南京全息全息投影技术详解

1、投石科技全息投影是实现真实的立体图像的记录和再现。全息投影记录的难题早在 19471947 年就被攻克。丹尼斯发明了全息投影。 全息投影产生的全息投影图包含了被记录物体的尺寸、 形状、 亮度和对比度等信息， 能提供视差”。观察者可通过前后、左右和上下移动观察全息投影图像的不同形象一一如同有个真实的物体在那里一样。虽然全息投影早已起步，但全息投影的第二步一一再现，则在 20012001 年才取得突破。德国国家实验室首创研发了全息投影膜技术，使全息投影三维图像的再现成为可能。经过 7 7 年的发展，全息投影膜已经从第一代的 1 1 英寸栅格状网眼 hoehoe 全息单元升级到了如今的第四代 0.2

2、0.2 毫米 97%97%透光度 HoloProHoloPro 全息投影膜。 依靠这薄薄的透明全息投影膜，无论是 T T 形台上的流光溢彩，还是舞台上虚幻影像，都可实现。全息投影膜的价格自然不菲，据介绍，透光率为 70%70%的全息膜市场价都达到 1800-22001800-2200 元/平米。这是今年最新推出的全息投影膜，带有触摸功能。”舒美昌拿出另一张薄膜，告诉记者。虽然远远看去，这张全息投影膜跟其他的全息投影膜几乎一样通透，但近看就会发现里面有许多细细的线路丝。借助这些线路丝，人们通过手指触摸就能与全息影像进行互动。全息投影原理简单来说是利用光学原理，影像在空中浮现，呈现立体效果。全息空

3、间投影荧屏是新一代的显示设备，具有高清晰、耐强光、超轻薄、抗老化等无可比拟的众多优势。由分子级别的纳米光学组件：全像彩色滤光板结晶体为核心材料，融合纳米技术，材料学、光学、高分子等多学科成果和制备加工技术，以有机材料、无机纳米粉体和精细金属粉体为原料，生产而成。轻薄内部蕴含先进的精密光学结构，以达致高清晰、高亮度的完美显像。目前全息投影最常用的光源是来自投影机，因为一来光源亮度相对稳定，二来，投影机还具有放大影像的作用，作为全息投影展示非常实用。全息投影技术将美轮美奂的画面带到观众面前，将观众引入到了另一个世界中。全息投影技术突破了传统声、光、电局限，空间成像色彩鲜艳，对比度、清晰度都非常高，

4、空间感、透视感很强。它不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震憾的演出效果。全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，全息立体投影是通过光的偏振原理来实现的，即采用两台投影机同步放映图像，将两台投影机前的偏光片的偏振方向互相垂直，让产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。而偏振光投射到专用的投影幕上再反射到观众位置时偏振光方向须不改变，观众通过偏光眼镜每只眼睛只能看到相应的偏振光图像，从而在视觉神经系统中产生立体感觉。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手

5、段。如今，人们利用全息投影技术来展现文化与科技的融合。360360 度幻影成像是全息投影目前最具魔幻效果的技术，由丹麦公司 ViZooViZoo 在 20062006 年研发出来。他们用全息膜搭建了一个倒金字塔形的三角漏斗几何模型，由四台投影机投射的视频图像，在漏斗里经过一系列的光学衍射后汇合成为全息图像，看起来就像有实物漂浮在空中。这一系统还可以配加触摸屏，现场观众可通过各种手势和动作，操纵 3D3D 产品模型进行旋转，或部件分解。这样，观众就能深入地了解展示的产品性能。因此，这个全息显示系统一经面世，就迅速成为在各种展览会和发布会上频频出现的新型广告载体。除此之外，这项技术也深受博物馆的欢

6、迎，可以再现一些珍贵的文物，供参观者欣赏，而原物妥善保存，以防失窃。当然，透过全息膜并不是唯一的全息成像的方法。纯粹的空气成像也是可行的，系统在产生类似水雾的具有成像特性的空气分子后，接受投影机的投影，就能呈现立体的全息图。但这种方法成本很高，因此呈现的影像空间有限。全息影像技术已经取得巨大突破。20082008 年，美国亚利桑那州大学打造了展现大脑的可更新的 3D3D 全息显示屏。这是世界上首批 3D3D 全息显示屏之一。首席研究员纳赛尔佩汉姆巴利安博士说：这是研发任何类型可移动全息投影的一个先决条件。”亚利桑那州大学的全息显示屏每几分钟更新一次图像。随着技术的进步，图像每秒可更新几次，这是

7、全息电视所需要的。佩汉姆巴利安说：我们花了不少时间才实现第一次突破，但只要迈出第一步，以后的速度就会更快。我们现在做的就是努力研制更理想的原型。我们现在只能呈现一种颜色，当前研制的旨在呈现 3#3#颜色。最初的全息显示屏尺寸为 4 4 英寸乘 4 4 英寸（约合 1010 厘米乘 1010 厘米）。现在，我们正打算研制至少和电脑屏幕一样大的全息显示屏。”借助于不久后问世的全息电视，观众们可以在守门员身旁”观看令人紧张刺激的罚球，而不是躺在沙发上。日本广播公司（NHKNHK）决心在 20202020 年之前推出第一台 Holo-TVHolo-TV, ,现已拨款 2828 亿英镑用于这一雄心勃勃的

8、项目。日本人非常自信，认为他们能够向全世界提供全息广播节目，并将这项服务作为申办 20222022 年世界杯举办权的一个重要祛码。Holo-TVHolo-TV 播放的每一场比赛画面将由 200200 台高清晰摄像机 360360 度拍摄，而后以 3D3D 影像的方式播放。日本电子巨头一直在推动这项技术的研发。生动逼真的比赛画面将向全世界播放，让观众获得好似在现场看球的感觉。麦克风将被安装在球场下方，用于记录下所有声音，其中包括球员踢球的声音以及裁判的哨声,用来创造超现实版的数字音效。日本庆应大学的村井纯教授表示：侨可能认为这项技术是一种幻想，科幻色彩太浓。但我们必须意识到这项技术将在 1212

9、 年时间内不断进化，这一点非常重要。我认为这项技术将在 20162016 年左右成为现实。”据索尼工程师透露，Holo-TVHolo-TV 外形好似在地板上摊开的一本大书。激光器负责投射一个图像云”，好似飘浮在房间中央。观众可以在不佩戴 3D3D 眼镜情况下从每一个角度欣赏立体影像。这听起来好似一项难以置信的技术，更适合在星球大战中出现而不是真实世界，但业内领导者实际上非常严肃对待全息电视。全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。 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

10、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） 和共轲象。 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

11、像，而且能互不干扰地分别显示出来。全息原理是乙个系统原则上可以由它的边界上的一些自由度完全描述”，是基于黑洞的量子性质提出的一个新的基本原理。其实这个基本原理是联系量子元和量子位结合的量子论的。其数学证明是，时空有多少维，就有多少量子元；有多少量子元，就有多少量子位。它们一起组成类似矩阵的时空有限集，即它们的排列组合集。全息不全，是说选排列数，选空集与选全排列，有对偶性。即一定维数时空的全息性完全等价于少一个量子位的排列数全息性；这类似量子避错编码原理”，从根本上解决了量子计算中的编码错误造成的系统计算误差问题。而时空的量子计算，类似生物 DNADNA 的双螺旋结构的双共轲编码，它是把实与虚、

12、正与负双共轲编码组织在一起的量子计算机。这可叫做生物时空学”，这其中的燃”，也类似宏观的：W W”，不但指混乱程度，也指一个范围。时间指不指一个范围？从源于生活”来说，应该指。因此，所有的位置和时间都是范围。位置燃”为面积嫡，时间嫡”为热力学箭头嫡”。其次，类似 N N 数量子元和 N N 数量子位的二元排列，与 N N 数行和 N N 数列的行列式或矩阵类似的二元排列，其中有一个不相同，是行列式或矩阵比 N N 数量子元和 N N数量子位的二元排列少了一个量子位，这是否类似全息原理，N N 数量子元和 N N数量子位的二元排列是一个可积系统，它的任何动力学都可以用低一个量子位类似 N N 数

13、行和 N N 数列的行列式或矩阵的场论来描述呢？数学上也许是可以证明或探究的。1 1、反德西特空间，即为点、线、面内空间，是可积的。因为点、线、面内空间与点、线、面外空间交接处趋于超零”或零点能零，到这里是一个可积系统，它的任何动力学都可以有一个低一维的场论来实现。也就是说，由于反德西特空间的对称性，点、线、面内空间场论中的对称性，要大于原来点、线、面外空间的洛仑兹对称性，这个比较大一些的对称群叫做共形对称群。当然这能通过改变反德西特空间内部的几何来消除这个对称性，从而使得等价的场论没有共形对称性，这可叫新共形共形。如果把马德西纳空间看作意外空间”，一般集外空间”或熏内空间”也可看作类似球体空

14、间。反德西特空间，即熏内空间”是场论中的一种特殊的极限。：点内空间”的经典引力与量子涨落效应，其弦论的计算很复杂，计算只能在一个极限下作出。例如上面类似反德西特空间的宇宙质量轨道圆的暴涨速率，是光速的 8.888.88 倍，就是在一个极限下作出的。在这类极限下，熏内空间”过渡到一个新的时空，或叫做 pppp 波背景。可精确地计算宇宙弦的多个态的谱，反映到对偶的场论中，我们可获得物质族质量谱计算中一些算子的反常标度指数。2 2、这个技巧是，弦并不是由有限个球量子微单元组成的。要得到通常意义下的弦，必须取环量子弦论极限，在这个极限下，长度不趋于零，每条由线旋耦合成环量子的弦可分到微单元 1010

15、的-33-33 次方厘米，而使微单元的数目不是趋于无限大，从而使得弦本身对应的物理量如能量动量是有限的。在场论的算子构造中，如果要得到 pppp 波背景下的弦态，我们恰好需要取这个极限。这样，微单元模型是一个普适的构造，也清楚了,在 pppp 波这个特殊的背景之下，对应的场论描述也是一个可积系统。全息学的原理适用于各种形式的波动，如 X X 射线、微波、声波、电子波等。只要这些波动在形成干涉花样时具有足够的相干性即可。光学全息术可望在立体电影、电视、展览、显微术、干涉度量学、投影光刻、军事侦察监视、水下探测、金属内部探测、保存珍贵的历史文物、艺术品、信息存储、遥感，研究和记录物理状态变化极快的

16、瞬时现象、瞬时过程（如爆炸和燃烧）等各个方面获得广泛应用。在生活中，也常常能看到全息摄影技术的运用。比如，在一些信用卡和纸币上，就有运用了俄国物理学家尤里丹尼苏克在 2020 世纪 6060 年代发明的全彩全息图像技术制作出的聚酯软胶片上的彩虹”全息图像。但这些全息图像更多只是作为一种复杂的印刷技术来实现防伪目的，它们的感光度低，色彩也不够逼真，远不到乱真的境界。研究人员还试着使用重铭酸盐胶作为感光乳剂，用来制作全息识别设备。在一些战斗机上配备有此种设备，它们可以使驾驶员将注意力集中在敌人身上。把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以真实地立体再现文物，供参观者欣赏，而原物妥善保存，防失

17、窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。小型全息图可以戴在颈项上形成美丽装饰，它可再现人们喜爱的动物，多彩的花朵与蝴蝶。迅猛发展的模压彩虹全息图，既可成为生动的卡通片、贺卡、立体邮票，也可以作为防伪标识出现在商标、证件卡、银行信用卡，甚至钞票上。装饰在书籍中的全息立体照片，以及礼品包装上闪耀的全息彩虹，使人们体会到 2121 世纪印刷技术与包装技术的新飞跃。模压全息标识，由于它的三维层次感，并随观察角度而变化的彩虹效应，以及千变万化的防伪标记，再加上与其他高科技防伪手段的紧密结合，把新世纪的防伪技术推向了新的辉煌顶点。除光学全息外，还发展了

18、红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。我们知道，一般的雷达只能探测到目标方位、距离等，而全息照相则能给出目标的立体形象，这对于及时识别飞机、舰艇等有很大作用。因此，备受人们的重视。但是由于可见光在大气或水中传播时衰减很快，在不良的气候下甚至于无法进行工作。为克服这个困难发展出红外、微波及超声全息技术，即用相干的红外光、微波及超声波拍摄全息照片，然后用可见光再现物象，这种全息技术与普通全息技术的原理相同。技术的关键是寻找灵敏记录的介质及合适的再现方法。超声全息照相能再现潜伏于水下物体的三维图样，因此可用来进行水下侦察和监视。由于对可见光不透明的物体，往往对超声波透明，因此超声全息可用于水下的军事行动，也可用于医疗透视以及工业无损检测测等。除用光波产生全息图外，已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广，可作成各种薄膜型光学元件，如各种透镜、光栅、滤波器等，可在空间重叠，十分紧凑、轻巧，适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料，具有容量大