來源：映維網(wǎng)  作者 劉源

自1947年全息圖第一次發(fā)明以來，它一直令我們驚嘆不已。全息圖令人難以置信的一點(diǎn)是，它允許我們同時(shí)體驗(yàn)真實(shí)世界和虛擬世界。盡管行業(yè)一直認(rèn)為全息圖是用光來表現(xiàn)對(duì)象的最完美方式，但到目前為止，它們的廣泛商業(yè)化一直受到技術(shù)限制的阻礙。

為了將全息圖應(yīng)用于更廣泛領(lǐng)域，三星綜合技術(shù)院的研究人員開始專研全息顯示的發(fā)展。在八年的試驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)一直認(rèn)為全息圖擁有無限的潛力。日前，小組在科學(xué)期刊《自然通訊》發(fā)表了一篇關(guān)于薄面板全息視頻顯示的論文。

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三星綜合技術(shù)院的論 文對(duì)全息圖的研究和發(fā)展意味著什么？全息圖如何最終應(yīng)用于我們的日常生活？日前，相關(guān)作者???（音譯：李洪石），???（音譯：安俊權(quán)）和???（音譯：袁江熙）在采訪中回答了所述問題和其他更多的問題。

1. 用光創(chuàng)建栩栩如生的對(duì)象

簡而言之，全息圖產(chǎn)生不是實(shí)際存在的圖像。就其產(chǎn)生逼真圖像的能力而言，它們類似于我們?nèi)粘Ｉ钪锌吹降母叻直媛曙@示器。兩者的關(guān)鍵區(qū)別是圖像呈現(xiàn)的維度。???（音譯：李洪石）解釋道，“盡管傳統(tǒng)的顯示器是基于光強(qiáng)度來描繪圖像，但全息圖不僅控制光的強(qiáng)度，同時(shí)需要控制其相位，從而產(chǎn)生三維圖像。”

據(jù)???（音譯：安俊權(quán)）所言，全息顯示之所謂被視為最理想的3D顯示形式，一個(gè)關(guān)鍵原因在于人類感知深度的方式：“人眼利用各種深度感知線索，包括雙目視差、兩個(gè)瞳孔角度、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)視差來識(shí)別物體的深度。盡管大多數(shù)3D顯示方法只提供其中的一些線索，但全息圖提供了所有這些線索。它能夠如同真實(shí)的對(duì)象一樣復(fù)制出真實(shí)的對(duì)象。”

2. 為全息圖的商業(yè)化鋪平道路

從方便檢疫病人到醫(yī)院就診，再到制作虛擬藍(lán)圖、虛擬導(dǎo)航提示，甚至是古代文物的投影，全息技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛且多樣。然而，在全息圖被應(yīng)用到更多領(lǐng)域之前，研究人員需要解決這項(xiàng)技術(shù)廣泛商業(yè)化的最大障礙之一：屏幕尺寸和視角之間的相關(guān)性。

全息術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵限制是，當(dāng)屏幕放大時(shí)，最佳視角會(huì)變窄，而隨著視角的增加，屏幕尺寸則會(huì)變小。這意味著，如果2mm*1mm的全高清全息顯示屏具有30度視角，將全息圖的尺寸增加到200mm*100mm會(huì)將視角縮小到0.3度。

為了解決窄視角的問題，三星綜合技術(shù)院的全息顯示研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種特殊的光學(xué)元件：Steering-Backlight Unit（s-BLU；光束偏轉(zhuǎn)背光單元）。???（音譯：袁江熙）表示：“S-BLU包括一個(gè)名為Coherent-Backlight Unit（C-BLU；相干背光單元）的薄面板狀光源，后者將入射光束轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束。S-BLU同時(shí)包括一個(gè)光束偏轉(zhuǎn)器，它可以將入射光束調(diào)整到所需的角度。傳統(tǒng)的4K屏幕尺寸為10英寸，視角非常小，只有0.6度。但你可以使用S-BLU將圖像向用戶彎曲，將視角擴(kuò)大約30倍。”

在克服窄視角問題的過程中，研究小組創(chuàng)造了一種新的全息顯示屏。它采用了薄平板設(shè)計(jì)，就像今天市場中的薄面板電視一樣。所述研究的另一個(gè)顯著成果是確定了一種利用單片現(xiàn)場可編程門陣列（Single-Chip Field-Programmable Gate Array；FPGA）進(jìn)行全息圖計(jì)算的實(shí)時(shí)4K全息圖生成方法。新方法利用了所謂的“基于圖層的計(jì)算”。作為對(duì)比，大多數(shù)方法采用的是“基于點(diǎn)云的計(jì)算”。

所述方法利用FPGA實(shí)時(shí)計(jì)算全息圖，在避免信息丟失和過度采樣的條件下對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化。???（音譯：李洪石）解釋道，這有助于為全息圖以后在日常生活的更多方面找到應(yīng)用鋪平道路：“從全息圖的創(chuàng)建到復(fù)制，我們將能實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的系統(tǒng)，從而確保商業(yè)化的可能性。”

3. 未來全息顯示的關(guān)鍵

盡管全息圖成為日常生活一部分的概念無疑令人感到非常興奮，但研究人員強(qiáng)調(diào)，要達(dá)到科幻電影中看到的全息圖，前方的道路依然漫長。這是因?yàn)橐谷D成為日常生活中的景象，我們不僅需要全息顯示器的發(fā)展，同時(shí)需要全息內(nèi)容、全息拍攝設(shè)備、以及傳輸全息圖所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)的過程。

但正如???（音譯：袁江熙）指出的一樣，全息圖有可能很快就會(huì)在我們的日常生活中出現(xiàn)：“例如，我們可能會(huì)開始看到有限的全息圖用例，比方說鍵盤，甚至全息菜單。隨著全息圖變得越來越普遍，我們同時(shí)將開始看到更多基于手指手勢、語音、眼動(dòng)追蹤、腦電波識(shí)別和其他形式輸入的非接觸式用戶界面的使用。”

在論文中，研究人員建議采用一種新的全息顯示框架將是掃清商業(yè)化最重要障礙的關(guān)鍵。???（音譯：李洪石）最后總結(jié)道：“我們將繼續(xù)盡最大努力將全息圖打造成未來的顯示方式。”

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