3D全息影像技術帶你穿越時空……

　　 2009年美國總統(tǒng)大選期間，遠在芝加哥的采訪記者杰西卡與紐約演播室的主持人借助于全息影像技術實現(xiàn)面對面交流
　　
　　在很多科幻電影里，都有類似的場景，即戲中的人物可以對著劇中其他人物的虛擬影像說話，讓身處不同空間的人面對面交流。事實上這已不是科幻片里的情節(jié)，借助于3D全息影像技術就可以實現(xiàn)。比如，2009年的美國總統(tǒng)大選，美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）運用全息影像技術將遠在芝加哥奧巴馬總部現(xiàn)場采訪的記者的影像再現(xiàn)在演播室中，與現(xiàn)場主持人面對面地進行交流；再如加拿大多媒體舞臺劇《動漫大師諾曼》，舞臺藝術與電影片斷在同一空間出現(xiàn)了非凡的融合；倫敦全息T臺秀中美輪美奐的全息投影畫面伴隨模特的走秀更是令人仿佛置身于仙境一般。夢幻般的3D全息影像技術一次次向世人充分展示了高科技的無窮魅力，帶領我們穿越時空……
　　
　　全息影像技術簡介
　　
　　全息拍攝技術是匈牙利物理學家伽伯在1948年為改善電子顯微鏡成像質(zhì)量提出的，1962年激光器問世，全息技術自此蓬勃發(fā)展，先后出現(xiàn)了白光反射全息術、彩虹全息術等一系列高新技術。若把這些技術應用于影像領域，即誕生了如夢如幻的全息影像技術。因為全息影像技術得到的圖像是三維立體（即3D）的，所以又被稱作3D全息影像技術。但它與傳統(tǒng)3D技術相比有著完全不同的物理原理，完全不需要特制的偏振眼鏡，也無需借助投影幕的幫助。3D全息影像技術利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像技術，其實現(xiàn)過程分為：第一步拍攝，即利用干涉原理記錄物體光波信息（圖2）；第二步成像過程，即利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息（圖3）。全息圖像的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像，而且通過多次曝光可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像，各圖像能互不干擾地分別顯示出來。
　　
　　3D全息影像技術改變生活
　　
　　想象一下，一群醫(yī)生圍坐于懸在辦公桌上的大腦全息影像前討論手術進展問題；一張普通的全息醫(yī)療保健卡可儲存自你出生以來的全部病歷信息；在家里的玻璃窗上便可以實現(xiàn)三維互動影院、視頻課堂。3D全息影像技術在醫(yī)學領域、存儲技術、智能顯示等等方面取得的科技成果讓人驚嘆不已……
　　手術室將迎來一場革命
　　時光把我們帶到2020年，寬敞的辦公室里，一群醫(yī)生在一個懸于辦公桌上的大腦前討論手術進展問題?！澳憧吹酱竽X中那團腫塊樣的東西了嗎？那就是腫瘤……”，醫(yī)生們交流著。幾分鐘后，醫(yī)生們放下手術刀，再次聚到大腦全息圖邊上檢查手術的進度。
　　通過那張病人腦部的全息圖，醫(yī)生們可以清楚地看到正在進行腦腫瘤切除手術的病人的每一個大腦腦回，只要繞著全息圖走幾步，醫(yī)生們就可以全方位多角度地觀察大腦的情況，這將比直接觀察病人大腦更為清楚且不留盲點。而且圍繞病人頭部的CT 掃描儀會隨時記錄手術過程中大腦的各項數(shù)據(jù)，從而及時修正大腦的全息圖像。若全息圖像中代表腫瘤的那些陰影消失得干干凈凈，手術便圓滿成功，幾乎不可能出現(xiàn)因腫瘤未完全切除而導致病人重新進行手術的情況。這就是不久的將來，3D全息影像技術可能帶來的手術革命。
　　方寸之間，塑造魔盤神話，存儲技術的新革命
　　想象一下，未來5年內(nèi)的某一天，當你身體不舒服隨便走進一家醫(yī)院，醫(yī)生將你的醫(yī)療保健卡插進電腦，眨眼之間，躍入眼簾的是自你出生以來的全部病歷信息，包括透視、CT以及某次摔傷做核磁共振掃描的圖片，還有成長階段各個時期身體的各項指標檢查結(jié)果……如此超大容量的數(shù)據(jù)存儲技術即將走出實驗室，進入我們的生活。這就是“三維立體存儲數(shù)據(jù)技術”，即全息存儲。
　　全息存儲被《福布斯》雜志評為未來十大“最酷”技術之一。全息存儲與全息照相一樣，也是利用了光的干涉原理。全息存儲器在存儲和讀取數(shù)據(jù)時都是以頁為單位，一個光柵可以儲存一批數(shù)據(jù)，稱為一頁。與其他存儲技術不同，全息存儲技術并不僅僅利用介質(zhì)表面，它能夠在光碟的同一位置上向縱深刻錄，實現(xiàn)立體存儲全息數(shù)據(jù)，它同時還具有數(shù)據(jù)讀取速率高及可并行讀取等獨特優(yōu)點。DVD碟片大小的全息光盤，其容量達到1.6TB（1TB=1024GB），可以存儲350倍于現(xiàn)行DVD標準（4.7GB）容量的內(nèi)容。而隨機訪問時間不到1毫秒，且數(shù)據(jù)讀寫操作為非接觸式。在切斷電源供應的條件下，數(shù)據(jù)可在感光介質(zhì)中保存數(shù)百年之久。
　　隨著3D全息影像技術蓬勃發(fā)展，新型動態(tài)、半動態(tài)（可更新）全息存儲可以輕松實現(xiàn)處理和傳輸動態(tài)、交互式全息彩色影像，3D全息顯示將會深受其利。
　　獨具魅力的新一代防偽技術革命——模壓全息技術
　　在科技館參觀時，我們常?？吹竭@樣神奇的一幕，一個看起來很普通的玻璃片，上面似乎什么也沒有，但在自然光的照射下，玻璃片上可能會出現(xiàn)許多彩色的條紋；當用激光照射玻璃片時，我們驚奇地看到兩個憨態(tài)可掬的大熊貓正在吃竹子，并且從不同的角度能看到不同的畫面，各畫面都具有真實的立體感，這就是激光模壓全息技術帶給我們的神奇體驗。
　　早在20世紀60年代，在一些信用卡和紙幣上，就出現(xiàn)了運用全彩全息圖像技術制作出的聚酯軟膠片上的“彩虹”全息圖像，這是最早的光學全息術在實際生活中的應用。1980年，彩虹全息術與當時發(fā)展日趨成熟的全息圖模壓復制技術相結(jié)合，形成壓印全息技術，成就了風靡世界的全息印刷產(chǎn)業(yè)。在所有的信用卡上都印著一只珍珠色的立體白鴿，栩栩如生，就好像要從信用卡里飛出來一樣!這一效果是用一束激光照射白鴿的石膏模型獲得的。
　　20世紀70年代出現(xiàn)的模壓全息產(chǎn)品，至今已產(chǎn)業(yè)化。第一個模壓全息防偽標識是1980年在美國出現(xiàn)的，隨后產(chǎn)生了全息信用卡、全息商標、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保密防偽及裝璜裝飾的全息圖新應用。
　　21 世紀包裝工業(yè)中最具魅力、防偽力度最強的材料就屬模壓全息圖。
　　夢幻般、穿越空間的影像革命——動態(tài)3D全息影像技術
　　試著想象一下，在偌大的展廳中央，一輛全新寶馬概念車的影像懸浮在半空中，各個角度的細節(jié)都清晰可見，而且隨著人們手指的揮動，汽車可以360°旋轉(zhuǎn)、立體分解，甚至可以迅即變成飛機……
　　在未來，電影已經(jīng)不單是一塊懸掛于墻上的銀幕，觀眾仿佛置身于一個虛幻的戲劇舞臺上親身體驗或參與到一段段故事中，每個戲中人物都是那么真切……
　　這些夢幻展現(xiàn)都離不開動態(tài)3D全息影像技術。
　　一種新型的攝影機，由幾百個甚至幾千個微型高清攝像頭組成的復眼矩陣攝影機奠定了全息影像拍攝的基礎。而且攝影機的鏡頭已經(jīng)不再是鏡片結(jié)構(gòu)的，而是像人眼般的液態(tài)生物鏡頭。這種新型攝影機不是利用數(shù)碼技術實現(xiàn)的，而是由24個環(huán)形投影設備將不同角度影像投影至中心的特殊棱鏡上，再經(jīng)過一系列的光學衍射匯集到一起后形成具有真實維度空間的立體影像。觀眾的視線能從任何一面穿透它，通過表面鏡射和反射，觀眾能從錐形空間里看到自由飄浮的影像和圖形。棱鏡使用特殊的視覺角度屏蔽技術，讓你看不到不屬于你自身角度的其他圖像，真正實現(xiàn)360°全息立體影像。
　　這種原本只存在于想象中的技術現(xiàn)在已真實展示在我們面前，全息幻影舞臺，真人和虛幻人同臺表演，夢幻舞臺等等，就是該技術在現(xiàn)實中的應用。
　　新一代觸摸技術革命——交互式多重觸摸全息屏
　　在未來，你可以拋棄等離子和液晶電視，英超足球賽在自家的咖啡桌或是玻璃窗上便可上演；玻璃窗上可以實時投影拉丁舞遠程教學，教練的每個動作，你都能看得一清二楚；除此之外，你還能隨時與朋友“面對面”交流。實現(xiàn)這一系列玄妙的演示過程，離不開多重觸摸技術與3D全息影像技術的結(jié)合體——交互式多重觸摸全息屏。
　　交互式多重觸摸全息屏已經(jīng)成為如今最為流行的交互式產(chǎn)品之一，利用多重觸摸全息透明屏可以輕松實現(xiàn)在玻璃窗上看電影的夢想，即使在室外強烈日光照射條件下，或是在采光充足的室內(nèi)，玻璃窗上仍能投射出明亮、鮮艷且逼真的影像，這是因為人們采用了抗反射技術，而且電影的觀看視角最大可達到180°。多重觸摸全息透明屏外觀如同普通玻璃，具有極佳的透視效果，即使在投影機把圖像投射到屏幕上的時候，屏幕后方的人也能看到屏幕前方的事物，但不會產(chǎn)生光學和結(jié)構(gòu)扭曲或者是莫爾條紋。諸多的優(yōu)點使得交互式多重觸摸全息屏一經(jīng)問世便頻頻在各種展覽會和發(fā)布會上作為新型廣告載體出現(xiàn)，甚至諸如寶馬、奔馳等高檔汽車上也已在車窗上設置了一塊明亮的全息投影區(qū)。同時它深受博物館等機構(gòu)的歡迎，因為這項技術既可以再現(xiàn)珍貴文物供參觀者欣賞，又能使原物得到妥善保存。
　　可以預見，不久的將來，在家里或汽車玻璃窗上就能實現(xiàn)三維互動的可視電話、家庭影院、視頻課堂、GPS導航……真正讓我們實現(xiàn)穿越空間的夢想。
　　紅外、微波和超聲全息影像技術
　　除光學全息外，紅外、微波和超聲全息影像技術也獲得了大力發(fā)展，這些全息影像技術在軍事偵察和監(jiān)視上有重要意義。一般的雷達只能探測到目標方位、距離等，全息影像技術則能給出目標的立體影像，實現(xiàn)智能顯示。但是由于可見光在大氣或水中傳播時衰減速度很快，在不良的氣候條件下甚至無法工作。而紅外、微波及超聲波全息影像技術可以有效克服這一缺點。其原理與全息影像技術相同，它們應用了紅外光、微波及超聲波拍攝全息照片，然后用可見光再現(xiàn)物像。超聲全息照相還能再現(xiàn)潛伏于水下物體的三維圖樣，因此可用來進行水下偵察和監(jiān)視。
　　此外，人們對于地震波、電子波、X射線等方面的全息技術也正在深入研究中，全息顯微術和X射線全息術的結(jié)合可用來研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和生命現(xiàn)象的細微變化發(fā)展過程?？梢灶A見，隨著科學技術的發(fā)展，全息技術必將為人類的幸福生活做出更大的貢獻。
　　
　　【責任編輯】趙菲