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全息显示之门何时被打开

      “下一代显示技术将有可能是全息。”中国工程院院士许祖彦对于下一代显示技术应用有着更长远的想象。他认为,人们对美好视觉效果的追求是推进显示技术发展的关键,而自然真实、三维立体的视觉效果是人们最终的追求。


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       全息显示利用光波的干涉和衍射,将物体的三维画面悬浮在实景半空中,人们可以看到真实或虚拟物体的幻像,营造亦真亦幻的氛围,具有强烈的纵深感和科技感。因为记录和呈现物体全部的三维信息,其呈现的影像更接近实物。

       目前,国际著名大学和知名企业都在不断加大全息显示解决方案、关键材料、光学部件和视觉跟踪等方面的研发投入,并已取得重要进步。

       对于大多数人来说,全息是一种神奇的技术,是电影大片中一次又一次出现的高科技。当越来越多的人呼唤全息技术走近我们的生活时,各种十分吸睛的全息应用场景以及产品便应运而生,例如演唱会上的真人和虚拟影像的互动、全息键盘、全息展示等。但遗憾的是,这些基本上都不是真正意义上的全息技术。

       那些需要依靠各类介质(例如全息投影膜、水雾、透明玻璃、墙体等),借助珮玻尔幻象或边缘消匿法(障眼法)来实现3D效果的,并不是真正意义上的全息显示技术。

      可以流畅、实时地进行高动态显示并可以实现空中交互,是人们对于全息显示未来的期待。然而,当前全息显示的技术发展还受到很多限制,除介质不稳定外,还存在数据量和计算量大、成本高等痛点,全息显示距离商用还很遥远。

       随着数字式感光器件的发展,科学家们意识到,如同数码相机取代胶片相机一样,可以将干板换成CCD或者CMOS。即便没有参考光束,也可以用计算机计算出复现的图像。后来,甚至抛开了干涉图的记录过程,直接将光场分布使用计算机通过数学运算呈现出来。这样做有一个巨大的好处,就是可以实现任意物体的全息显示,即便这个物体在现实中并不存在。不过,在此过程中产生的巨量数据对存储、传输、处理及计算等都提出了考验。据王涌天教授预计,真三维显示的数据量可能是视差型立体显示的103~106。

      未来,随着全息技术走向成熟,微纳加工技术和材料的升级,以及其他技术(如5G、VR/AR、AI)的赋能,被锁住的全息市场之门将加速开启,全息显示将更加丰富地运用到生活各处。


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