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全息投影技術

   2012-06-08 轉載于網絡佚名4280
導讀

全息技術在帶給人們完美視覺震撼的同時,還需探討更多的商業化應用之路。 2008年11月4日,美國進入激動人心的大選之夜,CNN的觀

全息技術在帶給人們完美視覺震撼的同時,還需探討更多的商業化應用之路。

2008年11月4日,美國進入激動人心的大選之夜,CNN的觀眾在見證美國歷史上第一位黑人總統誕生的同時,也看到了這樣奇幻的一幕:正在芝加哥奧巴馬總部做現場報道的CNN記者杰西卡·耶琳突然出現在位于紐約的演播室里,與主持人沃爾夫·布利策面對面侃侃而談。

“這就像《星球大戰》!”這幾乎是所有人看到這一畫面的第一反應。在電影《星球大戰》里,機器人R2D2和萊婭公主就是通過全息視頻影像系統進行真人對話,“全息技術”的使用讓CNN創造了收視奇跡——當晚的收視觀眾達到1330萬人,這不僅打破了28年來美國有線電視網絡的收視記錄,也把ABC、NBC、CBS等競爭對手都甩在后面。但隨后,CNN引起的轟動旋即被圍繞全息影像真偽的爭論所代替。有人認為,CNN只是用電腦將演播室和杰西卡的影像結合起來,然后傳送給觀眾,并沒有讓演播室里真的出現杰西卡的三維圖像,這與真正的全息技術相距甚遠。從技術角度看,CNN的全息技術或許并非貨真價實,但它第一次在電視上呈現出全息技術帶給人們的視覺震撼,正如一位美國婦女所言,起碼這讓她14歲的女兒都坐到電視機前觀看這“無聊”的大選報道。

一切就像是電影

如果CNN只是一場虛張聲勢的全息表演,那么在2007年印度班加羅爾的一次大會上,思科則展示了真正的全息技術。思科CEO約翰·錢伯斯正在臺上抱怨新興技術團隊的負責人馬汀·戴比爾斯因為要教一堂關于領導力的課程而無法來到現場,然而伴隨著“咚咚”兩下腳步聲,一個人的身影出現了,正是馬汀。而接下來兩人的對白讓觀眾更加覺得自己身處某部科幻電影的拍攝現場。錢伯斯問:“你不是在教課嗎?你在哪里?”馬汀答道:“我在四萬公里之外的加利福利亞。”“但我看見你就在我面前。”錢伯斯說道。伴隨著這場“全球第一個‘真人’會議”的演示,下一代的思科網真平臺——全息視頻會議系統浮出水面,而在過去的兩年里,思科網真系統一直通過大屏幕電視里的全尺寸影像實現“真實”的效果。 “三維全息圖將很快取代二維圖像的會議,”馬汀說,“到時候,如果我走到你后面就可以看到你的后腦勺,唯一的問題是我不能跟你握手。”

馬汀預測,全息視頻會議系統將在未來十年之內投入使用,但實際上,一些簡單的全息投影應用已經席卷全球,并因為奇幻的效果成為展會和時尚界的新寵。意大利品牌Diesel在2008年佛羅倫薩春夏時裝發布會上,就用全息技術把T形臺打造成一個虛幻的流動空間:幻化的藍色物體不停變化,時而變成抽象的機械裝置,時而變成藍色的海底生物,時而又分解成數百條閃閃發光的小魚,模特就在這幻化的空間里走動。而360度幻影成像(Cheoptics360)已是國內各種展覽、發布會中常見的場景,寶馬車或者珠寶等各種產品的影像懸浮在半空中,自動旋轉,營造出亦幻亦真的氛圍,各個角度的細節都清晰可見。

除了展會、廣告等行業之外,在面對消費者的顯示器領域,全息技術也正在步步逼近。根據Frost Sullivan最近的研究,3D全息顯示技術將成為顯示領域的下一個技術熱點。2006年,IO2 Technology推出了世界首款交互式3D顯示器,這款稱為HelioDisplay的顯示器能夠通過激光在空氣中進行3D圖像顯示,用戶還能通過手指與這款顯示器達到交互應用控制。菲利普、蘋果、索尼也都推出了不需借助眼鏡就能看到三維立體畫面的顯示器。

神奇之膜

“這就是全息成像最關鍵的道具——全息膜。”在北京鴻源博得公司的工作室里,負責人舒美昌指著一塊看起來很普通的透明塑料膜對記者說,“這是一種光學聚光膜,用投影儀把軟件做好的立體影像,打到這個膜上面,膜的后面就會呈現出立體的畫面。”

全息技術其實就是實現真實的三維圖像的記錄和再現。記錄的難題早在1947 年就被攻克。倫敦大學帝國理工學院的丹尼斯·伽伯博士發明了全息立體攝像,并因此獲得1971年的諾貝爾物理學獎。一般的三維圖只是在二維的平面上通過構圖及色彩明暗變化實現人眼的三維感覺,而全息立體攝影產生的全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息,能提供“視差”。觀察者可以通過前后、左右和上下移動來觀察圖像的不同形象——如同有個真實的物體在那里一樣。

雖然立體攝像早已起步,但全息技術的第二步——再現,則在2001年才取得突破。德國國家實驗室首創研發了全息膜技術,使三維圖像的再現成為可能。經過7年的發展,全息膜已經從第一代的1英寸柵格狀網眼hoe全息單元升級到了如今的第四代0.2毫米97%透光度HoloPro全息膜。依靠這薄薄的透明膜,無論是T形臺上的流光溢彩,還是舞臺上虛幻影像,都可實現。全息膜的價格自然不菲,據介紹,透光率為70%的全息膜市場價都達到1800-2200元/平米。“這是今年最新推出的全息膜,帶有觸摸功能。”舒美昌拿出另一張薄膜,告訴記者。雖然遠遠看去,這張全息膜跟其他的全息膜幾乎一樣通透,但近看就會發現里面有許多細細的線路絲。借助這些線路絲,人們通過手指觸摸就能與全息影像進行互動。

360度幻影成像是全息投影目前最具魔幻效果的技術,由丹麥公司ViZoo在2006年研發出來。他們用全息膜搭建了一個倒金字塔形的三角漏斗幾何模型,由四臺投影機投射的視頻圖像,在漏斗里經過一系列的光學衍射后匯合成為全息圖像,看起來就像有實物漂浮在空中。這一系統還可以配加觸摸屏,現場觀眾可通過各種手勢和動作,操縱3D產品模型進行旋轉,或部件分解。這樣,觀眾就能深入地了解展示的產品性能。因此,這個全息顯示系統一經面世,就迅速成為在各種展覽會和發布會上頻頻出現的新型廣告載體。除此之外,這項技術也深受博物館的歡迎,可以再現一些珍貴的文物,供參觀者欣賞,而原物妥善保存,以防失竊。

當然,透過全息膜并不是唯一的全息成像的方法。據舒美昌介紹,純粹的空氣成像也是可行的,系統在產生類似水霧的具有成像特性的空氣分子后,接受投影機的投影,就能呈現立體的全息圖。但這種方法成本很高,因此呈現的影像空間有限。

未來之路

“我們沒有業務員,都是人家自己找上門來看,說要什么效果,我們就給他們出方案,定做。” 從競爭異常激烈的地面互動轉向新興的360度幻影成像以及全息觸摸屏業務后,舒美昌開始面對客戶的趨之若鶩,他一方面為鴻源博得的轉型感到慶幸,但另一方面,他仍然為公司產品應用的領域集中在廣告、展覽行業感到擔憂,“做我們廣告一行,過了今年就不知道明年怎么樣了,不吸引眼球的就會被淘汰。”地面互動就是一個典型的例子,從最開始的異常紅火到現在的盛極而衰,也就是短短數年的時間。事實上,盡管360度幻影成像和全息觸摸屏都是今年才開始在國內興起,但現在已經成為眾多互動投影公司的一個必備業務。

能不能從展覽和廣告擴展到更多的行業呢?舒美昌說,很難。首先,全息技術的實現依然受環境、空間等限制,例如怕雨,室外造價太高,目前只能在室內實現。另外,造價高也是一大障礙。對于大多數公司而言,全息技術的商業運用實在太昂貴了。“如果做空氣成像,光設備都要50萬元;我們給中央電視臺做了三天的2米×2米的幻影成像,就花費了9萬元。”舒美昌說。而對于思科全息視頻會議這樣的急劇消耗帶寬的服務,即使在技術上能夠投入使用,花費也會是天價。因此,全息技術的普及將取決于成本的高低。雖然完美的演示已經不成問題,但能夠廉價的大規模生產從而進入大眾市場,則是另外一回事。

但是,這些并不妨礙我們暢想一下:在未來拋棄等離子和液晶電視,看著英超足球賽在自家的咖啡桌上上演,甚至一個恐怖的怪物從客廳破墻而出;讓千里之外的醫生通過全息影像為自己診斷;通過實時投影的遠程教育學習拉丁舞,每個動作都能看得一清二楚;還能隨時隨地與朋友“面對面”的交流。
 
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