吹了快70年 全息影像為何一直不能普及

總是有人抱有這樣的幻想。在未來，人類可以完全拋棄電視、電腦、手機(jī)這些帶有屏幕的顯示產(chǎn)品。就像在各種各樣的科幻、諜戰(zhàn)大片中，用手一揮，巨大的顯示屏上多頁圖表或者照片直接出現(xiàn)在面前，無需觸碰屏幕，用手一揮，屏幕上的內(nèi)容自然切換。甚至能夠讓不同時(shí)空的人面對面進(jìn)行交談，這些都被統(tǒng)稱為全息影像技術(shù)。

有人可能剛剛看完第一段，就已經(jīng)迫不及待的準(zhǔn)備到評論區(qū)大懟特懟一番筆者，你們也許會(huì)說，全息影像技術(shù)其實(shí)早就已經(jīng)出現(xiàn)了，而且目前已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用起來，比如說幾年前周杰倫演唱會(huì)中與已故傳奇歌星-鄧麗君上演的隔空對唱，當(dāng)時(shí)演唱會(huì)中布設(shè)了3D全息投影設(shè)備，并且經(jīng)過了精密的調(diào)教最后呈現(xiàn)出了仿佛真實(shí)存在的鄧麗君。還有那個(gè)唱甩蔥歌的虛擬歌手初音未來演唱會(huì)。奧運(yùn)會(huì)、春晚等大型舞臺(tái)類節(jié)目中全息影像技術(shù)也頻頻亮相。

當(dāng)我們在各種科幻電影中看到的場面活生生地出現(xiàn)在眼前時(shí)，全世界就開始為這些黑科技瘋狂點(diǎn)贊，筆者也確實(shí)被這些夢幻般的虛擬現(xiàn)實(shí)所震撼，但是冷靜下來仔細(xì)觀察，它們都有一些共通的缺陷：場景固定且在展現(xiàn)時(shí)都處于黑暗的環(huán)境之中，這就與鋼鐵俠中托尼·斯塔克利用全息技術(shù)在大燈照耀的辦公室下操作相差甚遠(yuǎn)。

筆者認(rèn)為，文章前面提到的一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的全息影像技術(shù)，其中有些并不能完全稱之為全息技術(shù)，甚至說它們都是“假全息”都不為過。那么，全息影像到底是什么？為何這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)了70余年，至今為何久久不能普及？

目前的全息影像技術(shù)都是假的！

不要驚訝，全息影像這項(xiàng)技術(shù)確實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了七十年之久。1947年，英國匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯，全息投影的發(fā)明是蓋伯在英國BTH公司研究增強(qiáng)電子顯微鏡性能手段時(shí)的偶然發(fā)現(xiàn)，他因此項(xiàng)工作獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)技術(shù)從發(fā)明開始就一直應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中，在這個(gè)領(lǐng)域中被稱為電子全息投影技術(shù)。

根據(jù)維基百科給出的定義，真正的全息影像技術(shù)是指通過相干光（激光就是其中一種）干涉原理記錄和查看圖像，當(dāng)合適地將其呈現(xiàn)時(shí)，便可以精確地再現(xiàn)被記錄物體的三維外觀。是一種記錄被攝物體反射（或透射）光波中全部信息（振幅、相位）的照相技術(shù)，而物體反射或者透射的光線可以通過記錄膠片完全重建，仿佛物體就在那里一樣。通過不同的方位和角度觀察照片，可以看到被拍攝的物體的不同的角度，因此記錄得到的像可以使人產(chǎn)生立體視覺。

簡單講，真正的全息影像可以說是不同過任何介質(zhì)，從地平線上的空氣中就能顯示出來影像，而且觀看角度可以隨意變換，體驗(yàn)者能夠從三維立體的畫面之中穿梭自如。目前我們看到的一些令人震撼的場景，比如說上文中提到的周杰倫演唱會(huì)、初音未來虛擬歌手等等其實(shí)并不是真正的全息技術(shù)。

很可惜，目前世界上還沒有直接通過空氣不通過其他介質(zhì)呈現(xiàn)的技術(shù)并沒有出現(xiàn)，甚至連相關(guān)理論都沒有形成。目前，絕大多數(shù)我們看到的舞臺(tái)表演中運(yùn)用的所謂全息技術(shù)，都是“佩珀?duì)柣孟蟆被蚴峭队埃粦?yīng)該被稱為全息。

周杰倫與鄧麗君隔空對唱這種技術(shù)，鄧麗君的三維立體圖像是事先使用計(jì)算機(jī)技術(shù)制成的，然后，通過投影將影片在舞臺(tái)上的全息投影膜上播放。而巨大全息膜呈45度角放置在舞臺(tái)上，通過地面的投影折射上去。這種全息膜具有一半透光，一半反光的特點(diǎn)，呈半透明狀，在保持清晰圖像的同時(shí)，產(chǎn)生逼真的空間效果。

這種假全息影像自己在家就能做

其實(shí)步驟非常簡單，首先準(zhǔn)備直尺、剪刀、圓規(guī)、膠水（或透明膠帶）。材料：普通透明塑料薄膜（不能太軟）、一張草稿紙。當(dāng)然要有一臺(tái)能夠播放視頻的設(shè)備，比如說手機(jī)或者平板。

注意事項(xiàng)：等腰三角形的頂角為70.2度，“底邊等于屏幕的寬度”這個(gè)不需要太標(biāo)準(zhǔn)，只要不比播放的視頻寬度小就可以。

制作流程： 步驟一：確定屏幕的寬度，用尺子量下。我的手機(jī)4.9cm 步驟二：在草稿紙上畫以等腰三角形的腰長為半徑畫圓，在圓上任意一點(diǎn)為圓心，半徑為等腰三角形的底邊（即屏幕寬度） 步驟三：將塑料薄膜覆蓋在所畫的圓上，在三角形的頂點(diǎn)處扎孔以作標(biāo)記。用刀切割下四個(gè)連在一起的等腰三角形。 步驟四：將邊沿兩邊用膠水或膠帶連在一起，呈金字塔狀。

操作：下載一段3D全息視頻或者圖片，將手機(jī)打開后水平放到金字塔上，屏幕中心對應(yīng)塔尖，盡量挨著。并且周圍的環(huán)境最好是暗場燈光不要太亮，水平直視金字塔一面，這樣一段全息影像就被投射出來了。

看多了科幻片都覺得理所應(yīng)當(dāng)了

如果我們把科幻電影里那種打開一個(gè)類似手表的裝置就能憑空產(chǎn)生一個(gè)與實(shí)物大小相符，不受光線影響，并且在任何角度都能完美呈現(xiàn)的虛擬景象，估計(jì)未來數(shù)年內(nèi)都不會(huì)出現(xiàn)。因?yàn)闆]有介質(zhì)的話光是不會(huì)發(fā)生折射的，也就意味這這種技術(shù)在空氣中中就能夠轉(zhuǎn)折。目前最接近的技術(shù)是美國麻省理工學(xué)院研究生Chad Dyne發(fā)明的空氣投影和交互技術(shù)，影像可以在氣流形成的介質(zhì)中投射出具有交互功能的圖像。

讓我們把全息技術(shù)的概念擴(kuò)大一下，上文中講到的“佩珀?duì)柣孟蟆惫们宜阕魇侨⒂跋窦夹g(shù)，在消費(fèi)級(jí)市場普及的難度依然巨大。由于造價(jià)昂貴加上環(huán)境要求較為嚴(yán)苛，繼續(xù)拿周杰倫的隔空對唱為例，周杰倫與45名特效師組成的團(tuán)隊(duì)奮戰(zhàn)了2個(gè)多月，怒砸一億新臺(tái)幣，才成功將鄧麗君“復(fù)活”。

另外這項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境上也有著相當(dāng)大的限制。為了保證投射質(zhì)量，投影設(shè)備工作時(shí)周圍都不能出現(xiàn)強(qiáng)光源。這也就是為什么目前全息投影設(shè)備只有在大型演唱會(huì)或者大型發(fā)布會(huì)中才會(huì)應(yīng)用，在消費(fèi)級(jí)市場一直無法得到普及的原因。

寫在最后：

看多了科幻片，都覺得這是理所當(dāng)然應(yīng)該存在的東西。在本文中，雖然筆者不止一次地給大家潑冷水，但是我與大家迫切想要體驗(yàn)如臨虛幻世界的心情是一樣的。目前市場上VR、AR等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)火熱發(fā)展，讓我們或多或少體驗(yàn)到什么是使人眼產(chǎn)生和實(shí)際環(huán)境完全感覺一樣的視覺效果。隨著全息投影技術(shù)的不斷發(fā)展，相信未來的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛也越來越完善，屆時(shí)我們也就真正進(jìn)入了科幻時(shí)代。