Учёные Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработали необычную оптическую систему под названием lying mirror — «лживое зеркало». В отличие от обычного зеркала, оно не просто отражает падающий свет, а преобразует его в заранее выбранное изображение, совершенно не похожее на оригинал.
В основе разработки лежит структурированная дифракционная поверхность с микроскопическими элементами, изменяющими фазу отражённого света. Геометрию этих элементов рассчитывают методами глубокого обучения — алгоритм подбирает структуру так, чтобы любое входное изображение после отражения давало один заданный результат.
После изготовления зеркалу не нужны ни компьютер, ни дисплей, ни источник питания: преобразование картинки происходит за счёт интерференции света. Принцип напоминает голографию, но восстановление изображения происходит не от мощного точечного источника, а от множества падающих лучей, включая отражённые от самого наблюдателя.
Прототипы работали на длинах волн 480, 550 и 600 нм — синий, зелёный и красный каналы. Преобразование получилось как для каждого цвета отдельно, так и при их смешении. Также создана широкополосная версия для непрерывного диапазона длин волн.
«Лживое зеркало» превращало изображения одежды в сумку, разные цифры — в восьмёрку, а простые рисунки — в лицо панды.
В перспективе принцип может применяться для оптической маскировки: вместо того чтобы прятать объект, поверхность заменяла бы его изображение на нечто визуально незаметное. Среди других сфер применения — системы безопасности, защитные технологии и развлечения.
До настоящего «волшебного зеркала» для стены пока далеко.
Эксперимент проводился в строго контролируемых лабораторных условиях с когерентным освещением и заданным направлением света, тогда как обычный солнечный и комнатный свет некогерентны и приходят под множеством случайных углов. Для обмана зрения в реальной обстановке, вероятно, потребуются более сложные многослойные объёмные структуры.