行之關(guān)注 | 全息投影如何騙過你的大腦

 

最近出現(xiàn)的一款像“電風(fēng)扇”一樣的新型科技產(chǎn)品走紅了網(wǎng)絡(luò)，畫面中的葉片在高速旋轉(zhuǎn)后，居然可以在空中顯現(xiàn)出3D全息投影效果來，讓人不禁感嘆。當(dāng)然，這款產(chǎn)品并不是真的電風(fēng)扇。

這款芯動科技自主研發(fā)出的超清3D全息投影設(shè)備——彩虹圈（Holo-Rainbo），當(dāng)彩虹圈高速運轉(zhuǎn)起來，空中就會顯現(xiàn)動態(tài)立體的3D視覺影像，非常吸引人眼球。我們看到的3D全息投影，是因為旋轉(zhuǎn)中的顯示晶體不斷變化，利用人眼的視覺暫留原理，形成完整連續(xù)的畫面，達(dá)成一種3D全息成像的效果

這款設(shè)備具備強大的3D展示能，用途用法也非常多，不僅是一種裝飾擺設(shè)，3D全息彩虹圈還可以運用于廣告、店招、活動、展會、產(chǎn)品展示、個性化展示等眾多領(lǐng)域方面。此外，這款彩虹圈（Holo-Rainbo）還可以隨意拼接，想拼多大就拼多大，做到真正的無框成像，還可以通過手機APP一鍵傳輸文件，即可營造出最酷炫的視覺特效。

全息技術(shù)及全息投影

對于傳統(tǒng)的影像記錄，比如照片拍攝來說，都是記錄物體呈像的光強，得到的是包括顏色、輪廓等等信息的2D畫面。而在光強之外，物體影像其實還有相位信息。相位信息記錄了物體與觀察視角間的距離、運動軌跡、空間關(guān)系等信息，如果能把這部分信息也通過技術(shù)留存下來，那么就相對的獲得了物體的"全部信息"——-也就是所謂"全息"。通過這種方式獲得的靜態(tài)或者動態(tài)呈像，就不是2D而是3D的了。

全息技術(shù)最廣泛的應(yīng)用，就是全息投影。一般來說，全息投影的思路是通過光的干涉和衍射原理，來記錄并再現(xiàn)物體的三維信息。1947年，英國物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯在研究增強電子顯微鏡性能手段時偶然發(fā)明了全息投影術(shù)，很快這項技術(shù)被申請了專利，并獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎。

最開始，全息投影被應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中，作為一種科研手段存在。而現(xiàn)在，全息投影更多出現(xiàn)在展覽、博物館、舞臺演出、時裝秀上，作為給觀眾帶來視覺震撼的一種手段。2010年，日本最著名的虛擬偶像初音未來在"大感謝祭"上使用全息投影技術(shù)亮相，可謂震撼全場。

關(guān)于三位視覺的形成

當(dāng)大眾提到息時，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。正是這個原因?qū)е隆叭ⅰ边@個詞被濫用，只要是震撼視覺的虛擬影像都有可能被叫做全息。

要讓你眼中看到漂浮的三維影像，其實辦法非常多，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，有6個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(運動)視差：當(dāng)頭部運動時，遠(yuǎn)處和近處的物體會以不同幅度運動;

5、聚合：當(dāng)眼睛聚焦在近處物體時兩眼視線匯合;

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

全息影像就是要把這6個深度線索全部重現(xiàn)，完全騙過大腦，讓它以為“見到鬼”了。

全息投影的實現(xiàn)方式

雖然目前全息投影技術(shù)有了不小進(jìn)步，但是像《鋼鐵俠》等電影里那種隨隨便便就投到空氣中的全息投影在今天并不成熟。在芯片運算和激光呈像技術(shù)相繼成熟后，今天面臨的最大問題只有一個:介質(zhì)。因此為了找到合適的全息投影介質(zhì)，科學(xué)家和科技公司們可謂煞費苦心。在不懈的努力下，今天全息投影實現(xiàn)主要有三種方式:

1、水霧投影。去一些旅游景區(qū)看過水幕電影的朋友應(yīng)該對這項技術(shù)都不陌生。這是最簡單也是成本最低的一種全息投影模式，將激光打在噴出的水霧上形成反射，從而展現(xiàn)出立體的全息影像。但這種技術(shù)的問題非常突出。那就是水霧的顆粒非常大，投影出的效果并不好。所以只能作為旅游景區(qū)借勢營銷，制造亦真亦幻效果的技術(shù)。另外筆者認(rèn)為，站的太近容易被噴一身水也是這種技術(shù)無法廣泛推廣的關(guān)鍵所在。

2、激光旋轉(zhuǎn)投影這種投影的應(yīng)用更少，僅僅在科學(xué)館等少數(shù)博物館里才能見到。它的模式是利用高速旋轉(zhuǎn)的鏡面來反射激光，利用觀眾的視覺誤差來制造全息效果。問題是這種技術(shù)推廣起來很麻煩，高速旋轉(zhuǎn)的儀器首先噪聲很大，并且存在危險。而且介質(zhì)與投射影像之間必須高度配合，很難在一臺儀器上展現(xiàn)若干不同的影像，導(dǎo)致成本十分高昂。

3、全息膜投影。今天使用最多的，就是全息膜投影。其原理是利用一層透明度很高的薄膜來反射出全息影像。搭配周圍光線較暗，薄膜本身看不清，就有了所謂高仿全息的效果。

最早的全息膜技術(shù)，是像屏幕一樣將薄膜樹立在觀眾正面。但這樣的問題是薄膜容易被看出來，并且觀眾不能離開正面視角，否則馬上穿幫。2010年時初音應(yīng)用的就是這種技術(shù)，但目前已經(jīng)很少使用了。

如今更多的全息投影技術(shù)，都是將全息膜進(jìn)行45°傾斜，通過底部或者頂部裝置進(jìn)行投影，在一塊或者幾塊全息膜上折射。這樣觀看效果更加逼真，也可以在更大的角度觀看到全息效果。

周杰倫演唱會上與鄧麗君對唱，就是以這種技術(shù)完成的。但這種技術(shù)也不是沒有瑕疵，比如投影區(qū)塊必須要求暗光，一旦有白光干擾就會失真。并且模擬效果不夠逼真，依舊存在色彩和像素上的問題。

人類真正追求的全息投影，其實還是空氣中就能完成的全息投影。雖然距離商業(yè)化還有遙遠(yuǎn)的距離，但是其發(fā)展速度已經(jīng)足夠驚人了?；蛟S某一天，它將擺脫舞臺技術(shù)的窠臼，突然炸裂式的闖進(jìn)我們的生活。一旦能夠成真，絕對是人類科技?xì)v史的一次史詩級飛躍。