影子影子告訴我，墻壁背后是什么

一次又一次，科技把幻想變為現實。最近，科學家們實現了不打開書也能閱讀的“透視”神技。看來用不了多久，像超人那樣“隔墻觀物”就不再是特異功能啦——

陰影里，有玄機

陰影無處不在，但你有沒有想過，它是什么物體的影子呢？一項很有前途的新技術，就從這個問題起步。

2012年，美國計算機視覺科學家安東尼奧·托拉爾巴在度假時出于無聊，盯著旅館房間墻上的陰影看，卻發現它們不像室內任何物體的投影。托拉爾巴被勾起了好奇心，經過一番探尋，他終于找出了“影子”的成因——原來是窗外景物模糊的倒像！

這一現象其實并不難理解，它背后是非常簡單的物理學知識——小孔成像。

我們知道，光是直線傳播的，物體發出的光通過孔洞時，上端的光會射到下方，下端的光則射到上方，于是形成倒像。同樣的條件下，孔越小，成像越清晰；反之就越模糊。

在托拉爾巴的發現里，充當孔洞角色的是房間的窗戶。窗戶很大，所以成的像極其模糊，在光線充足處甚至接近于無，難怪一直被人忽視。當托拉爾巴用卡紙將部分窗戶遮住后，影像果然清晰了起來。

謎底揭開了，但托拉爾巴并未止步，他的思想繼續馳騁：我們身邊一定隱藏著許多類似的視覺信息，只是由于眼睛和大腦無法分辨識別，才被當作“不可見”；如果能將它們解讀出來，我們就可以看到以前“看不到”的東西啦！

給光線做減法

托拉爾巴把自己的發現，稱作“意外攝像頭”。“意外攝像頭”無所不在，窗戶、角落、室內植物……所有物體都可以是攝像頭，時刻在“拍攝”圖像。假如“意外攝像頭”附近的環境發生變化，比如有人走過，必然會有部分光線被遮擋，那么只要比對走過之前和之后的圖像，把兩張圖“相減”，就能提取出被遮擋的光線，還原走過的人的信息！

當然，這樣的兩張圖一定極為相似，人眼根本無法看出區別。但別忘了，托拉爾巴可是計算機視覺專家。他和同事比爾·弗里曼合作拍攝了一組房間內的陰影照片，然后在計算機的幫助下，成功還原了窗外的圖像。2017年10月，他們又通過比對墻壁拐角處地上的投影，“看到”了拐角后被墻擋住的行人！

那如果是靜止的場景，光線沒有變化，也能“隔墻透視”嗎？能！

2018年6月，弗里曼等人實現了利用植物葉子來“看見”被遮住的場景。因為每片葉子都阻擋著不同的光線，將每片葉子的陰影和其余部分對比，就能找到一組缺失的光線。所有這些缺失的光線拼起來，就得到了原本被遮住的、不可見的圖像。通過放大圖中葉片的振動，他們甚至還“聽見”了本不可能聽到的聲音！

非視線成像，讓隱藏信息現形

托拉爾巴和弗里曼所開辟的這一新領域被稱為“非視線成像”。早在2012年，他們的同行拉梅什·拉斯卡爾就在他們的基礎上，開發出“主動非視線成像”技術——主動向墻附近的物體發射激光，使其反射到墻后的兔子上，通過測量光子飛行的距離，獲得兔子的3D圖像。

但當時這一技術所用的器材貴得要命，要處理的數據更是多得嚇人。不過，如果利用上面說的“意外攝像頭”，把主動和被動非視線成像結合起來，問題就都迎刃而解了。開頭咱們提到的不翻書也能閱讀，正是拉斯卡爾研究小組的最新成就，他們的另一項成就是穿透迷霧看遠處。

非視線成像技術在災難搜救、設備檢測、醫學檢查、太空探索、機器人開發等眾多領域都大有用武之地。現在無人駕駛汽車已開始試用這項技術，預計手持式非視線成像激光器不久也將問世，給咱們的生活帶來更多便利。真讓人期待呀！