全息成像小故事
2014年6月,美国加州的一家新创公司,正在研发三维全息投影芯片,早2015年底之前,智能手机将具备三维投影的功能。研制出一个体积只有药片大小的三维全息投影仪,分辨率高达5000PPI,可以控制每一个光束的亮度、颜色,以及角度。
只需要一个芯片,就可以投射出一个可以接受的三维全息图像,不过只要增加芯片数量,则可以投射出形状更加复杂的三维物体,细节更加详实,这一芯片和技术的研发还在初始阶段,款芯片,目的是全息投影二维图像,预计芯片可以在2015年的夏天交付给手机厂商。他们研制的第二款投影芯片,将可以实现全息三维投影,立体影像可以漂浮在空气中,看上去就像是一个真实存在的物体。款芯片推出几个月之后,第二款芯片也将开始进入生产制造。另外除了智能手机之外,该公司研发的三维全息投影芯片,还将进入到各种显示设备中,比如电视机、智能手表,甚至是“全息桌面”。届时,三维全息投影时代将真正到来。
成像晚会舞台 —— 薄膜投影反射
春晚舞台使用的是一种与地面45度夹角的半透明薄膜。反射地板上屏幕的内容,这样观众既可以看到舞台上的景物,又可以看到由薄膜反射出来的内容。产生了图像叠加。
春晚舞台其实就是Pepper's Ghost(佩珀尔幻象)的变种,名字很高大上?其实就是初中物理的反射知识,如果半透明膜是个镜子大家差不多就能回忆起是什么了。和相对的天王Michael Jackson“复活”演出也是用这样的技术,不过一个是反射地板,一个是反射天上的投影仪。那么真人怎么可以突然从黑暗里冒出来?不打灯光,黑漆漆一片,你也看不到她在哪啊,其实就内个时候走到位置的。
全息成像强势回归,加速AR-HUD导航上路
息投影(hologram)技术本质上是实体记录由两束光线产生的干涉图样。Ceres技术官Travers认为它“有点像摄影技术”。
手持全息薄膜的Andy Travers将全息图解读为一种干涉图样,它使用绕射来重建3D光场。(来源:EE Times)
然而,全息投影可重建3D光场,而非传统摄影中以2D影像呈现所到的对象。
在摄影时需要使用镜头来记录影像。但在全息投影光线的操纵中并非如此。物体所发出的光线直接散射到记录介质上。
Travers指出,全息投影的另一个重要方面是其“实际光作用”的能力。他说:“您可以制作一个镜头或镜像的全息投影,然后基本上就可以在非常薄的全息薄膜上该光学功能。”
这是Ceres赋予其全息光学组件的功能。该公司开发了一种方法来光学功能,再以数字后制到全息薄膜上。
全息成像
彩虹式20世纪70年代末,一种新型全息显示图像即彩虹式全息显示图像(Rainbow Hologram)问世,它可采用白光再现,图像清晰明亮,尤其适用于立体三维显示,倍受人们的重视。彩虹式全息显示图像是采用激光记录全息显示图像,用白光照射再现单色的图像的一种全息显示技术。其基本特点是在记录系统中适当的位置加入一个狭缝,其作用是限制再现光波,以降低图像的色模糊,从而实现白光再现单色的图像。有人曾系统地分析过彩虹式全息显示图像的成像过程。其基本记录方式以一步法为例,物体通过透镜成像于全息板附近,同时光路中设置一个狭缝来限制成像光的孔径。利用白光点光源以共轭方式照射全息板,便会同时再现物像与缝隙的实像。由于全息显示图像的基本作用相当于光栅,在白光照射下具有色散的作用,故不同颜色的狭缝像分布于不同的方位。当人眼从缝隙像左方观看全息板时,通过不同颜色的缝隙像便可观看到该种颜色的物像。当人眼上下移动时,物象会产生出宛如彩虹一样的颜色变化,这也是此种全息显示图像名称的由来。
彩虹式全息显示图像技术的问世给全息显示注入了新的活力,众多研究者对其进行了不断的改进与发展,并在众多领域得到了应用。如将记录时的单缝变为多缝,可使同一角度观看的再现像具有与实物一样的彩色,或对黑白图像进行假彩色编码。因人们对色彩的分辨能力远远超过对灰度级的分辨能力,此种假彩色化法可极大提高对图像的判读能力。近年来还提出并实现了新型的双孔径彩虹式全息显示图像和大角度环形孔径彩虹式全息显示图像。种可在普通白光扩展光源下,将再现象的分辨率大大提高,并能由一体视对平面图像合成无需配戴眼镜观看的立体三维图像。后一种则将单缝孔径变为大直径的环形孔径,从而可实现360°环视的再现像,即在白光照射下,可绕全息板转一周以观看物体所有侧面的再现像。