我们都读过千里眼的神话故事，小时候总梦想自己也能有一双神秘的千里眼。如今，得益于科学技术的突破性发展，这个神话已慢慢成为了现实，我们的梦想即将成真。
2021年3月4日，来自中国科学技术大学的潘建伟院士团队，在国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》上发表了重要学术成果，《1.43公里的非视域成像》，讲的就是这双能“拐弯”智慧的“千里眼”。
| 01 非视域成像
所谓成像，就是通过光的反射或折射使物体呈现出来的影像。比如水中月，镜中花，还有投影在屏幕上的PPT，都是成像。传统成像技术都是针对可见物体，也就是视域内的物体进行拍摄，如果有堵墙挡住了，我们就拍摄不了墙后面的场景。
而非视域成像呢？顾名思义，就是对不可见的物体，也就是隐藏在视线外的物体进行拍照，即便有堵墙挡住，依然可以实现“视线拐弯”、“隔墙观物”、“千里眼”的效果。如何做到呢？这一次我们把墙当作镜子，经过“三次散射”成像，就可以拍摄墙后面的场景了。在此敲黑板划重点，记住了关键词“三次散射”，你就比90%的人都优秀！
非视域成像，最早在2009年由麻省理工学院媒体实验室提出，从某种程度上说，它并不是个新技术，但以前的成像距离只有1米左右，而现在，中国科学家把成像距离推进到了1430米，一下子提高了1000多倍，这才是真正了不起的地方！
| 02 非视域成像的原理
为什么我们平时能用镜子成像，但不能用墙壁成像呢？
你一定有过在湖边欣赏倩影的经验，风平浪静之时，湖面水平如镜，你可以很清楚地看到自己的样子，一阵微风吹过，湖面泛起阵阵涟漪，这时你就看不到自己了。
其实这也就是为什么镜子能成像而墙壁不能成像的原因，因为镜面光滑平整，发生的是镜面反射，光会被确定地反射到另一个确定的方向，所以可以成很清晰的像。而墙面粗糙不平，发生的是漫反射，光会被散漫地反射到很多方向，因而成不了像。
了不起的中国科学家，这次可是开了大脑洞，他们要把墙壁当镜子用，通过“三次散射“，然后拍摄到隐藏在墙壁后面的人！来看看具体是怎么操作吧。
第一次，墙壁散射：首先准备一个激光器和一个探测器，让激光器向墙上发出一个脉冲激光，这时激光会被墙壁散射。光子被墙壁散射会有三种情况：第一种，部分光子原路返回，正好被探测器接收到；第二种，小部分光子被偏转，撞到了隐藏的物体；第三种，绝大部分光子了无踪迹，既没返回，也没撞到隐藏物体。
第二次，隐藏物散射：小部分照到隐藏物体上的光子又被自己散射。这一次大部分光子跑得没影了，极少部分光子运气足够好，又被反射回墙壁。
第三次，墙壁散射：反射回墙壁的光子再次被墙壁散射。同样绝大部分光子跑得无影无踪，只有概率极小的光子运气爆棚，居然又被反射回来，而且被探测器捕捉到。
经过三次散射，要多好的运气才能最后被探测器捕捉到呢？我来给你算算吧，科研人员一次操作时间大约是2秒，发出460亿亿个光子，在三次散射之后，幸存者有多少呢？674个！看清楚了，460亿亿个光子中，只有674个被探测器捕捉到，这可比中彩票难度高了不止一两个量级。
也就是这674个幸存者立下了汗马功劳，因为它们身上携带了隐藏物体的信息，科研人员只要把这些幸存者带回来的信息转化成三维的图像，就知道那个隐藏物体的庐山真面目了。
| 03 非视域成像的应用
如何对不可见的物体进行成像，是许多领域的基本问题，比如军事反恐领域，在电影里经常会有这样的场景：有个恐怖分子劫持了人质躲在一栋楼房里，特警队员看不见他，又不敢冒然开枪，这时候狙击手掏出一个摄像机，一下子就确定了他的位置和姿势，然后从背后击毙了恐怖分子，是不是很给力呢？
除了反恐领域，非视距成像技术在机器人视觉、无人驾驶、火场救援、地震救灾、地质勘探、医疗诊断、国防、遥感等领域有着非常广阔的应用前景。
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