摘自中關(guān)村在線
在科幻電影中我們時(shí)?？梢钥吹竭@樣一個(gè)場(chǎng)景：
主角輕輕揮一下手，眼前就會(huì)出現(xiàn)一塊虛擬的顯示屏，屏幕上的內(nèi)容不僅可以任意切換，
甚至還能夠通過(guò)它實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)在千里之外的人面對(duì)面交談。
這就是全息投影技術(shù)，而作為一款全新的黑科技，
全息投影受到的關(guān)注度也是越來(lái)越高，
今天筆者就用四個(gè)問(wèn)題來(lái)和大家剖析一下這個(gè)黑科技的前世今生。
告別實(shí)體屏幕！四大問(wèn)題解析全息投影
舞臺(tái)上的虛擬形象真是全息投影么？
讀者們見(jiàn)到最多的全息投影恐怕就是在各種演唱會(huì)上。
2010年，日本著名的虛擬偶像初音通過(guò)全息投影技術(shù)亮相演唱會(huì)。
雖然當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，但是立體化的初音一經(jīng)亮相就受到了廣泛的關(guān)注，
從2D到3D的效果轉(zhuǎn)變狠狠的沖擊著一眾宅男們的神經(jīng)元。
虛擬偶像初音使用全息投影技術(shù)亮相
無(wú)獨(dú)有偶，在安德烈·羅米爾·揚(yáng)和科多扎爾·布羅德斯的演唱會(huì)上，
美國(guó)的已故嘻哈巨星圖派克·阿瑪魯·夏庫(kù)爾以虛擬影像的方式重登舞臺(tái)，
不僅可以在臺(tái)上載歌載舞，甚至還可以來(lái)回走動(dòng)并與臺(tái)下的觀眾打招呼，
一切都看起來(lái)非常真實(shí)，這引發(fā)了粉絲們的激烈討論。
已故美國(guó)嘻哈巨星圖派克以虛擬影像的方式重登舞臺(tái)
類似的技術(shù)目前在舞臺(tái)上應(yīng)用非常廣泛，看起來(lái)科技感十足。
很多人都在用“全息投影”來(lái)稱呼它，但很遺憾，這些都不是全息投影技術(shù)，
它們的真名字叫做佩伯爾幻像，雖然與全息技術(shù)效果類似，但它與真正的“全息投影”還相差甚遠(yuǎn)。
佩伯爾幻像是一種很巧妙的光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù)，但它的原理并不復(fù)雜。
燈光照射在真實(shí)表演者身上，透過(guò)玻璃映射在舞臺(tái)上的特定區(qū)域就形成了上圖中的虛擬影像，
這就是佩伯爾幻像的成像過(guò)程。而今天在搭配了CG技術(shù)和高亮度燈光之后，
佩珀?duì)柣孟蟊硌菘梢宰龅借蜩蛉缟?、惟妙惟肖?/p>
佩伯爾幻像原理圖
從上圖我們就可以清晰的看到，無(wú)論是虛擬偶像初音還是已故的嘻哈巨星，
它們能夠登上舞臺(tái)都是通過(guò)了巧妙的光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
而從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，無(wú)論是中國(guó)還是外國(guó)，舞臺(tái)上的虛擬形象都有一些共通的特點(diǎn)，
那就是場(chǎng)景很固定并且在一定要處在黑暗當(dāng)中，這與我們?cè)诳苹秒娪爸锌吹降男Ч嗖钌踹h(yuǎn)。
關(guān)于兩者的差別，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)真正的全息投影不需要任何特殊介質(zhì)就能在上方的空氣里顯示出影像，
從任何角度觀看都不會(huì)影響清晰度，而且人能從畫面中走過(guò)去。
而佩伯爾幻像是用傾斜成各種角度的光學(xué)材料折射光源形成的視覺(jué)效果，觀眾只能在特定的角度觀影，
您如果想從畫面當(dāng)中穿過(guò)，只會(huì)撞破鼻子。
究竟什么是全息投影技術(shù)？
全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù)，
它是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)三維圖像的技術(shù)，它的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟。
第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息，也就是拍攝過(guò)程。
被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束；
另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產(chǎn)生干涉，
把物體光波上各點(diǎn)的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強(qiáng)度，
從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來(lái)。
記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過(guò)顯影、定影等處理程序后，便成為一張全息圖，或稱全息照片。
全息投影拍攝過(guò)程圖解
第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息，也就是成像過(guò)程。
全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵，在相干激光照射下，
一張正弦型全息圖的衍射光波可給出兩個(gè)象，即原始象（又稱初始象）和共軛象。
再現(xiàn)的圖像立體感強(qiáng)，具有真實(shí)的視覺(jué)效應(yīng)。
全息圖的每一部分都記錄了物體上各點(diǎn)的光信息，
故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個(gè)圖像，
通過(guò)多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個(gè)不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來(lái)。
全息投影早在70年以前就被人提出了，
1947年，英國(guó)匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯在研究電子顯微鏡過(guò)程中，
首次提出了全息術(shù)這一全新的成像概念，
而蓋伯也因此項(xiàng)工作獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，
發(fā)明之初這個(gè)黑科技一直被應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中。
理學(xué)家丹尼斯·蓋伯首先提出了全息技術(shù)這一概念
但可惜的是，雖然誕生已經(jīng)有70年了，
但目前世界上還沒(méi)有成熟的能夠直接通過(guò)空氣呈現(xiàn)影像的全息技術(shù)，很多還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
目前比較接近的技術(shù)是美國(guó)麻省理工學(xué)院研究生達(dá)因發(fā)明的空氣投影
和交互技術(shù)以及日本公司激光束投射實(shí)體的3D影像技術(shù)，但這些距離商業(yè)化還非常遙遠(yuǎn)。
全息投影技術(shù)進(jìn)展到了什么階段？
理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感，目前對(duì)于全息投影技術(shù)來(lái)說(shuō)面臨的最大問(wèn)題就是介質(zhì)。
因?yàn)闆](méi)有介質(zhì)的話光是不會(huì)發(fā)生折射的，這也就意味著類似科幻片中的效果不可能實(shí)現(xiàn)。
但即便如此，世界各國(guó)對(duì)于全息技術(shù)都進(jìn)行了充分的研究，
而目前比較先進(jìn)的全息投影技術(shù)共有三種實(shí)現(xiàn)方式。
空氣投影和交互技術(shù)：美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究生達(dá)因發(fā)明了一種空氣投影和交互技術(shù)，
這是顯示技術(shù)上的一個(gè)里程碑，它可以在氣流形成的墻上投影出具有交互功能的圖像。
此技術(shù)來(lái)源海市蜃樓的原理，將圖像投射在水蒸氣上，
由于分子震動(dòng)不均衡，可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。
空氣投影和交互技術(shù)
激光束投射實(shí)體的3D影像：這項(xiàng)技術(shù)是由一家日本公司發(fā)明的，
它主要是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳諝庵猩㈤_時(shí)，混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì)，
并在空氣中形成一個(gè)短暫的3D圖像。
這種方法主要是不斷在空氣中進(jìn)行小型爆破來(lái)實(shí)現(xiàn)。
360度全息顯示屏：南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院研制成功一種360度全息顯示屏，
這種技術(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實(shí)現(xiàn)三維圖像，
但是總體來(lái)看，這項(xiàng)技術(shù)依舊沒(méi)有擺脫對(duì)介質(zhì)的依賴。
電影中的內(nèi)種全息顯示技術(shù)距離我們還很遙遠(yuǎn)
不論哪種全息投影技術(shù)，目前還只是停留在研究階段，距離量產(chǎn)還有很遙遠(yuǎn)，
另外要注意的是，它們的成本也都非常昂貴。
因此現(xiàn)在您要想看真正的全息投影技術(shù)，筆者建議您還是應(yīng)該去電影院。
全息投影技術(shù)的應(yīng)用前景可以說(shuō)非常廣泛，
這項(xiàng)技術(shù)融合了多媒體、互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)等多項(xiàng)技術(shù)，
從而可以增加遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程的傳輸與連接，
同時(shí)它的錐面清晰度和展架的自由組合等等都是不小的創(chuàng)新。
全息投影技術(shù)將會(huì)徹底改變我們的日常工作和生活
我們可以暢想一下，真正的全息投影技術(shù)一旦可以實(shí)現(xiàn)完全商業(yè)化，
將會(huì)突破傳統(tǒng)的聲、光、電局限，將更加真實(shí)的3D畫面呈現(xiàn)在觀眾面前，
從而打破了虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的阻隔，人們可以隨時(shí)隨地體會(huì)到真實(shí)的畫面沖擊感。
換句話說(shuō)，全息投影技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將會(huì)在顯示領(lǐng)域爆發(fā)一場(chǎng)換代革命，
我們將會(huì)從2D時(shí)代進(jìn)入到3D顯示時(shí)代。到那時(shí)電影院將會(huì)和足球場(chǎng)一樣。
觀眾可以像看足球比賽一樣欣賞好萊塢巨星閃轉(zhuǎn)騰挪。
