全息成像技术误区相关
全息的概念在国内拥有良好的群众基础;科幻电影里看见漂浮在空气中的显示器,常被大家称为「全息显示」;既然「全息」的群众基础这么好,很多商家在宣传透明显示和3D显示相关技术的时候都会加一个「全息」的艺名,例如上卖的投影「全息」膜;例如科技展厅内常见的金字塔「全息」展示柜,甚至如微软的HoloLens也只是双目立体虚像显示,而非「全息」显示器(虽然有光波导和光栅部件),因此导致国内对「全息」的认知有着普遍的误解。而事实上当我们需要判断看见的「全息」投影是否是真正的全息时,只需知道有无全息图即可。
狂拽酷的全息成像到底什么来路
今算说的全息投影(Holograms),我觉得也可以归类在AR范畴吧。
有人说,AR和全息不是一回事儿,他们确实不是一回事儿。AR的范畴更大,只要是针对现实世界实时叠加虚拟物体都算。而HoloLens需要眼镜,全息投影需要投影仪,则是AR的不同展现形式。Magic Leap也是投影仪,只不过他是投射在你的上。
其实不要把AR想象的那么神秘,大到飞行员用的瞄准系统,小到倒车雷达影像上的轨迹都属于AR▲ 左:阵风战斗机辅助瞄准 右:民用倒车轨
成像晚会舞台 —— 薄膜投影反射
春晚舞台使用的是一种与地面45度夹角的半透明薄膜。反射地板上屏幕的内容,这样观众既可以看到舞台上的景物,又可以看到由薄膜反射出来的内容。产生了图像叠加。
春晚舞台其实就是Pepper's Ghost(佩珀尔幻象)的变种,名字很高大上?其实就是初中物理的反射知识,如果半透明膜是个镜子大家差不多就能回忆起是什么了。和相对的天王Michael Jackson“复活”演出也是用这样的技术,不过一个是反射地板,一个是反射天上的投影仪。那么真人怎么可以突然从黑暗里冒出来?不打灯光,黑漆漆一片,你也看不到她在哪啊,其实就内个时候走到位置的。
全息成像
彩虹式20世纪70年代末,一种新型全息显示图像即彩虹式全息显示图像(Rainbow Hologram)问世,它可采用白光再现,图像清晰明亮,尤其适用于立体三维显示,倍受人们的重视。彩虹式全息显示图像是采用激光记录全息显示图像,用白光照射再现单色 的图像的一种全息显示技术。其基本特点是在记录系统中适当的位置加入一个狭缝,其作用是限制再现光波,以降低图像的色模糊,从而实现白光再现单色的图像。有人曾系统地分析过彩虹式全息显示图像的成像过程。其基本记录方式以一步法为例,物体通过透镜成像于全息板附近,同时光路中设置一个狭缝来限制成像光的孔径。利用白光点光源以共轭方式照射全息板,便会同时再现物像与缝隙的实像。由于全息显示图像的基本作用相当于光栅,在白光照射下具有色散的作用,故不同颜色的狭缝像分布于不同的方位。当人眼从缝隙像左方观看全息板时,通过不同颜色的缝隙像便可观看到该种颜色的物像。当人眼上下移动时,物象会产生出宛如彩虹一样的颜色变化,这也是此种全息显示图像名称的由来。
彩虹式全息显示图像技术的问世给全息显示注入了新的活力,众多研究者对其进行了不断的改进与发展,并在众多领域得到了应用。如将记录时的单缝变为多缝,可使同一角度观看的再现像具有与实物一样的彩色,或对黑白图像进行假彩色编码。因人们对色彩的分辨能力远远超过对灰度级的分辨能力,此种假彩色化法可极大提高对图像的判读能力。近年来还提出并实现了新型的双孔径彩虹式全息显示图像和大角度环形孔径彩虹式全息显示图像。种可在普通白光扩展光源下,将再现象的分辨率大大提高,并能由一体视对平面图像合成无需配戴眼镜观看的立体三维图像。后一种则将单缝孔径变为大直径的环形孔径,从而可实现360°环视的再现像,即在白光照射下,可绕全息板转一周以观看物体所有侧面的再现像。