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如果打印的圖像看起來是 3D的是不是很神奇？不幸的是，像照片這樣的傳統印刷品會顯示具有固定外觀的二維 (2D) 圖像，因為它們僅包含強度和顏色信息。這些打印件無法顯示 3D 圖像，因為它們缺乏對光線的方向控制，從而導致深度信息丟失。

光場打印 (LFP) 在環境白光照明下向裸眼觀察者顯示三維 (3D) 信息。觀察者從不同角度看到 3D 圖像的變化視角。然而，由于分辨率有限以及鏡頭與彩色像素之間的錯位，LFP 會出現像素化。創建高分辨率 LFP 的一個有前途的解決方案是通過使用先進的納米制造技術。在這里，我們使用雙光子聚合光刻作為一步納米級 3D 打印機，直接用透明樹脂制造 LFP。這種方法同時產生高空間分辨率 (29–45 μm) 和高角度分辨率 (~1.6°) 圖像，在 15 × 15 視圖中具有平滑的運動視差。值得注意的是，最小的彩色像素僅由單個納米柱（直徑約 300 nm）組成。

為了解決這個問題，新加坡科技與設計大學 (SUTD) 的一組研究人員使用納米級 3D 打印技術來創建高分辨率光場打印 (LFP)。LFP 包括排列在結構色像素陣列頂部的微透鏡陣列。當 LFP 被普通白光照射時，顯示3D圖像。3D 圖像是自動立體的，這意味著無需佩戴特殊眼鏡即可觀看。圖像在從不同角度觀看時會改變外觀，這為 LFP 提供了特殊的 3D 視覺效果。

(a) 光場打印工作原理示意圖。(b) 從不同角度觀察到的光場打印

更重要的是，需要高分辨率 LFP 來顯示超逼真的3D圖像，這些圖像在藝術品和安全物品中具有潛在應用。通過使用納米級 3D 打印創建 LFP，該團隊實現了每英寸 25,400 點 (dpi) 的最大像素分辨率，超過了消費類噴墨打印機的像素分辨率 ~1,200 dpi。LFP 中的結構色像素由納米柱（直徑約 300nm）制成。也許最顯著的結果是每個顏色像素都可以由單個納米柱表示，以產生最大分辨率的 LFP。

這項研究的首席研究員表示，這可能是第一次使用 3D 打印在一個步驟中完全創建多色光場打印 (LFP)，而無需使用染料，無需手動將微透鏡對準彩色像素。打印件在單個 LFP 中嵌入多達 225 幀，以前所未有的分辨率生成平滑的觀看過渡。這些效果將導致 2D 打印件產生超未來的逼真 3D 視覺效果。

該團隊預計，當納米技術允許更大的可擴展性和吞吐量時，高分辨率 LFP 將更容易在市場上買到。