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视觉缔造者——全息成像技术

2021-01-21林宽雨

科学大众·小诺贝尔 2021年3期
关键词:珀尔全息演唱会

林宽雨

钢铁侠正在试穿自己的新战衣,雷神在挥舞着自己的大锤子练臂力,美国队长在擦拭着心爱的盾牌,无所事事的绿巨人正在打盹......类似的场景不仅能在电影中出现,在未来的生活中也可能上演。而能够把几位大神从大屏幕上请出来的,就是我们今天的主角——全息成像技术。

凭借高超的本领,全息成像技术能让一些二维的图像以立体影像的形式呈现出来,给我们带来一场视觉上的饕餮盛宴。今天,咱们就一起来领略一下这个视觉盛宴缔造者的风采。

技艺高超

全息成像技术是一种能把自然界中的人或物的信息表达得更全面的技术。和我们平时见到的普通摄影不同,用上了光的干涉和衍射原理的全息成像技术在光的记录方面更胜一筹,不仅能记录光的强度,还能记录光从哪儿来、要到哪儿去等信息。并通过这些详细的记录,让目标以三维的形式呈现出来,给观众带来更加真实的感受。

值得一提的是,虽然全息成像技术听起来像是一种新兴技术,但事实上,早在1947年,英国著名物理学家丹尼斯·加博尔就提出了全息成像技术这一成像概念。他还凭借在全息成像技术方面的贡献,获得了1971年的诺贝尔物理学奖。

精彩表现

从最开始被人提及到现在,已经过去了几十年,全息成像技术经过这么长时间的发展和完善,如今也取得了不少的成就,从多方面给人们的生活带来了更多的精彩。

1.让电影更精彩

全息成像技术作为一种走在科技前沿的成像技术,经常和其他的高科技一起出现在各种科幻电影中。比如,在《星球大战》中就出现了通过全息成像技术查看战舰结构、观看星际战争的战场状况、利用飞船上的全息怪物棋解闷等场景。通过这些场景展示,增加电影的精彩程度,给人们的观影之旅带来更多乐趣。

2.让眼镜更全能

挥动手指,建造你心中的帝国大厦;登上火星,欣赏火星表面的地形地貌;拿起武器,同外星侵入者奋战到底......这些你梦中的场景都可以通过HoloLens变成“现实”。

HoloLens是微软公司于2015年发布的一款基于全息成像技术的头戴显示设备。严格意义上来说,这也是一款增强现实的设备,它能够制造出多种可以和用户互动的全息影像。这些影像会随着人视角的移动、手势的操控等发生改变,真正让使用者融入其中,在幻想的场景中给使用者带来更多真实的体验。

3.让学习更有趣

未来,全息影像技术还将被应用于日常教学中。在传统教学中,站在讲台上讲课的老师很难照顾到所有学生的感受,尤其是后排学生。在引入全息成像技术后,所有学生都能通过立体影像全方面地观看老师的讲课过程,老师讲课时的每一句话、每一个动作都能清晰、完整地传递到学生那里,让学知识变得更容易。

此外,在全息成像技术的助力下,一些课堂上的演示也将变得更加精彩。比如,通过全息成像技术模拟火山喷发、天体演化、地壳运动等现象,用生动形象的动态演示代替枯燥、晦涩的语言描述,让学生在轻松愉快的氛围中学到知识。

有望进入移动设备

随着科技的发展,看似离我们很遥远的全息成像技术已经在向我们的生活靠近了。据英国《自然·通讯》报道,韩国三星综合技术研究院的研究人员开發了一款不到1厘米厚的超薄交互式全息显示屏,能让观众从多个角度观看高分辨率的3D视频。据说,这种本领高超的显示屏未来有望集成到移动设备中。也许在不久的将来,我们随身携带的手机里也能加入这种显示屏。到那时,观看全息影像就变得非常容易了。

真假难辨

近年来,关于全息成像技术在舞台上应用的报道也有不少。比如,2010年,日本虚拟偶像初音未来举办了演唱会;2015年,在央视春晚上,4个李宇春同台演唱《蜀绣》;2018年,迈克尔·杰克逊以特殊方式“回归”,举办演唱会......虽然这些演唱会在宣传中都提到了全息成像技术,也给我们呈现了栩栩如生的立体影像,但在专家眼里,它们只能算作是伪全息。这种成像技术并不能真正实现立体影像360°可视,它们必须在设定的舞台上和场景中,让观众从特定的角度观看才能发挥作用,和真正不需要借助任何特殊介质、从不同角度和方面都能看到立体影像的全息成像技术还是有区别的。

这种成像技术的真正名字叫佩珀尔幻象,是一种利用人眼视觉的偏差欺骗大脑的技术。佩珀尔幻象成像的关键是一张既能呈现虚像又能让观众看到背后景象的全息投影膜。在演唱会上,工作人员就是利用这种膜,让虚像出现在舞台上。因为观众同时可以看到膜后的景象,再加上一些其他舞台效果的配合,这些虚拟的立体影像在观众的眼里就显得很真实了。

当然,对于我们普通人来说,无论是真的全息成像技术还是佩珀尔幻象,只要能通过制造出的立体影像给我们带来视觉上的享受,我们都喜欢。相信随着科技的发展,这些三维成像技术会变得越来越优秀、越来越贴近生活。也许未来的某一天,我们真的不需要借助任何装备,就能足不出户领略世界美景,中国万里长城、埃及金字塔、罗马竞技场......场景任意切换;也能身披战甲,和超级英雄一起同外星侵略者作战,火星、地球、外太空......战场随意选择;还能随时随地和相隔万里的亲人面对面交谈......真希望这样的梦想能早一点变成现实。

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