全息投影如何工作?

2020-08-28 鮮事

我們周圍的物理世界是三維的(3D),但是傳統的顯示設備只能顯示缺乏深度(即三維)信息的二維(2D)平面圖像。這種基本限制極大地限制了我們感知和理解現實世界對象的複雜性的能力。人腦將近50%的能力專用於處理視覺信息。平面圖像和2D顯示器無法有效利用大腦的力量。隨著電子、光學、雷射和光子學領域的飛速發展,真正的3D顯示技術正在進入市場。3D電影、3D電視、3D行動裝置和3D遊戲越來越需要沒有眼鏡(自動立體)的真正3D顯示。

隨著技術的不斷進步,我們有機會探索新的和更奇特的編程、軟體,硬體和系統類型。實現三維立體效果的全息技術是發展迅速的一項創新。

什麼是全息投影技術?

全息投影圖像直接來自幻想世界。但是,這些令人敬畏的全息視覺效果看上去像是全部嗎?全息投影技術自1940年代就已經存在,而3D技術自那時以來發展非常迅速,但要給我們&34;體驗,仍然有許多挑戰需要克服。但是,一些革命性的3D全息先驅者打破了全息投影的界限,打破了將全息圖變為現實的現狀。

全息術是一種攝影技術,它記錄從物體散射的光,然後以三維方式呈現。使用幹涉圖案的物理記錄衍射來再現三維光場,從而保留了深度、視差和原始場景的其它特性的圖像。

全息投影技術的發展歷史。在走向未來之前,讓我們回到過去,回到最開始的地方,這樣我們就可以找出全息圖是什麼,並問自己:全息的確切含義是什麼?全息方法最初創建於1940年代,最初被提議使用X射線。儘管對於開發先進的電子顯微鏡來說是可行的,但物理學家Dennis Gabor提出的想法並未成功創建第一個光學全息圖,因為用肉眼無法看到X射線。但是,隨著雷射技術的發展,1962年3D全息圖的可視化成為現實。蘇聯的尤裡·德尼修克和美國的艾米特·裡斯和尤裡斯·烏帕特尼克斯是這一成就的先驅,但他們的第一批全息圖並未得到有效利用光能。他們的發明吸收了很多光而不是投射光,從而導致全息圖像模糊而暗淡。在接下來的幾十年中,技術進步為投影圖像帶來了更高的清晰度和亮度。

全息技術是一種攝影技術,它記錄從物體散射的光,然後將其呈現為三維。多年來,出現了各種形式的全息圖,包括透射型全息圖和彩虹型全息圖,透射型全息圖使光線通過它們發光,並且可以從側面查看圖像;彩虹型全息圖也可以用於信用卡和駕駛執照,以提高安全性。與傳統攝影不同,全息圖是三維圖像,或給人一種印象。使用光(有時以雷射的形式)創建的全息技術有多種類型,它們呈現出不同的結果。隨著雷射,光學和電子技術的進步,許多新的3D顯示技術已經在研究實驗室中提出了原型,或者已經進入市場。儘管其中一些技術(立體鏡檢查)為人們所熟悉,但其他技術(全息照相術)對大多數人來說仍然遙不可及。這項調查介紹了當前流行的3D顯示技術的原理,這些原理通常分為四類:3D電影、舞臺上的全息圖、全息投影和3D顯示。由於計算機生成的全息(CGH)技術被認為是下一代3D顯示技術,並且已成為3D顯示技術發展的主導方向

全息投影技術實現原理

全息投影儀使用全息圖而不是圖形圖像來產生投影圖像。它們在全息圖上或通過全息圖發出特殊的白光或雷射。投射的光產生明亮的二維或三維圖像。白天雖然可以看到一些簡單的全息圖,但真正的3D圖像需要使用基於雷射的全息投影儀。可以從不同角度查看此類圖像,並以真實的視角查看它們。這種投影儀的微型版本正在開發中。使用這樣的投影儀,智慧型手機可以在空白空間而不是小屏幕上為觀看者創建圖像。

全息圖與照片的工作方式相同,兩者均涉及將圖像捕獲到2D圖像板或膠片上。2D板包含數百萬個均勻分布的滷化銀晶體,這些晶體可以被光激活,從而使它們變黑。晶體具有二元態-透明或黑色-並且它們變黑的機率會隨著撞擊到它們的光量和強度(光子總數)而增加。照片捕獲的光的2D畫面離開現場,並且在聚焦透鏡的中心朝向假想點前進。成像板位於鏡頭的另一側,因此撞擊板的光以與場景相同的2D排列進行組織。這樣做的好處是,僅通過查看照片即可&34;照片,或更典型地,通過將光度反轉以將負片變成正片,然後對其進行觀看,即可完成。

相反,全息圖捕獲了通過成像板到達觀察者的光線的圖像。(光線實際上在攝影過程中並沒有通過)全息圖會在聚焦之前捕獲光線,因此從許多角度都包含了有關光線的信息。捕獲此信息的方式涉及使用雷射的光波幹涉圖樣的魔力。

當光束被分割成全息圖時,光束兩部分中的光波以相同的方式傳播。當它們重新組合在照相印版中時,物光束通過一條略有不同的路徑傳播,並且其光線因反射離開物體的外表面而受到幹擾。由於光束最初是完美結合在一起的,並且步調完美,因此重新組合光束可以顯示與參考光束相比,目標光束中的光線發生了怎樣的變化。換句話說,通過將兩個光束重新組合在一起並進行比較,可以看到物體如何改變掉落在其上的光線,這只是說&34;的另一種方式。

全息技術將如何改變未來的業務?

全息技術不僅要創建逼真的圖像,還需要更多。像增強現實和虛擬實境(AR和VR)一樣,全息系統也渴望改變我們如何看待世界。現在可以用肉眼看到一些最新的全息技術,而無需任何其他附件,例如智慧型手機屏幕或3D眼鏡。未來可以通過以下方式使用全息影像為客戶創造身臨其境的體驗:

數字標牌。2019年數字標牌行業的價值為296.1億美元,並且這個數字一直在持續增長。數字標牌解決了傳統印刷標牌方法的缺陷。使用數字標牌時,無需手動更新標牌,可以降低列印成本,並使體力勞動量最小化。

傳統的標牌方法已被與現代世界無縫融合的數字替代方法所取代。隨著越來越多的時間盯著屏幕觀看,我們的大腦已經適應了,使數字媒體更易於吸收。但是,仍然缺少一個關鍵方面–數字標牌是基於屏幕的,因此具有2D體驗。但是,我們周圍的世界是3D,這是全息廣告真正脫穎而出的地方。3D全息視覺效果使企業可以將通常在屏幕(或海報)上顯示的內容轉換為引人注目的3D內容,使其在現實世界中栩栩如生。這些3D全息影像可以通過單擊按鈕來告知,娛樂,促進和轉換。或構成自動廣告系列的一部分,吸引注意力並促進互動。

來自耐克、彪馬和路易威登等標誌性品牌的經過驗證的案例研究表明,全息3D數字標牌可以使銷售平均增長12-30%。

視覺展示。PowerPoint演示文稿,基於投影儀的圖像和傳統標牌(看臺,海報等)是企業在活動中使用的一些傳統解決方案。高效、經過測試和可靠(大部分時間)。但是,無論產品或服務的質量如何,都無法逃避人們期望(和需求)創新的事實。3D全息影像是市場上的遊戲規則改變者,使品牌能夠將其活動推向新的高度。

為了在人群中引起關注,企業聚集了眾多行業專家,竭盡所能,以使他們在業務中脫穎而出,企業需要想出新穎和創新的方式來展示其產品或服務。通過將3D全息元素整合到他們的展臺中,他們可以吸引觀眾的眼球,這是前所未有的體驗——令人陶醉的令人驚嘆的3D內容似乎漂浮在空中。利用3D全息圖像在演示中的強大功能,可以使觀眾獲得&34;的體驗。

零售全息圖。&34;解決方案可用於創建3D內容,突出顯示產品報價、最新趨勢等,使客戶在購物時可以做出更明智的選擇。迷人的視覺效果使購物者的注意力跨度和停留時間翻了一番。這可能會成為選擇一家商店而不是另一家商店的區別。隨著越來越多的購物者選擇在線購物,傳統商店有兩種選擇——應對潮流或擁抱潮流並進行創新。

3D全息圖是新穎、創新的,大多數人只在好萊塢電影中看到過。現在,它們以特別令人印象深刻的方式變為現實。眼睛看到的內容與大腦知道的內容之間的差異會導致異常長的注意力跨度,這是將產品信息嵌入人們的思想或創造良好形象的好方法。正是這種效果自動在觀察者中產生了較長的注意力範圍,從而導致多達80%的人從頭到尾觀看2-3分鐘的全息圖。除此之外3D全息圖極具吸引力,因此非常適合展示複雜的技術概念,而且實際上也註定要展示寶石和類似的視覺吸引力商品。這項技術可以進一步強調它們的美感和完美性,並以極其美學的方式展示它們,從而使演示本身具有感官體驗。

全息的未來

隨著3D全息影像在商業領域的使用不斷增長,我們唯一可以確定的一件事就是——發展。今天看到的全息技術在不斷變化,以適應業務需求和行業內需求,從而產生更具創新性的解決方案。人們自己將繼續要求更多的身臨其境的體驗。儘管可能令人難以置信,但因為在當今世界,人們離不開智慧型手機,但在1972年,他們甚至不存在。過去,我們可能試圖使設備越來越小,而如今,我們則著眼於交互和連接。未來掌握在自己手中,

未來將出現與觀眾互動的3D全息影像,來控制和更改全息圖像的移動和顯示方式,甚至融入人工智慧,能夠識別觀看者的性別、年齡或其他可區分的特徵。全息投影曾經是科幻小說中的一類東西,但是如今全息技術的實際應用已使電影業黯然失色,並已成為我們日常生活中的常見特徵。我們只是看到了全息圖實用性的開始,隨著創新者和開發人員不斷改進技術,全息圖將成為社會更大的一部分。這僅僅是個開始3D全息技術的未來正在等待我們去挖掘。

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