全息技術:《星球大戰》中的未來世界形態會實現嗎?

2021-01-20 Tech科技愛好

Tech科技愛好原創 · 作者 |Ambition

位於英國南部的薩塞克斯大學一個研究小組以立體顯示技術創造了一種可以在空中盤旋的虛擬蝴蝶,這是一種三維顯示,就是將立體圖像以平面投影圖或透視圖的形式在平面上表現出來的過程,而由於全息投影技術(再現物體真實的三維圖想像的技術)所呈現的效果與之類似,所以當這兩者有一方被提出時,另一方也總會被拿出來做比較。

那下面我們就來了解一下什麼是全息投影技術。

圖片來源:Eimontas Jankauskis,Nate Ed

全息投影技術,單說這個詞可能會比較陌生,但是看完下邊的例子你可能就了解它是什麼了。

1.星球大戰

1997年上映的《星球大戰》中,萊婭公主向盧克天行者和歐比旺發出的三維版求救影像。它是在投影之前需對所投的「影」進行錄製,然後再利用衍射原理再現物體光波信息完成成像過程從而展示出來的。

2.初音未來

可以看出,站在c位的是一個虛擬的人物形象。她是通過一整套3D全息投影技術完成的,在全球這是首次。它是通過採用的是「德國Sax 3D公司的3D全息透明屏」播放3D影像實現的。準確意義上來說這場演唱會是2.5D的,簡單解釋就是在屏幕上播放3D畫面。就和看電影一樣,只不過這個屏幕可以調節透明度,如調節為全透明的舞臺上就只留下MIKU成像,原來就是調節屏幕中的局部粒子濃度顯示出不透明效果並成像。

3.博物館

雖然這種模式的展覽還沒有完全普及,但是可能大家在博物館碰到過這種模式的展覽,它是通過投影設備將不同角度的影像投影至中心的特殊稜鏡上,再通過其他技術,讓你能夠看到不屬於你自身角度的其他圖像,從而實現全息立體影像。

圖片來源:Eimontas Jankauskis,Nate Ed

這就是全息投影技術,但全息投影技術不只有這些!主題公園,科技館,娛樂廳還有離我們最近的電影院,都有全息投影技術的存在。那這項與我們的生活如此接近的技術是如何產生且發揮作用的?

在1947年之前,在一些科學家解決了全息投影技術所需要的技術問題之後,全息投影術就隨之誕生了。在誕生之初,這項技術一直致力於電子顯微技術,所以也被稱為電子全息投影技術(在電子顯微技術領域內)。一直到1960年雷射技術的出現全息投影技術才取得了實質性的進展。

全息投影技術的原理主要分為兩步

1.利用光的幹涉原理記錄物體光波信息,即拍攝。被攝物體在雷射的輻照下形成漫反射的物光束,另一部分雷射作為參考光束照射到全息底片上,和物光束疊加並相互幹涉,把物體光波上各點的振幅和相位轉換成在空間上變化的光波強度,從而利用幹涉條紋間的間隔和反差將物體空間的全部信息記錄下來。記錄著幹涉條紋的底片經過顯影、定影等程序處理後,便成為一張諾利德全息圖,簡稱全息照片。簡單來說就是拍攝過程。

2.第二步則是利用衍射原理來再現物體的光波信息,即成像。第一步形成的全息圖猶如一個複雜的光柵,在相干雷射照射下,一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個像,即原始象和共軛像,兩像疊加後具有真實的視覺效應。簡單來說就是成像過程。

全息投影共分為兩類——透射全息投影和反射全息投影

一、透射全息投影

這種透射全息技術投影,利用的原理,是在全息投影膠捲上進行雷射的照射,然後經過折射在膠捲的另一邊產生立體圖像的效果。在1969年美國物理學家研究出了彩虹全息技術投影以後,這種透射全息投影就也就橫空出世了。在對彩虹全息技術進行改進以後,可以投射的光範圍變大,也容納進了白色的光。也就是說,利用白色的光也可以實現彩虹全息技術,彩虹全息投影可以在信用卡和銀行卡上設立防偽標誌,防止被壞人竊取,從而方便人們的生活。這種防偽標誌的方法在現在的生活中應用也是非常廣泛的,包括到現在這項技術依然留存著。

二、反射全息投影

反射全息投影,這項技術也存在很多時間了。這項技術形成的原因是通過白色的光源,和觀察者相同方向將光線照射在膠捲上,經過光線的反射和折射,從而呈現出彩色的圖像。這種白色的圖像,就相當於是圖形的重建,並且在全息投影中又包括一種鏡面全息投影。這種技術是通過控制鏡面,進而去控制三維圖像形成的一些因素。主要是通過控制鏡面的運動,從而控制三維圖像的成像因素,所採用的技術也是光線的發散或者是光線的折射這兩種方法來實現全息圖像的構成,這也是非常神奇的。

全息投影的介紹到這裡就結束了,對於這項技術,我們應該保持期待,它能夠為我們的生活帶來巨大的便利和樂趣,能讓我們真正的身處夢境,相信在不久的將來,全息投影技術會涉及我們生活的方方面面,能夠讓我們的世界變得更加未來化。

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