全息投影技术将会彻底改变我们的日常工作和生活

时间:2019-01-02 浏览:1675
全息投影技术也称虚拟成像技术,它是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实三维图像的技术,它的实现分为两个步骤。

第一步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。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。

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。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。全息投影早在70年以前就被人提出了,1947年,英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯在研究电子显微镜过程中,首次提出了全息术这一全新的成像概念,而盖伯也因此项工作获得了1971年的诺贝尔物理学奖,发明之初这个黑科技一直被应用于电子显微技术中。

理想很丰满,现实很骨感,目前对于全息投影技术来说面临的最大问题就是介质。因为没有介质的话光是不会发生折射的,这也就意味着类似科幻片中的效果不可能实现。但即便如此,世界各国对于全息技术都进行了充分的研究,而目前比较先进的全息投影技术共有三种实现方式。

空气投影和交互技术:美国麻省理工学院的研究生达因发明了一种空气投影和交互技术,这是显示技术上的一个里程碑,它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理,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。

激光束投射实体的3D影像:这项技术是由一家日本公司发明的,它主要是利用氮气和氧气在空气中散开时,混合成的气体变成灼热的浆状物质,并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现。

360度全息显示屏:南加利福尼亚大学创新科技研究院研制成功一种360度全息显示屏,这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像,但是总体来看,这项技术依旧没有摆脱对介质的依赖。

我们可以畅想一下,真正的全息投影技术一旦可以实现完全商业化,将会突破传统的声、光、电局限,将更加真实的3D画面呈现在观众面前,从而打破了虚拟世界与现实世界的阻隔,人们可以随时随地体会到真实的画面冲击感。

换句话说,全息投影技术的实现将会在显示领域爆发一场换代革命,我们将会从2D时代进入到3D显示时代。到那时电影院将会和足球场一样。观众可以像看世界杯一样欣赏好莱坞巨星闪转腾挪。

真正的全息投影技术就今天来看可以说是真正的黑科技,但目前还只是停留在实验室阶段,“介质”问题极大地限制了全息投影技术的发展。笔者认为五年之内成熟商业化的全息投影技术不太可能会出现。因为“介质”的问题非常复杂,无论是气流形成的墙还是氮气氧气混合形成的浆状物质浆状物质要想实现都要付出超高的成本,短期内只能停留在实验室阶段。

同时笔者也发现,很多朋友都将类似“初音”的影像称为全息投影技术,不能区分“全息投影技术”与“佩伯尔幻像”的区别。这篇希望能让您更好的了解全息投影技术的概念。