，研究人员重现了不在照相机视线范围内的电脑屏幕上的图像。图片来源：Charles Saunders

对于那些想知道拐角处有什么东西的人来说，这是个好消息：电气工程师利用普通数码相机重现了隐藏物体的粗糙图像。这仅通过分析从墙上弹回的光线便可实现，如果那里有一面镜子的话。

若干研究团队曾展示过能做类似事情的设备，但最新技术完全基于上述团队构建的算法并且不需任何特殊设备。

“在没有任何先进设备的情况下仅利用来自墙壁的散射光重现图像，被认为是几乎不可能的事情。”荷兰乌得勒支大学光学物理学家Allard Mosk表示。

“能把墙当作镜子，真的令人非常吃惊。”美国波士顿大学电气工程师、最新研究共同作者Vivek Goyal表示。1月23日，相关论文发表于《自然》杂志。

镜子使人们得以看到不在直接视线范围内的物体。它们会忠实地反射图像，因为光线以精确的角度将其弹射回来。

镜子将光束分类然后重新定向它们，从而使人类的眼睛获得如实的图像。不过，当光线撞击到白色墙壁或者另一个不反光的表面时，便会随机朝不同方向散射。虽然信息仍能被获取到，但它是杂乱的。研究人员设计了各种技术来解读它。不过，直到最近，这些技术仍需要特殊灯光（比如激光扫描）、特殊照相机或者两者兼备。

Goyal与合作者用不同的方法重现了图像。利用数码照相机，他们拍摄了从墙壁反射回来的光线。这些光线从躲在角落的电脑屏幕发出。

他们还在电脑屏幕和墙壁中间设置了障碍物——黑色的屏幕或者椅子。该障碍物会阻挡一些光线到达墙壁。与直觉相反的是，障碍物有助于避免光束变得过于杂乱。这使得最新构建的算法利用抵达照相机的光粒子中包含的信息重现图像成为可能。原理和针孔照相机（以及特定软体动物的眼睛）在没有镜头的情况下产生清晰图像相似：它们阻挡了大部分光束，除了那些经过狭窄小孔的。

Goyal团队的算法从利用障碍物的影子重现其位置开始，然后进一步重现了隐藏的目标图像本身。Goyal与合作者证实，该算法随后能重现屏幕上展示的各种简单图像，甚至是动画。

Mosk称其为“有时候你如何将障碍物变成优势的一个完美例子”。去年，其他团队利用普通照相机展示了相似的图像重现技术，但他们的方法依赖于提前知道障碍物的形状和位置。原则上，最新算法的未来版本还能在无须知道障碍物的情形下重现其形状。

由于该团队的技术并不需要特殊硬件，因此一旦得到完善，很容易将其变成消费品。“变成一个移动手机应用程序是完全合理的事情。”Goyal表示，尽管他并没有要这么做的计划。

“应当承认，该技术会带来一些有趣且惊人的应用，也可能产生一些令人毛骨悚然的应用。” Goyal说。

论文作者认为，该算法可被用于监控灾害环境，比如正在燃烧和坍塌的建筑物，用于导航以及探测“隐藏的敌人”。（宗华）

相关论文信息：

DOI:10.1038/d41586-019-00267-x