聚焦黑科技 我们距离真全息投影还有多远?

提到全息投影 , 大家首先会想到演出中的类似场景 , 最著名的就是日本虚拟偶像初音演唱会 。 但遗憾的是 , 这种显示方式只是一种视觉欺骗 , 距离真正意义上的全息投影还相去甚远 , 那我们现在距离真全息投影还有多远呢?
舞台上的“初音”是真正全息投影么?
“初音”演唱会上的这种虚拟显示方式专业名称叫做“佩伯尔幻像” , 它巧妙利用了光学错觉 , 灯光照射在真实表演者身上 , 透过玻璃映射在舞台上的特定区域就形成了上图中的虚拟影像 , 这就是它的成像过程 , 其实并不复杂 , 只是一种视觉欺骗 。
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初音演唱会曾轰动一时
虽然看起来也是立体的 , 但佩伯尔幻像与真实的全息投影差距极大 。 它需要光学材料折射光源才能形成立体视觉效果 , 观众也只能在特定的角度观影 。 除此以外 , 细心的朋友也会发现 , 类似这种演出必须在黑暗环境才能实现 , 这与科幻电影中的效果相差甚远 。
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佩伯尔幻像是一种巧妙的光学错觉技术
什么是全息投影技术?
【聚焦黑科技 我们距离真全息投影还有多远?】全息投影技术也称虚拟成像技术 , 1947年由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯提出 。 它是利用干涉和衍射原理记录并重现物体真实三维图像 , 从而实现3D显示 。
全息投影技术的实现分为两步 , 首先是利用干涉原理记录物体光波信息 , 也就是拍摄过程 。 被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上 , 和物光束叠加产生干涉 , 把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度 , 从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来 。
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全息投影拍摄过程
第二步是利用衍射原理再现物体光波信息 , 也就是成像过程 。 全息图犹如一个复杂的光栅 , 在相干激光照射下 , 一张正弦型全息图的衍射光波可给出两个象 , 即原始象(又称初始象)和共轭象 。 再现的图像立体感强 , 具有真实的视觉效应 。
真正的全息投影 , 发展如何?
世界各国对于全息技术也进行了充分研究 , 目前取得了一定成果 。 比较先进的全息投影技术共有三种实现方式 。 首先是空气投影和交互技术 , 它的原理类似海市蜃楼 , 将图像投射在水蒸气上 , 由于分子震动不均衡 , 可以形成层次和立体感很强的图像 。
第二种方式是激光束投射实体的3D影像 , 这项技术由一家日本公司发明 , 它利用氮气和氧气在空气中进行小型爆破形成灼热的浆状物质 , 以此为介质形成3D图像 。 最后一种是360度全息显示屏 , 这种技术将图像投影在一块高速旋转的镜子上从而实现三维图像 。
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空气投影和交互技术
虽然比“佩伯尔幻像”更进一步 , 但他们还是没有摆脱投影介质 , 只是将二维变成了三维而已 , 与电影中那种挥挥手就能出现的显示屏还差着很远 , 况且就连这些技术也只是停留在实验阶段 , 距离大规模商用还很漫长 。
除此以外笔者了解到还有一项新技术 , 它通过激光聚焦 , 将空气中的物质离子化 , 形成一个离子雾光点 , 看起来就像真正的全息投影一样 。 虽然它摆脱了介质 , 可以直接在空气中形成三维影像 , 但严格来说已经不属于全息投影的范畴 , 而且价格极高 , 目前也只是停留在实验阶段 。
总而言之 , 我们现在距离真正的全息投影还很遥远 。
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