提到全息投影,人们首先会想到演出中类似的场景,其中最著名的就是日本虚拟偶像初音未来演唱会。遗憾的是,这种显示方式只是一种视觉欺骗,与真正的全息投影相差甚远。我们现在离真正的全息投影还有多远?
是初音米库舞台上一个真正的全息投影?
初音未来演唱会这种虚拟展示方式的技术名称是佩佩幻影,它巧妙地利用了视错觉。光线照在真实的表演者身上,上图中的虚像是通过玻璃反射到舞台上的特定区域而形成的。这是它的成像过程,其实并不复杂,只是一种视觉上的欺骗。
虽然看起来立体,但是Peper 的幻觉和真正的全息投影。它需要光学材料折射光源形成立体视觉效果,观众只能从特定的角度观看电影。除此之外,细心的朋友还会发现,类似的表演只有在黑暗的环境下才能实现,与科幻电影中的效果相差甚远。
什么是全息投影技术?
全息技术,又称虚拟成像技术,由英国匈牙利物理学家丹尼斯加布于1947年提出。它利用干涉和衍射原理记录和再现物体的真实三维图像,从而实现三维显示。
全息技术的实现分为两步。第一步,利用干涉原理记录物体的光波信息,即拍摄过程。
被摄物体在激光照射下形成漫射物光束;另一部分激光束作为参考光束,打在全息底片上,与物光束发生干涉,将物光波上各点的相位和振幅转换成空间变化的强度,从而利用干涉条纹之间的对比度和间隔记录下物光波的所有信息。
全息拍摄过程
第二步,利用衍射原理再现物体的光波信息,即成像过程。全息图就像一个复杂的光栅。在相干激光的照射下,正弦全息图的衍射光波可以给出两个像,即原像(也称初始像)和共轭像。再现的图像立体感强,视觉效果真实。
真正的全息投影是如何发展的?
世界各国也对全息技术进行了充分的研究,目前已经取得了一些成果。有三种方法可以实现先进的全息投影技术。首先,空气投影和交互技术,其原理类似于海市蜃楼,在水汽上投影一个图像,由于分子振动不均匀,可以形成有层次感和立体感的图像。
第二种方式是激光束投射实体的3D图像。这项技术是一家日本公司发明的。它使用氮气和氧气在空气中进行小规模爆破,形成热浆,作为介质形成3D图像。最后一个是360度全息显示屏,将图像投射在高速旋转的镜面上,实现立体影像。
虽然它比Peper 的幻影,他们仍然没有摆脱了投影媒介,只是把二维变成了三维,和电影里挥一挥手就能出现的显示屏相差甚远。况且,即使是这些技术也只是处于实验阶段,距离大规模商用还有一段距离。
此外,笔者了解到还有一种新技术,通过激光聚焦将空气中的物质电离,形成离子雾斑,看起来就像真正的全息投影。虽然它摆脱了介质,可以在空中直接形成三维图像,但严格来说不属于全息投影的范畴,而且价格极高。目前只是在试验阶段。
总之,我们离真正的全息投影还很远。
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