“海旁蜄（蜃）氣象樓臺；廣野氣成宮闕然。云氣各象其山川人民所聚積。

傳說中的蜃能吐氣成樓臺形狀，在平靜的海面，在大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶爾會在空中或地下，出現(xiàn)高大樓臺、城廓、樹木等幻景，，虛無縹緲，可遇而不可求。就像帝都的霧霾——

是不是也給你一種海市蜃樓的既視感。不止一次的在想，這莫非就是大自然賜予這片大地的福祉，天然的顯示介質(zhì)，大大方方拋開沉重的可穿戴眼鏡頭盔，置身如夢如幻的亦真亦虛的另一個世界。

海市蜃樓的成像原理

蜃樓，一種非常奇妙的自然現(xiàn)象 ，一種反常的折射現(xiàn)象。當海面風平浪靜時,光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播，經(jīng)過折射，把遠處看不見的景物投影到空中或海面, 形成庭臺樓閣 、山巒起伏等種種虛無飄渺的奇異幻像，常分為上現(xiàn)、下現(xiàn)和側(cè)現(xiàn)海市蜃樓。

海市蜃樓現(xiàn)象不光發(fā)生在海邊, 在沙漠中和炎熱的公路上也常出現(xiàn)。

我們來看看海市蜃樓的成像原理：

光線經(jīng)過不同密度的空氣層時發(fā)生顯著的折射再加上全內(nèi)反射,把遠處景物顯示在空中或地面。大氣層中溫度并不均勻,不同溫度的空氣有不同的折射率.當光線以傾斜的角度穿越兩個具有不同折射系數(shù)的介質(zhì)時,它會分成兩條光線,一條折射一條反射。

根據(jù)折射定理:n1sinθ1=n2sinθ2,當入射角越來越大:θ1<θ2<…<θi，被折射的光線便會越來越貼近分界面,直至入射角大于臨界角度,光線便只會被反射,而不會折射出去.這個現(xiàn)象叫做全內(nèi)反射,如圖1中在O點發(fā)生全反射。

海市蜃樓的模擬

海市蜃樓有多種類型,而且海市蜃樓會隨著時間、大氣、溫度的顫動而在時刻變化著,虛無飄渺、恍如仙境,這也正是海市蜃樓的美妙之處，可遇不可求，這也導致難以模擬。

霧成像的研究

可見光波通過霧或棍濁介質(zhì)傳播是一個長期存在并且涉及面很廣的間題。在全息術(shù)出現(xiàn)以前,可以說這個問題沒有什么方法可以獲得令人滿意地解決。我們來看一下霧成像的研究歷史發(fā)展：

1967年E.Spitz和K.A.Stetson就開始對通過霧成像的全息技術(shù)進行了探討和理論分析

1973年A.w.Lohmann進一步研究，提出了通過霧成像的全息術(shù)原理—多普勒頻移理論

1976年H.eShmalfuss等科學家在實驗室條件下，采用離軸全息技術(shù),輔之以電視接收系統(tǒng)，實現(xiàn)了通過霧成像的實時化

1977年E.Leith和B.J.Chang首次提出利用光柵干涉儀（雙光柵和三光柵）實現(xiàn)通過霧或渾濁介質(zhì)成像；

1978年H.eShmalfuss等科學家在實驗室條件下，采用同軸全息技術(shù)再次實現(xiàn)實現(xiàn)了過霧成像；

1981年，A.T.M等人研究了以相干光通過霧成像的光柵干涉方案，并對非透明物體通過霧成像的情形進行了實驗，取得了滿意的實驗結(jié)果。

全息技術(shù)可以用于反射物體通過霧成像。全息技術(shù)的啟發(fā)，越來越多的人開始研究霧成像，特別是光柵干涉技術(shù)的成功應用，結(jié)構(gòu)簡單，對穩(wěn)定性要求不像全息法那樣高，還可以用非相干光源。

到這里，說了那么多，這還是翻了一篇1985年的論文（《通過霧成像的全息技術(shù)的進一步研究》，天津大學精密儀器工程系，李在春，張以謨）非技術(shù)部分。感嘆前人在這么早之前就開始使用裸眼“AR”了，不過那時候他們大部分都在實驗室里，小學生還有或用牛奶、或用肥皂水之類模擬的，不像現(xiàn)在，在京津冀地區(qū)，大自然不間斷無償提供各種大型實驗場地和材料。

霧成像的應用場景

舞臺場景、大型演出，作為特效表現(xiàn)的介質(zhì)；景區(qū)、展館的展示和宣傳；特殊場景下的顯示或應急提示等……等等