“海旁蜄（蜃）氣象樓臺(tái)；廣野氣成宮闕然。云氣各象其山川人民所聚積。
傳說(shuō)中的蜃能吐氣成樓臺(tái)形狀，在平靜的海面，在大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶爾會(huì)在空中或地下，出現(xiàn)高大樓臺(tái)、城廓、樹(shù)木等幻景，，虛無(wú)縹緲，可遇而不可求。就像帝都的霧霾——
是不是也給你一種海市蜃樓的既視感。不止一次的在想，這莫非就是大自然賜予這片大地的福祉，天然的顯示介質(zhì)，大大方方拋開(kāi)沉重的可穿戴眼鏡頭盔，置身如夢(mèng)如幻的亦真亦虛的另一個(gè)世界。
海市蜃樓的成像原理
蜃樓，一種非常奇妙的自然現(xiàn)象 ，一種反常的折射現(xiàn)象。當(dāng)海面風(fēng)平浪靜時(shí),光線在垂直方向密度不同的大氣層中傳播，經(jīng)過(guò)折射，把遠(yuǎn)處看不見(jiàn)的景物投影到空中或海面, 形成庭臺(tái)樓閣 、山巒起伏等種種虛無(wú)飄渺的奇異幻像，常分為上現(xiàn)、下現(xiàn)和側(cè)現(xiàn)海市蜃樓。
海市蜃樓現(xiàn)象不光發(fā)生在海邊, 在沙漠中和炎熱的公路上也常出現(xiàn)。
我們來(lái)看看海市蜃樓的成像原理：
光線經(jīng)過(guò)不同密度的空氣層時(shí)發(fā)生顯著的折射再加上全內(nèi)反射,把遠(yuǎn)處景物顯示在空中或地面。大氣層中溫度并不均勻,不同溫度的空氣有不同的折射率.當(dāng)光線以傾斜的角度穿越兩個(gè)具有不同折射系數(shù)的介質(zhì)時(shí),它會(huì)分成兩條光線,一條折射一條反射。
根據(jù)折射定理:n1sinθ1=n2sinθ2,當(dāng)入射角越來(lái)越大:θ1<θ2<…<θi，被折射的光線便會(huì)越來(lái)越貼近分界面,直至入射角大于臨界角度,光線便只會(huì)被反射,而不會(huì)折射出去.這個(gè)現(xiàn)象叫做全內(nèi)反射,如圖1中在O點(diǎn)發(fā)生全反射。
海市蜃樓的模擬
海市蜃樓有多種類型,而且海市蜃樓會(huì)隨著時(shí)間、大氣、溫度的顫動(dòng)而在時(shí)刻變化著,虛無(wú)飄渺、恍如仙境,這也正是海市蜃樓的美妙之處，可遇不可求，這也導(dǎo)致難以模擬。
霧成像的研究
可見(jiàn)光波通過(guò)霧或棍濁介質(zhì)傳播是一個(gè)長(zhǎng)期存在并且涉及面很廣的間題。在全息術(shù)出現(xiàn)以前,可以說(shuō)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有什么方法可以獲得令人滿意地解決。我們來(lái)看一下霧成像的研究歷史發(fā)展：
1967年E.Spitz和K.A.Stetson就開(kāi)始對(duì)通過(guò)霧成像的全息技術(shù)進(jìn)行了探討和理論分析
1973年A.w.Lohmann進(jìn)一步研究，提出了通過(guò)霧成像的全息術(shù)原理—多普勒頻移理論
1976年H.eShmalfuss等科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用離軸全息技術(shù),輔之以電視接收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)霧成像的實(shí)時(shí)化
1977年E.Leith和B.J.Chang首次提出利用光柵干涉儀（雙光柵和三光柵）實(shí)現(xiàn)通過(guò)霧或渾濁介質(zhì)成像；
1978年H.eShmalfuss等科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用同軸全息技術(shù)再次實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了過(guò)霧成像；
1981年，A.T.M等人研究了以相干光通過(guò)霧成像的光柵干涉方案，并對(duì)非透明物體通過(guò)霧成像的情形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，取得了滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
全息技術(shù)可以用于反射物體通過(guò)霧成像。全息技術(shù)的啟發(fā)，越來(lái)越多的人開(kāi)始研究霧成像，特別是光柵干涉技術(shù)的成功應(yīng)用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)穩(wěn)定性要求不像全息法那樣高，還可以用非相干光源。
到這里，說(shuō)了那么多，這還是翻了一篇1985年的論文（《通過(guò)霧成像的全息技術(shù)的進(jìn)一步研究》，天津大學(xué)精密儀器工程系，李在春，張以謨）非技術(shù)部分。感嘆前人在這么早之前就開(kāi)始使用裸眼“AR”了，不過(guò)那時(shí)候他們大部分都在實(shí)驗(yàn)室里，小學(xué)生還有或用牛奶、或用肥皂水之類模擬的，不像現(xiàn)在，在京津冀地區(qū)，大自然不間斷無(wú)償提供各種大型實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和材料。
霧成像的應(yīng)用場(chǎng)景
舞臺(tái)場(chǎng)景、大型演出，作為特效表現(xiàn)的介質(zhì)；景區(qū)、展館的展示和宣傳；特殊場(chǎng)景下的顯示或應(yīng)急提示等……等等
