阿凡达重现奇迹：全息投影技术深度解析

阿凡达场景再现之

全息投影技术（Holographic Projection）概览

姓名：高嘉阳                            学号：21009102022                                    学院：海棠一号书院

                                                                                                          ——基于“海市蜃楼”现象引发的新兴技术

全息：来自希腊语“holo”,即“完全的信息”。（包括光波振幅和相位信息）

原理：干涉和衍射

方法：佩珀尔幻象（借由使用一面平坦的玻璃与特定的光源技术，使物体可以出现或消失，或是变形成其他物体。）、边缘消隐等

效果：可以产生立体的空中幻象，且幻象可以与周围进行互动。

摄影原理：其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程:被摄物全息投影拍摄过程体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。

其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。（来源：360百科）

实例：

Michael Jackson演唱会、洛天依、初音等一系列作品

以及2020年春晚的部分表演，6月1日，人工智能虚拟学生“华智冰”在清华大学校园中漫步（如下图）

                                                              （看，是不是感觉就是本人？）

实验技术：

空气投影和交互技术（来源于海市蜃楼的原理，由美国麻省ChadDyne发明：利用空气液化成的小水珠，来呈递图像，运动不均衡的分子使图像更具层次性和立体感）

激光速投射实体的3D影像（空气中进行小型爆破，利用空气中氧气和氮气分散开时，混合的气体变为灼热的浆状物质，并在空气中不断生成短暂的3D画面，由日本公司Science and Technology发明）

雾幕立体成像体系（借助空气中的微粒，镭射光成像，制造人工雾墙，来呈递画面，由山东锦茂世界有限公司发明）

360度全息显示屏（将图像投影到高速旋转的小镜子上形成3D图像，由南加利福尼亚大学发明）

边缘消隐技术（我们在春晚、演唱会、舞台上看到的“全息”技术基本就是此类技术，将画面投射到全息膜上或者反射到全息膜上，再利用暗场来隐藏起全息膜，从而形成图像悬浮在空中的效果）

旋转LED显示技术（这种技术利用了视觉暂留原理，通过LED的高速旋转来实现平面成像，但由于LED灯条在旋转时并非密不透风，观察者依然可以看到灯条后的物体，从而让观察者感觉画面悬浮在空中，实现类似3D的效果）

发展状况：目前，全息投影技术已经军事领域、教育领域、展示领域、医学领域取得了巨大的应用，我国从事全息投影领域的企业数量也从十几家发展到千余家，市场容量也上升到百亿级别。

未来：在信息的可视化时代，虚拟成像技术作为一项前沿科技，在实际应用中展现出了很大的优势。随着新技术的不断研究以及相关技术的成熟，虚拟成像技术必将在诸多的领域得到推广以及应用，它的技术的不断发展与完善，能够为人们带来更好的交互体验。（彭艳琼.虚拟成像技术的推广前景与发展趋势[J].现代雷达,2021,43(06):99-100.10.16592/j.cnki.1004-7859.2021.06.021.）