全息投影是一項利用幹涉和衍射原理記錄並再現物體真實三維圖像的技術，其中廣義上的全息投影技術是一類能記錄並再現物體真實三維影像的技術的總稱（包括一些偽全息投影技術）。不夠形象我們上圖，大家是否還記得2015年春晚舞臺上4個李宇春同臺表演給大家拜年；這一切都歸功於3D全息投影技術。
全息投影最早由物理學家丹尼斯·蓋伯在1947年提出， 1960年後，雷射的出現使全息投影技術進入了嶄新階段。此後，由於受到顯示設備和投影載體的限制，全息投影技術進入了一個發展相對緩慢的瓶頸期，直到2001年德國國家實驗室首創研發了全息膜技術，全息投影再一次成為公眾焦點，進入高速發展期。 2002年，麻省理工學院（MIT）研究生Chad Dyne提出了空氣投影技術（圖 1（a）），將空氣吸進機器，再重新射出，在氣流中產生具有互動功能的三維影像。2007年左右，日本公司Science and Technology提出雷射束投射技術，利用氮氣和氧氣混合成的氣體在空氣中進行小型爆破可形成短暫的3D圖像。此後，通過高速旋轉的鏡面反射雷射，利用視覺暫留原理製造全息效果的雷射旋轉投影技術（圖 1（b））被提出。
變幻的水幕結合不同角度的雷射動畫投影形成全息立體效果的水幕投影（圖 1（C））在文化旅遊行業也得到了充分的發展與應用。隨著全息技術商業化應用的發展，人們的視覺享受正在逐漸從傳統的平面2D轉變到裸眼3D，全息投影技術已經廣泛應用在科學和生活的各個領域。
虛擬試衣系統最早是為了解決服裝網購過程中，由於不能試穿而導致退換貨問題而產生的研究。隨著研究的發展，線下實體店也引入了虛擬試衣技術，線下試衣技術帶來了全新的購物體驗模式，能為消費者提供更多的搭配選擇，並可在短時間內試穿多套服裝。現有的虛擬試衣鏡只提供一個觀看角度，視覺效果較為平面化，即使是三維建模的虛擬試衣系統也需要旋轉視角才能看到其他角度的效果。結合全息投影技術的虛擬試衣系統使觀看者可以從不同角度不受限制地直接看到投射在三維空間的立體影像的不同側面，不但能讓用戶更加直觀地了解服裝的實際穿著效果，更能提升用戶的視覺感受和心理滿足度。根據虛擬試衣展示的特點，本文選取空氣投影和全息膜投影中的360度幻影成像系統為研究對象，針對試衣效果展示要求的特殊性，探討全息投影技術在虛擬試衣系統展示中的應用。
1 全息投影技術及虛擬試衣系統介紹1.1 空氣投影空氣投影技術是一種全新的3D成像技術，利用一套特殊設備將影像投射到空氣中，使觀眾看到漂浮在空氣中的影像或者影片。空氣投影不僅可以帶來全新的視覺體驗，還可以實現較強的交互功能，但該系統成像畫面不穩定，而且在強光幹擾或用戶活動速度過快的情況下會出現故障。因此，目前空氣投影系統主要應用於室內。1.2 全息膜投影全息膜投影技術是當前最常見的虛擬成像技術，分為360度、 270度和180度 3 種展現形式，其中360度幻影成像模型（圖 2）是由丹麥ViZoo公司於2006年用全息膜搭建，其原理是利用倒金字塔形的全息膜來反射投影光源，由 4 臺投影機將產品的三維影像懸浮在金字塔形櫃體實景中的半空中，利用較暗的環境光使薄膜接近隱形，實現邊緣消隱，從而達到仿全息的效果。該系統成像清晰，色彩鮮豔，有空間感、透視感，並允許多角度觀看，因其尺寸靈活、安裝便捷、內容多樣，已廣泛應用在科技展館、圖書館、博物館等領域。
1.3 虛擬試衣系統虛擬試衣系統主要可分為 4 個組成部分：虛擬人體模型的構建、服裝建模、服裝模型與人體模型的匹配以及虛擬試衣效果展示。通常前 3 部分是整個系統的技術關鍵，最後一部分效果展示只需呈現在相應的載體（如虛擬試衣鏡）上即可。虛擬試衣系統通常能夠應用於三維服裝設計及服裝營銷體驗與推廣。全息投影技術的投影源一般需要事先製作好再進行播放，而虛擬試衣系統對實時性有著特殊的要求，用戶試衣時，短時間內可能切換多套服裝，要求系統能夠自動快速生成對應全息投影技術所需要的投影源。2 全息虛擬試衣產品開發由於線下虛擬試衣系統通常是投放在商場或服裝店使用，需要噴射水霧的水幕全息投影並不適用；而雷射全息投影中的雷射束投射技術會存在小型爆破存在安全隱患；雷射旋轉投影技術更適合簡單的、不需要太多細節的物體的展示。因此本文選取空氣投影和全息膜投影中的360度幻影成像系統為研究對象，探討這兩種技術結合虛擬試衣系統的產品開發，並進行對比分析。
2.1 結合空氣投影的虛擬試衣系統設計空氣成像系統由投影機和空氣屏幕系統組成，空氣屏幕系統用來製造出由水蒸氣形成的霧牆，投影機投射畫面，由於空氣與霧牆的分子振動不均衡，可以產成富有層次感的立體圖像。影像懸浮在空氣中，可以穿透，將硬體隱藏起來就只有圖像可見，更能增加其神秘感。這套系統不需要特別桁架安裝，只需要一個開關就能控制，投影內容只需要通過標準VGA電纜或多媒體播放器播放即可。空氣投影系統可以結合體感控制實現交互功能。系統採用手勢識別方法，將識別的結果轉化為控制信息，通過對信息的分析運算，生成相應控制指令，使雙手的不同姿態、位置得以操作三維立體模型的旋轉更換等。結合空氣投影的虛擬試衣系統將傳統的三維虛擬試衣系統的試衣效果通過空氣成像系統投影出來，但用戶交互界面將存在一定差異。交互圖形界面主要劃分成 3部分：待機狀態的界面、用戶虛擬形象創建界面及試衣界面過渡可由用戶通過施加手勢指令控制，用戶虛擬形象、待選服裝及試衣效果均呈全息效果展示。用戶通過手勢控制畫面的旋轉或者更換服裝，相較已有的虛擬試衣鏡的屏幕觸控，更具吸引力。結合空氣投影的虛擬試衣系統的操作流程如圖 3 所示。
2.2 結合全息膜投影的虛擬試衣系統設計360度幻影成像系統由櫃體、分光鏡、射燈、視頻播放設備組成，櫃體是系統的支架，起到固定視頻播放設備、支撐分光鏡的作用；分光鏡又稱全息金字塔，是系統的核心部分，由亞克力板和全息膜製作而成， 4 個面分別對應映射分屏視頻源的 4 個不同畫面。 360度幻影成像系統所需的視頻源需要一個模型的 4 個角度組合成十字形排列，如果是動態圖像還需進行幀同步。當運用於虛擬試衣系統中時，需要整個系統展示畫面都輸出 4 個角度的效果，該類視頻源輸出通常有四路信號源輸出和單路信號源輸出兩種方式（圖 4）。四路信號源是 4 組影像利用多屏顯卡同時輸出到 4 個顯示屏，單路信號源輸出需要將 4 個視頻源合成單個視頻。因為全息金字塔內部展示的影像都為立體的，所以虛擬試衣系統的主界面及換裝界面也需要設置成三維立體的。可以選擇略掉傳統試衣軟體的平面背景，直接以黑色虛空為背景，保留供換衣的三維服裝模型以及立體的指示性標誌。同樣，該系統也能實現體感交互。
2.3 對比分析結合空氣投影技術的虛擬試衣系統，用戶可以從空氣投影中穿過，更接近電影中全息投影的效果，並且設備體積小，設備關閉時不佔空間；全息膜搭建全息金字塔形式的全息投影技術，影像懸浮在內部，不能觸碰，減少了神秘感，而且展櫃佔地面積大，對場所有限制，視頻源處理的技術難度也要高於空氣投影技術，但全息膜投影的成本比空氣投影要低，三維立體效果及畫面穩定性也比空氣投影高（表 1）。綜上所述，在2D與3D得過渡階段，成本較低、畫面穩定性更強的全息膜投影技術更適合大規模結合虛擬試衣系統產品應用，但當空氣投影技術發展成熟後，全息膜投影技術將被淘汰。
3 結束語
本文分別選取空氣投影和全息膜投影與虛擬試衣相結合，優化了現有虛擬試衣系統，驗證了其可行性：以全息投影的形式展示虛擬試衣效果的展示手段，將三維試衣畫面懸浮在實景的半空中成像，成像方式新穎，視覺效果強烈，科技感十足，更容易吸引消費者的注意力，達到更大的宣傳效益，有較高的營銷價值，並且提高了用戶體驗，為未來體驗式營銷的發展做了鋪墊。