全息技術：從科幻走進現(xiàn)實

海川

在不久的將來，全息電影、全息電視、全息時裝、全息飛機等人類夢想中的產(chǎn)品將會走進普通百姓的家中

電影《阿凡達》的視覺效果讓眾多影迷震驚不已，許多人幻想著什么時候能在日常生活中進行再現(xiàn)。隨著全息技術的進步，這一切已不再遙遠。

人民幣的防偽水印就是全息防偽，也稱激光全息防偽。這是一種立體照相技術，能記錄物體的明暗變化和空間變化。此外，信用卡、駕照、護照等都采用的是全息防偽。

如果把全息技術應用到手機上，用手機來觀看3D電影、玩游戲，那種體驗絕對炫目；如果把全息技術應用到電影上，3D電影將脫離熒幕在立體三維空間中上演，實現(xiàn)裸眼3D；如果把全息技術搭載到通訊設備上，配合激光傳感技術，就能制造出虛擬鍵盤，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的完美交互；如果把全息技術應用到醫(yī)療設備中，醫(yī)生就能看到某個器官的三維立體，這能幫助醫(yī)生對病變器官進行更深入的檢查……

隨著全息技術研究的不斷深入，可以預期，在不久的將來，全息電影、全息電視、全息時裝、全息飛機等人類夢想中的產(chǎn)品將會走進普通百姓的家中。

事件 全息手機橫空出世

2014年7月17日，深圳億思達集團鈦客科技在北京發(fā)布了全球首款可以直接觀看到3D圖像界面的takee全息手機，因其獨特的創(chuàng)新性（全息顯示、眼球追蹤、空中觸控）受到各界廣泛關注。鈦客表示將在iPhone之后再一次改變智能手機的交互方式，給消費者帶來全新的3D體驗。

takee全息手機是利用計算全息技術，通過追蹤人眼的視角位置，基于全息圖像數(shù)據(jù)模型計算出實際的全息圖像，再通過指向性顯示屏幕將左右眼的立體圖像投射到人眼視網(wǎng)膜中，從而使人眼產(chǎn)生和實際環(huán)境感覺一樣的視覺效果。這種全息技術形成的全息圖像由于是基于人眼視角位置而成像的，所以只適合于一個人觀看，并且也無法用普通相機捕捉。

通過前置的500萬像素廣角全息攝像頭和傳感器，takee手機可以讓用戶在沒有輔助工具的情況下看到全息圖像。通過機身底部的一個攝像頭和“太空眼”支架配件上面的四個攝像頭，用戶可以實現(xiàn)隔空操作手機功能。takee的基于百度云OS的TOS也為全息顯示和空中交互做出優(yōu)化。

簡單來說，takee手機既可以顯示立體畫面（全息視頻、全息游戲、全息圖片等），也可以通過屏幕正面的攝像頭定位，實現(xiàn)用戶對手機的空中立體操縱，無需直接觸摸。

據(jù)體驗者描述，在玩“水果忍者”游戲時，一個360度立體可見的西瓜被拋向空中，無需觸碰屏幕，在空中便可通過手勢“切西瓜”。比如在網(wǎng)上購物的消費者可以用手指翻動具有立體效果的貨物，就像拿在手中一樣從各個角度查看細節(jié)，體驗到接近真實商品的感覺。駕車的時候，手機導航不必觸控屏幕，只需手勢即能操作，可以對復雜的交通情況一目了然。

把顯示和操作用立體形式呈現(xiàn)出來，打破屏幕的二維局限，這是質(zhì)的變化。針對手持終端的全息顯示技術，將給我們的生活帶來全新體驗。

在應用方面，takee手機內(nèi)置包括集成了各種全息應用的云立方，以及全息體驗廳、全息播放器和包含普通應用的T市場。金屬邊框的takee手機配備5.5英寸大屏幕。takee手機有三種不同的外觀，分別為星夜黑、極光白、18K純金限量版。

目前，takee全息手機已經(jīng)在京東和鈦客科技官網(wǎng)正式開售，售價3600元。截至2014年12月24日，該款手機在京東上的用戶評價有30多條，好評度達91%。

為了打造全息技術生態(tài)圈，億思達推出“全息應用開放平臺”網(wǎng)羅開發(fā)者，開放全息API及SDK接口，鼓勵開發(fā)者在此平臺上開發(fā)應用和游戲。

背景 全息技術應用廣泛

從1948年英國科學家丹尼斯·斯蓋伯提出全息概念開始，對全息技術的研究發(fā)展經(jīng)歷了66年，優(yōu)勢與現(xiàn)實的需要使之應用廣泛，這將對人們現(xiàn)有的生活方式帶來巨大改變。

全息技術是指利用特殊的技術手段記錄并再現(xiàn)物體真實的全部三維圖像的技術。全息技術可以分為：物理全息（比如全息膠片、激光全息印刷、膠片式激光全息成像等）；數(shù)字全息（投影式激光全息成像、體視全息成像等）和計算全息（眼球追蹤式個人全息成像、場景追蹤式全息成像等）。

全息手機采用的個人全息不同于平面影像僅僅在二維表面通過透視、陰影等效果實現(xiàn)立體感，個人全息可以讓肉眼從360度的任何角度觀看影像的不同側面，是真正呈現(xiàn)立體接近現(xiàn)實的影像。簡單來說，即眼球看到哪里即顯示物體相應的影像，達到現(xiàn)實生活中肉眼一樣的觀感。

億思達董事長劉美鴻認為，隨著手機計算能力、全息顯示技術的發(fā)展以及制造成本的下降，全息應用未來將得以在手機上普及，這樣搭載全息應用的全息手機將在游戲、直觀購物、影視音樂、地圖和導航等領域大有作為，市場前景也將相當可觀。例如，3D打印也將不再需要本人親臨，采用全息圖像技術采集的個人全息圖片，連上3D打印機就可以打印出一個立體的自己。

除了顛覆手機行業(yè)外，全息技術還將引發(fā)演藝、游戲、電子商務、電影、電視行業(yè)的變革，甚至可應用于醫(yī)療、軍事、教育、服裝、交通、戶外廣告等領域。

2010年3月，日本世嘉公司舉辦了一場名為“初音未來日的感謝祭”的全息投影演唱會，會場內(nèi)座無虛席；2011年12月，江蘇衛(wèi)視跨年演唱會上，利用全息技術，藝人周筆暢與梅艷芳、鄧麗君、張國榮等已故明星完成了一次“跨時光演唱”，取得當晚同時段收視冠軍。此前，轟動一時的鄧麗君和周杰倫隔空對唱，采用的也是全息投影技術。等到全息電視走入千家萬戶后，觀眾們甚至可以體驗到在守門員“身旁”觀看比賽的刺激場景。

全息手機游戲不僅僅是3D顯示，而且可以實現(xiàn)空中交互，這或令整個手機游戲產(chǎn)業(yè)被完全顛覆。據(jù)悉，游戲是未來takee全息顯示技術發(fā)展的一個重要方向，“全息應用開放平臺”目前已在全球同步招募全息應用合作伙伴。

此外，全息技術還有望打破電子商務瓶頸。因為全息技術將解決傳統(tǒng)電商無法直觀看到產(chǎn)品的短板，實現(xiàn)逼真的產(chǎn)品展示，從而對電商行業(yè)形成有力推動。比如，在購物頁面，用戶只需手指翻轉(zhuǎn)即可輕易看到商品各個角度的細節(jié)，徹底實現(xiàn)“網(wǎng)上檢索—網(wǎng)上傳輸商品全息信息、場景模擬體驗—線上支付購買”的全線上消費。目前，takee也在著手洽談與電商的合作，將這一創(chuàng)新技術向在線購物領域推廣。

全息技術在醫(yī)療、軍事、教育等領域同樣大有可為。比如，通過全息顯示技術，醫(yī)生可以在手術前直觀預覽，預估風險并提高手術成功率，2012年，加拿大皇后大學人類媒體研究室成功研發(fā)3D全息投影設備以輔助遠程醫(yī)療，甚至還有國外科技公司開發(fā)了3D全息可視心臟，以供外科醫(yī)生練習操刀手術；在軍事領域，指揮者可以通過全息屏幕直接投射出立體地形圖；在教育領域，全息顯示能夠形象生動地教學，實現(xiàn)寓教于樂。

焦點 真假全息之爭

億思達takee全息手機發(fā)布后，一石激起千層浪，不僅在消費者中引起一波“全息是什么”的疑問，在專業(yè)機構中也引起了爭議。

2014年7月30日，中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布《關于所謂“全球首款全息手機上市”的聯(lián)合聲明與行業(yè)自律倡議》。聲明稱，全球全息技術尚處于實驗室基礎研究階段，產(chǎn)業(yè)化尚未啟動，中國也處于這個階段，所謂“個人全息或智能全息”技術為核心的“全息手機”并不存在。

北京理工大學信息與電子學部主任、中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家委員會主任委員王涌天教授表示，takee全息手機為偽全息，裸眼3D產(chǎn)品發(fā)展迅速，3D產(chǎn)品研發(fā)必須科學嚴謹，避免虛假概念欺騙公眾。王涌天聲稱代表中國3D產(chǎn)業(yè)界33家院校機構發(fā)表觀點。

對此，億思達迅速做出回應稱，經(jīng)多方核實，聲明中所謂的33家“聯(lián)合申明倡議人/機構”存在不實；聯(lián)合聲明所羅列的33家機構、某些知名教授等根本是“被代表”；多家被聯(lián)名企業(yè)和機構也表示不知情。并且匪夷所思的是，被聯(lián)名企業(yè)的名單中居然還包含了億思達本身，而億思達更是中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的副會長單位。

億思達指出，“中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟既沒有按聯(lián)盟章程行使權力，更沒有召開任何內(nèi)部研討會，就草率通過公眾媒體發(fā)布不實言論，很難想象這是一個行業(yè)聯(lián)盟正常、合理的行為?！毙袠I(yè)聯(lián)盟通常意義上只是對行業(yè)發(fā)展起溝通、協(xié)調(diào)和促進的平臺性作用，此次事件里的種種反常跡象表明，中國3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟確實未免有公器私用之嫌。

與此同時，曾參加過7月17日發(fā)布會的聯(lián)訊證券某分析師發(fā)表的一則研報指出：通過體驗該手機，發(fā)現(xiàn)該手機的實際全息顯示效果僅是目前通常裸眼3D的效果，圖像并沒有如宣傳的那樣呈三維立體顯示在屏幕上方。雖然億思達解釋稱目前沒有全息內(nèi)容支持，因此沒有達到預期的全息效果，但聯(lián)訊證券分析師認為此種說法“缺乏說服力”。

8月7日，億思達聯(lián)合多家相關高校和公司在北京召開個人全息顯示技術及產(chǎn)業(yè)化研討會，申明技術不怕檢驗的企業(yè)態(tài)度。研討會專家學者，會后達成了諸多共識。

研討會上，云集了眾多國內(nèi)顯示技術界的權威專家學者肯定了takee全息手機大膽的創(chuàng)新性，并且對其技術原理進行了更科學的界定，一致認為其屬于“數(shù)字全息顯示”技術范疇，這是有別于傳統(tǒng)激光全息技術之外的一種創(chuàng)新的全息顯示技術，它開辟了全息顯示技術的新方向；從適用范圍上來說，由于只能適用于一個人觀看，所以也可以稱為“個人全息”。而會中億思達也申明了鈦客科技對裸眼3D技術的一些看法和立場，稱裸眼3D目前在大屏方面還是最好的技術選擇，并且還有很大的發(fā)展空間。

一些預訂購買takee手機的消費者在收貨后也對全息效果表示了不滿意，“只能說是裸眼3D，并沒有圖片跳出手機的全息效果。” 對此，鈦客科技有限公司營銷總經(jīng)理鄭時紅稱，其實必須是3D和全息制作的視頻才能看出立體的效果。

啟示 全息技術進入螺旋上升

弗若斯特沙利文咨詢公司（Frost Sullivan）的研究結果顯示，全息技術或?qū)⒊蔀轱@示領域的下一個技術熱點。

IBM的未來學家結合目前3D相機和電影的最新進展，大膽預測：在不遠的將來，就能實現(xiàn)全息影像交談（也就是3D遙現(xiàn)）。而亞利桑那大學也已經(jīng)發(fā)布了近乎實時傳遞全息影像的系統(tǒng)。3D可視化技術也能夠運用到數(shù)據(jù)領域，這樣研究者們就能夠真正“走進”以往被二維屏幕局限的東西，比如說程序，或是計算機模型。

全息桌面是微軟研究院在3D觸控方面的最新研究，研發(fā)人員稱，其工作原理是一種“能表現(xiàn)手和其他物體的新式實時算法”，通過一個全透明顯示器加一個Kinect攝像機，讓用戶產(chǎn)生直接觸摸并操縱三維圖像的錯覺。上方的投影儀將三維景物的虛像通過一個分束器呈現(xiàn)出來，這使得虛擬空間與真實世界交匯結合。

截至2014年3月31日，我國在全息技術領域共提交了104件專利申請，其中發(fā)明專利申請70件。而2009年以前，我國該領域的年專利申請量較少，處于緩慢發(fā)展期；從2009年起，該領域的年專利申請量直線上升，全息技術進入了快速發(fā)展時期。

從專利申請人的排名來看，我國專利申請人排在前幾位的分別是上海理工大學、北京工業(yè)大學、中國科學院上海光學精密機械研究所等科研院所，這些科研機構已掌握了該領域的核心技術，說明該技術的相關研究主要集中在我國各大高校和科研院所，反映出目前我國企業(yè)對全息技術的整體參與度還有待進一步提高。除了上述科研院所以外，三星、索尼、松下等國外企業(yè)的專利申請量也較多，并在我國進行了專利布局。

同每一個新興產(chǎn)業(yè)一樣，全息技術盡管前景很好，但也存在亟需解決的技術難題。

“數(shù)字全息技術在理論和實驗上已經(jīng)取得了重大突破，收獲了許多階段性成果。但是，全息技術若想取得進一步發(fā)展，仍然面臨許多技術瓶頸。” 原北京理工大學光電學院教授謝敬輝告訴記者，比如研制像素數(shù)更多、分辨率更高的純味相型SLM器件，開發(fā)工作電壓更低、靈敏度更高、刷新速度更快、衍射效率更高的實時光折變聚合物材料等都是亟需解決的障礙。

從全球產(chǎn)業(yè)鏈來看，雖然此前亞馬遜也推出了名為FirePhone的3D手機，但在這一領域，蘋果、三星等智能手機品牌都未有任何動作。業(yè)內(nèi)認為，這類手機要想獲得消費者認可，硬件、算法以及應用等瓶頸都需要攻克。

劉美鴻坦承，目前仍處在剛剛起步的初級階段，全息技術的相關產(chǎn)業(yè)鏈當前尚不完善，相關的內(nèi)容資源同樣欠缺，這導致手機等信息終端僅能提供少量的全息應用，但全息技術是未來的發(fā)展潮流，值得所有人期待。