行之关注 | 全息投影如何骗过你的大脑

 

最近出现的一款像“电风扇”一样的新型科技产品走红了网络，画面中的叶片在高速旋转后，居然可以在空中显现出3D全息投影效果来，让人不禁感叹。当然，这款产品并不是真的电风扇。

这款芯动科技自主研发出的超清3D全息投影设备——彩虹圈（Holo-Rainbo），当彩虹圈高速运转起来，空中就会显现动态立体的3D视觉影像，非常吸引人眼球。我们看到的3D全息投影，是因为旋转中的显示晶体不断变化，利用人眼的视觉暂留原理，形成完整连续的画面，达成一种3D全息成像的效果

这款设备具备强大的3D展示能，用途用法也非常多，不仅是一种装饰摆设，3D全息彩虹圈还可以运用于广告、店招、活动、展会、产品展示、个性化展示等众多领域方面。此外，这款彩虹圈（Holo-Rainbo）还可以随意拼接，想拼多大就拼多大，做到真正的无框成像，还可以通过手机APP一键传输文件，即可营造出最酷炫的视觉特效。

全息技术及全息投影

对于传统的影像记录，比如照片拍摄来说，都是记录物体呈像的光强，得到的是包括颜色、轮廓等等信息的2D画面。而在光强之外，物体影像其实还有相位信息。相位信息记录了物体与观察视角间的距离、运动轨迹、空间关系等信息，如果能把这部分信息也通过技术留存下来，那么就相对的获得了物体的"全部信息"——-也就是所谓"全息"。通过这种方式获得的静态或者动态呈像，就不是2D而是3D的了。

全息技术最广泛的应用，就是全息投影。一般来说，全息投影的思路是通过光的干涉和衍射原理，来记录并再现物体的三维信息。1947年，英国物理学家丹尼斯·盖伯在研究增强电子显微镜性能手段时偶然发明了全息投影术，很快这项技术被申请了专利，并获得了1971年的诺贝尔物理学奖。

最开始，全息投影被应用于电子显微技术中，作为一种科研手段存在。而现在，全息投影更多出现在展览、博物馆、舞台演出、时装秀上，作为给观众带来视觉震撼的一种手段。2010年，日本最著名的虚拟偶像初音未来在"大感谢祭"上使用全息投影技术亮相，可谓震撼全场。

关于三位视觉的形成

当大众提到息时，他们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维影像。正是这个原因导致“全息”这个词被滥用，只要是震撼视觉的虚拟影像都有可能被叫做全息。

要让你眼中看到漂浮的三维影像，其实办法非常多，而且通常和激光、干涉没多大关系，而是在利用我们的视觉系统看外部世界的方式。当我们看近处的物体时，有6个主要的深度线索帮助我们形成三维视觉。

1、透视：远处的物体看起来更小;

2、遮挡：近处的物体会挡住处的物体;

3、双眼(立体)视差：左右眼看到同一物体的不同视图;

4、单眼(运动)视差：当头部运动时，远处和近处的物体会以不同幅度运动;

5、聚合：当眼睛聚焦在近处物体时两眼视线汇合;

6、调节：根据物体的距离，眼球相应地调整焦点。

全息影像就是要把这6个深度线索全部重现，完全骗过大脑，让它以为“见到鬼”了。

全息投影的实现方式

虽然目前全息投影技术有了不小进步，但是像《钢铁侠》等电影里那种随随便便就投到空气中的全息投影在今天并不成熟。在芯片运算和激光呈像技术相继成熟后，今天面临的最大问题只有一个:介质。因此为了找到合适的全息投影介质，科学家和科技公司们可谓煞费苦心。在不懈的努力下，今天全息投影实现主要有三种方式:

1、水雾投影。去一些旅游景区看过水幕电影的朋友应该对这项技术都不陌生。这是最简单也是成本最低的一种全息投影模式，将激光打在喷出的水雾上形成反射，从而展现出立体的全息影像。但这种技术的问题非常突出。那就是水雾的颗粒非常大，投影出的效果并不好。所以只能作为旅游景区借势营销，制造亦真亦幻效果的技术。另外笔者认为，站的太近容易被喷一身水也是这种技术无法广泛推广的关键所在。

2、激光旋转投影这种投影的应用更少，仅仅在科学馆等少数博物馆里才能见到。它的模式是利用高速旋转的镜面来反射激光，利用观众的视觉误差来制造全息效果。问题是这种技术推广起来很麻烦，高速旋转的仪器首先噪声很大，并且存在危险。而且介质与投射影像之间必须高度配合，很难在一台仪器上展现若干不同的影像，导致成本十分高昂。

3、全息膜投影。今天使用最多的，就是全息膜投影。其原理是利用一层透明度很高的薄膜来反射出全息影像。搭配周围光线较暗，薄膜本身看不清，就有了所谓高仿全息的效果。

最早的全息膜技术，是像屏幕一样将薄膜树立在观众正面。但这样的问题是薄膜容易被看出来，并且观众不能离开正面视角，否则马上穿帮。2010年时初音应用的就是这种技术，但目前已经很少使用了。

如今更多的全息投影技术，都是将全息膜进行45°倾斜，通过底部或者顶部装置进行投影，在一块或者几块全息膜上折射。这样观看效果更加逼真，也可以在更大的角度观看到全息效果。

周杰伦演唱会上与邓丽君对唱，就是以这种技术完成的。但这种技术也不是没有瑕疵，比如投影区块必须要求暗光，一旦有白光干扰就会失真。并且模拟效果不够逼真，依旧存在色彩和像素上的问题。

人类真正追求的全息投影，其实还是空气中就能完成的全息投影。虽然距离商业化还有遥远的距离，但是其发展速度已经足够惊人了。或许某一天，它将摆脱舞台技术的窠臼，突然炸裂式的闯进我们的生活。一旦能够成真，绝对是人类科技历史的一次史诗级飞跃。