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      什么是全息影像技術(shù) 全息成像原理

         2020-05-20 中國全息網(wǎng)29580
      導(dǎo)讀

      全息是一個(gè)技術(shù)名詞,指通過相干光(激光就是其中一種)干涉原理記錄和查看圖像,當(dāng)合適地將其呈現(xiàn)時(shí),便可以精確地再現(xiàn)被記錄物體的三維外觀。全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理來記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息攝影采用激光作為照明光源并將光源發(fā)出的光分為兩束,一束直接射向感光片,另一束經(jīng)被攝物的反射后再射

      全息是一個(gè)技術(shù)名詞,指通過相干光(激光就是其中一種)干涉原理記錄和查看圖像,當(dāng)合適地將其呈現(xiàn)時(shí),便可以精確地再現(xiàn)被記錄物體的三維外觀。全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理來記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息攝影采用激光作為照明光源并將光源發(fā)出的光分為兩束,一束直接射向感光片,另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光片。全息技術(shù)的原理其實(shí)就是通過物理中常見的干涉和衍射,從而實(shí)現(xiàn)對物體三維圖像的采集和顯示。使用過程中需要先采用干涉原理,完成對圖像光波信息的采集。被拍攝物體在激光的照射下形成散漫式物光束,其中有一部分光束會(huì)照射到全息底片上,跟其物光束產(chǎn)生一定的干涉現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)被照射物體相位和振幅的轉(zhuǎn)換。


      但是外文時(shí)??吹降囊粋€(gè)詞是“hologram”,它指的是進(jìn)行全息記錄時(shí)在記錄媒介(比如膠片)上形成的印記,并不是我們看到的影像。而媒體、PR和大眾時(shí)常將“hologram”與另一詞“holographic image”混用,后者指的是通過照射光線(相干光)到hologram上再現(xiàn)的三維影像,就是漂浮著能被我們看到的畫面。

      真正的全息影像是什么樣,各位可以看一段1972年的視頻:Introduction to Holography。觀看網(wǎng)址:https://v.youku.com/v_show/id_XNzY0MDk0Njg0.html?beta&

      視頻里用膠卷記錄了物體的整個(gè)三維圖像信息,并通過激光重現(xiàn)出來。

      HoloLens可以讓用戶看到漂浮在空中的三維影像,雖然實(shí)際視場角沒有宣傳圖這么大。

      現(xiàn)實(shí)是,當(dāng)大眾提到全息時(shí),他們想到的不是激光和干涉原理,而是眼中看到的漂浮在空中的三維影像。正是這個(gè)原因?qū)е隆叭ⅰ边@個(gè)詞被濫用,只要是震撼視覺的虛擬影像都有可能被叫做全息。希望攀上“黑科技”的PR,想要吸引眼球的媒體和不明就里但相信自己親眼所見的大眾,共同促成了這一現(xiàn)象。

      要讓你眼中看到漂浮的三維影像,其實(shí)辦法非常多,而且通常和激光、干涉沒多大關(guān)系,而是在利用我們的視覺系統(tǒng)看外部世界的方式。

      當(dāng)我們看近處的物體時(shí),有6個(gè)主要的深度線索幫助我們形成三維視覺。

      1、透視:遠(yuǎn)處的物體看起來更小;

      2、遮擋:近處的物體會(huì)擋住處的物體;

      3、雙眼(立體)視差:左右眼看到同一物體的不同視圖;

      4、單眼(運(yùn)動(dòng))視差:當(dāng)頭部運(yùn)動(dòng)時(shí),遠(yuǎn)處和近處的物體會(huì)以不同幅度運(yùn)動(dòng);

      5、聚合:當(dāng)眼睛聚焦在近處物體時(shí)兩眼視線匯合;

      6、調(diào)節(jié):根據(jù)物體的距離,眼球相應(yīng)地調(diào)整焦點(diǎn)。

      全息影像就是要把這6個(gè)深度線索全部重現(xiàn),完全騙過大腦,讓它以為“見到鬼”了。如果是這樣的話,那些不是基于激光和干涉,但能達(dá)到同樣效果的顯示技術(shù)是不是也可以稱為全息呢?

      所以,如果我們現(xiàn)實(shí)一點(diǎn),從用戶視覺的角度來判斷是否全息,再把第6個(gè)點(diǎn)忽略(因?yàn)槿绻ㄟM(jìn)來絕大部分設(shè)備都會(huì)被排除),那么我們可以給出下面這個(gè)標(biāo)準(zhǔn):

      一款全息顯示設(shè)備至少應(yīng)該為一位用戶創(chuàng)造虛擬三維物體影像,且要滿足第1-5條深度線索。

      這么定義可以很好地對各種自稱全息顯示的設(shè)備進(jìn)行評判分類,同時(shí)又符合公眾對全息的理解。下面就來回答一些讀者的疑問:

      1、需要介質(zhì)的都不算全息?

      這個(gè)問題所說的介質(zhì)應(yīng)該是指上一篇文章中佩珀?duì)柣孟笏玫牟AЩ蛉⒛ぃ绻凑毡疚牡臉?biāo)準(zhǔn),是否有介質(zhì)并不影響是否是全息。而真正的全息是肯定要介質(zhì)的,見上文中的視頻。

      2、初音未來和里約8分鐘是不是全息?

      這個(gè)問題問的應(yīng)該是初音未來的演唱會(huì)是不是全息,這個(gè)基本可以說是否定的,因?yàn)樗玫木褪且粋€(gè)平面投影機(jī)制,缺少第3、4和5個(gè)深度線索,從側(cè)面看就是平的;里約8分鐘所用的技術(shù)目前不能確定,但猜測也應(yīng)該是某種類似的投影機(jī)制。

      3、Magic Leap 和 HoloLens是不是全息設(shè)備?

      如果Magic Leap和demo中演示的一樣,那么他們都是,它們可以滿足第1-5條深度線索,甚至是第6條。

      4、三角(四角)玻璃展示臺(tái)是不是全息?

      不是,其原理也是佩珀?duì)柣孟螅憧梢钥吹接跋竦娜齻€(gè)或四個(gè)面,并不是360度。

      5、VR頭盔是不是全息設(shè)備?

      帶空間位置追蹤的頭盔是全息顯示設(shè)備,比如HTC Vive和Oculus CV1,因?yàn)槠渲С?-5條深度線索,而Gear VR和Cardboard不是。

      6、3D電視是不是全息設(shè)備?

      不是,因?yàn)闆]有第4條深度線索。

      通過以上這些問題,我們大概可以了解全息想要的視覺效果是什么。實(shí)際上,本文的這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是經(jīng)過妥協(xié)的,許多人認(rèn)為HoloLens不應(yīng)該被稱為全息顯示設(shè)備,而是偽全息,因?yàn)槟阈枰鱾€(gè)笨重的頭盔來看到那些影像。這些人并沒有錯(cuò),但把HoloLens稱為全息也不是不對,它確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)同樣的效果,畢竟許多人看清真實(shí)世界還需要眼鏡呢(近視),看全息多個(gè)眼鏡能怎樣。


       
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