與AR/VR技術相比，全息顯示技術一直在發展，這項技術發明自1947年，它可以將虛擬影像顯示在真實環境中，讓你可以裸眼看到虛實結合的視覺效果。目前已有的幾個具有代表性的方案包括：基于投影技術的Light Field Lab、基于佩珀爾幻象原理的“邁克爾·杰克遜”表演、凸透鏡原理的Looking Glass、基于高速移動介質和光源的Voxon、高刷超聲波粒子全息方案、全息風扇等等。

目前，全息風扇類的2D全息顯示技術已經應用在商場等營銷場景。與2D顯示屏相比，3D全息顯示屏同樣利用光線來成像，區別在于顯示的內容具有空間感。但真正的3D全息系統造價昂貴、難以量產生技術限制，一直難以大規模商業化。

注：本文主要涉及裸眼3D全息技術，是使用門檻比AR頭顯更低，更適合多人場景的技術。

因此，為了讓全息技術能夠應用于更多領域，三星尖端技術研究所（SAIT）的科研人員歷時8年，研發了一種輕薄的全息顯示屏幕，其原理是利用可操控的背光單元和全息視頻處理器來控制光線，顯示高質量3D全息影像，可視角度是一般水平的30倍。近期，SAIT科研人員在自然通訊期刊上發表了這項技術的相關論文，進一步對其進行解釋。

科研人員表示：傳統顯示屏通過光線強度來表現深度，而全息技術不僅控制光線強度，還能顯示出從多角度看都有3D觀感的圖像，是3D顯示的最理想形式。3D全息顯示結合了多種深度感知原理，包括雙目視差、雙眼角度、焦距調整、運動視差等。而市面上大多數3D顯示方案通常僅結合其中部分原理。三星研發的全息顯示技術幾乎可以通過光線來完美復制物體，生成逼真的3D圖像。

另外，通常靜態全息技術形式包括：1）銀鹵化物、光敏聚合物；2）納米光學、超表面；相比之下，靜態全息顯示形式不支持高刷新率動態顯示，而SAIT的技術利用空間光調制器（SLM），直接調節光波面，呈現動態的全息影像。

據了解，這是一個基于光線衍射原理的3D全息顯示方案，它的特點是在空間中成像，支持與屏幕前0.3米的手掌互動，這與傳統基于雙目視差原理的全息技術有所不同（此外，也不容易造成視覺輻輳沖突），因此真正的全息顯示技術對于未來的交互式3D視頻系統和界面足夠重要。

關于商業化潛力

SAIT表示：全息顯示技術難以商業化是因為以下幾大難點：

1）有限的視場角；

2）笨重的光學元件；

3）計算量大。

為了解決這些問題，SAIT開發了一種名為S-BLU的特殊光學元件，其特點是只需要輕薄的光源（C-BLU），可以控制光源面板產生的背光，原理是將入射光轉化成準直光線，并通過光束偏轉器來調整光線角度。利用這種原理開發的全息顯示屏可實現4K分辨率（3840××2160）、10英寸大小、0.6°可視角度。如果將全息圖像通過S-BLU向觀看者方向彎曲，那么可視角度約可提升30倍。

此外，通常顯示面積越大，最佳觀看角度會越小，二者大小成反比。也就是說，2mmx1mm的全高清全息顯示屏可視角度為30°，而200mmx100mm的全息顯示屏可視角度僅為0.3°。

總之，基于S-BLU的全息面板足夠輕薄、平整，采用更成熟的顯示器設計，更容易被主流市場接受。

計算全息圖像則通過FPGA（場可編程門陣列），好處是可避免信息丟失和過渡采樣，計算單元只需要一個芯片。

總之，三星打造了一個包含創建到復制整個完整流程的全息顯示系統，有望推動全息顯示的商業化。科研人員在論文中表示：建立全息顯示的框架將成為解決商業化難題的關鍵，SAIT將持續推動全息作為未來的顯示形式。

盡管如此，SAIT科研人員認為全息技術打開主流市場還需要很長時間，因為除了需要開發技術外，還需要發展全息內容、全息視頻捕捉設備、全息數據傳輸流程等等。

應用場景方面，SAIT認為未來全息技術可用于遠程醫療、圖形可視化、虛擬導航、3D顯示等等。起初，可能會出現全息鍵盤、全息菜單等應用，隨著這項技術越來越常見，它可能還會用來創建基于手勢、語音、眼球追蹤、腦電波識別等其他輸入方式的UI（用于AR眼鏡等設備）。

對比其他全息技術

前面提到，市面上有各種各樣的全息方案，應用更廣泛的是2D全息技術，而真正的3D全息顯示還在實驗室探索階段，難以商業化。目前已經向企業、設計師和開發者發售的Looking Glass全息顯示屏支持多人從45個角度查看3D模型，但你無法直接觸碰顯示屏中的虛擬圖像，而且售價599美元到3000美元，造價比較昂貴。

相比之下，Voxon全息顯示設備支持更多觀察角度，生成的3D虛擬模型看起來就像是真實存在的。它的原理是基于高速（4000fps）移動的平面介質，但這樣的設計則更加依賴算力，設備體積笨重，而且售價高達1萬美元。

而基于投影技術的Light Field Lab原理其實與SAIT的方案有些相似，都是利用光來形成3D全息影像，區別在于SAIT解決了計算成本的問題，通過算法來優化全息圖像生成流程，計算單元僅需要一個芯片。

盡管如此，我們可能要等到6G時代才能看到三星推出全息相關產品，因為三星此前在6G白皮書中就曾提到，6G時代的三個關鍵服務是：真正的沉浸式XR、高質量移動式全息體驗、數字化身。他們認為，全息圖像將成為未來新一代媒介，它可通過顯示出面部表情、手勢動作，甚至豐富自然的肢體語言等。而這些還需要實時的面部、動作捕捉技術，將拍攝的三維圖像實時傳輸到對方。未來，這種技術有望成為遠程通訊、醫療、虛擬導航的新方式。

責任編輯：PSY