提到全息投影,大家首先會想到演出中的類似場景,最著名的就是日本虛擬偶像初音演唱會。但遺憾的是,這種顯示方式只是一種視覺欺騙,距離真正意義上的全息投影還相去甚遠,那我們現在距離真全息投影還有多遠呢?
舞臺上的“初音”是真正全息投影么?
“初音”演唱會上的這種虛擬顯示方式專業名稱叫做“佩伯爾幻像”,它巧妙利用了光學錯覺,燈光照射在真實表演者身上,透過玻璃映射在舞臺上的特定區域就形成了上圖中的虛擬影像,這就是它的成像過程,其實并不復雜,只是一種視覺欺騙。
初音演唱會曾轟動一時
雖然看起來也是立體的,但佩伯爾幻像與真實的全息投影差距極大。它需要光學材料折射光源才能形成立體視覺效果,觀眾也只能在特定的角度觀影。除此以外,細心的朋友也會發現,類似這種演出必須在黑暗環境才能實現,這與科幻電影中的效果相差甚遠。
佩伯爾幻像是一種巧妙的光學錯覺技術
什么是全息投影技術?
全息投影技術也稱虛擬成像技術,1947年由英國匈牙利裔物理學家丹尼斯·蓋伯提出。它是利用干涉和衍射原理記錄并重現物體真實三維圖像,從而實現3D顯示。
全息投影技術的實現分為兩步,首先是利用干涉原理記錄物體光波信息,也就是拍攝過程。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,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,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。
全息投影拍攝過程
第二步是利用衍射原理再現物體光波信息,也就是成像過程。全息圖猶如一個復雜的光柵,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象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。
真正的全息投影,發展如何?
世界各國對于全息技術也進行了充分研究,目前取得了一定成果。比較先進的全息投影技術共有三種實現方式。首先是空氣投影和交互技術,它的原理類似海市蜃樓,將圖像投射在水蒸氣上,由于分子震動不均衡,可以形成層次和立體感很強的圖像。
第二種方式是激光束投射實體的3D影像,這項技術由一家日本公司發明,它利用氮氣和氧氣在空氣中進行小型爆破形成灼熱的漿狀物質,以此為介質形成3D圖像。最后一種是360度全息顯示屏,這種技術將圖像投影在一塊高速旋轉的鏡子上從而實現三維圖像。
空氣投影和交互技術
雖然比“佩伯爾幻像”更進一步,但他們還是沒有擺脫投影介質,只是將二維變成了三維而已,與電影中那種揮揮手就能出現的顯示屏還差著很遠,況且就連這些技術也只是停留在實驗階段,距離大規模商用還很漫長。
除此以外筆者了解到還有一項新技術,它通過激光聚焦,將空氣中的物質離子化,形成一個離子霧光點,看起來就像真正的全息投影一樣。雖然它擺脫了介質,可以直接在空氣中形成三維影像,但嚴格來說已經不屬于全息投影的范疇,而且價格極高,目前也只是停留在實驗階段。
總而言之,我們現在距離真正的全息投影還很遙遠。
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