激光全息技術(shù)在現(xiàn)代展覽展示中的應(yīng)用

劉 梟,楊洪鑫,林洪沂,溫志偉,宋 碩

(1.廈門理工學(xué)院文化產(chǎn)業(yè)與旅游學(xué)院,福建 廈門 361024；2.廈門理工學(xué)院光電與通信工程學(xué)院,福建 廈門 361024)

1 引 言

隨著新興信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,文化和藝術(shù)的創(chuàng)作、生產(chǎn)和傳播方式的不斷變化,人們對(duì)視覺效果的要求越來越高。在會(huì)展行業(yè)的不斷發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中,基于傳統(tǒng)聲光電技術(shù)的展覽展示已無法充分滿足觀眾需求,而借助信息通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、景觀設(shè)計(jì)、藝術(shù)展示的現(xiàn)代展覽展示得到了快速發(fā)展[1-2]。以激光全息技術(shù)為代表的高科技展示技術(shù)逐漸在展覽展示中發(fā)揮重要的作用[3]。全息技術(shù)通過精確“裁剪”光場,實(shí)現(xiàn)模擬具有運(yùn)動(dòng)視差和深度線索的真實(shí)立體場景,為用戶提供裸眼立體視覺的增值體驗(yàn)[4]。借助激光全息技術(shù),人們不僅突破了傳統(tǒng)展覽展示技術(shù)的時(shí)空局限,無需借助外部設(shè)備也能看到三維幻像,甚至還能徒手與三維圖像進(jìn)行互動(dòng),實(shí)現(xiàn)前所未有的沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)[2]。

激光全息技術(shù)具有互動(dòng)性、即時(shí)性、沉浸性、故事性、技術(shù)性等優(yōu)勢。隨著半導(dǎo)體激光光源、計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度、儲(chǔ)存介質(zhì)、空間光調(diào)制器等器件全面升級(jí),未來激光全息技術(shù)價(jià)格成本呈現(xiàn)逐步下降的趨勢,全息技術(shù)在各行業(yè)的普及與應(yīng)用逐漸深入。從會(huì)展行業(yè)來看,全息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于文物展覽、舞臺(tái)表演[5]、藝術(shù)展示、商業(yè)展覽等等多種展覽展示場合,以及展覽中心、博物館、博覽會(huì)、科技館、圖書館、檔案館、城市規(guī)劃館等會(huì)展場館。

2 激光全息技術(shù)的基本原理

激光全息包括記錄和再現(xiàn)兩個(gè)過程。全息記錄是利用激光的干涉特性,使三維物體表面的漫反射光和參考光發(fā)生干涉現(xiàn)象,形成明暗相間的干涉條紋,然后儲(chǔ)存在光敏介質(zhì)(CCD攝像機(jī)、膠片、光折變晶體[6]、光折變聚合物[7]、光致變色材料[8]等)中。這樣靜態(tài)或動(dòng)態(tài)物體的全部光信息,即振幅信息(光強(qiáng)和強(qiáng)度信息)、相位信息(即深度信息)都會(huì)被記錄下來[9]。全息再現(xiàn)是利用激光的衍射特性,采用一束特定的激光束照射儲(chǔ)存介質(zhì),使其發(fā)生衍射效應(yīng),提取出振幅和相位信息,重現(xiàn)與原物體相同的三維圖像。激光全息技術(shù)突破了傳統(tǒng)的聲光電的限制,可以形成對(duì)比度、清晰度、縱深度、臨場感、立體感都很高的立體圖像[10]。

隨著計(jì)算機(jī)和顯示技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的全息記錄過程可以通過計(jì)算仿真來實(shí)現(xiàn),即計(jì)算全息技術(shù)。計(jì)算全息技術(shù)首先通過數(shù)值計(jì)算獲得復(fù)振幅波前的數(shù)學(xué)描述,然后將其編碼成與顯示介質(zhì)相匹配的全息函數(shù)。在全息再現(xiàn)時(shí),通過相干光照射顯示介質(zhì),構(gòu)建出物光信息。計(jì)算全息技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:1)簡化記錄過程,避免了實(shí)際的復(fù)雜的干涉過程,可以獲得虛擬的干涉圖像；2)擺脫傳統(tǒng)光敏介質(zhì)的限制,計(jì)算所得的數(shù)學(xué)全息圖函數(shù)容易被儲(chǔ)存、復(fù)制和傳輸；3)在光學(xué)處理和調(diào)控領(lǐng)域引入了計(jì)算和數(shù)字技術(shù),推動(dòng)了波前模式調(diào)控和全息技術(shù)的發(fā)展[11]；4)計(jì)算全息更適合與展覽展示相結(jié)合,獲得大視角、交互式、動(dòng)態(tài)、彩色立體全息技術(shù),提高展覽展示水平。

3 現(xiàn)代激光全息技術(shù)

在現(xiàn)代會(huì)展業(yè)的發(fā)展過程中,顯示技術(shù)的每一次變革和創(chuàng)新,都為展覽展示提供了新的技術(shù)手段和表現(xiàn)方式。交互式、全彩、大視場等激光全息技術(shù)可以提供更為真實(shí)、震撼、自然、立體的藝術(shù)展示效果。

3.1 交互式全息技術(shù)

交互式全息技術(shù)將全息技術(shù)與手勢控制技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了觀眾和立體全息圖像之間的交互以及人機(jī)交互,在博物館展品展示、商品展覽、沉浸式藝術(shù)展等相關(guān)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用[12]。

以博物館為例,博物館中的文物年代久遠(yuǎn),珍貴脆弱,保護(hù)性要求較高。觀眾們也只能在固定地點(diǎn)觀看這些文物。部分文物由于體積或重量過大,無法移動(dòng)來全方位展示。有時(shí),受展覽空間限制或場館臨時(shí)修復(fù)等影響,一些無法供觀眾親臨參觀。因此,有必要引入多樣化技術(shù)手段,增加可展出的文物種類和數(shù)量,提升文物展示效果[13]。為了順應(yīng)這一趨勢,谷歌推出了藝術(shù)與文化項(xiàng)目,該項(xiàng)目允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)界面,輕松瀏覽來自70多個(gè)國家上千家博物館的藝術(shù)品。此外,越來越多的知名文化遺產(chǎn)機(jī)構(gòu)(如盧浮宮博物館、華盛頓史密森國家自然歷史博物館、紐約大都會(huì)博物館和那不勒斯國家考古博物館)開始參與到數(shù)字文化遺產(chǎn)的管理活動(dòng)中,推出基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬展覽[14]。2016年7月,意大利學(xué)者將空間交互技術(shù)應(yīng)用于博物館展覽(見圖1),通過手勢動(dòng)作以無接觸的方式實(shí)現(xiàn)抓取、滑動(dòng)、放大、旋轉(zhuǎn)全息立體圖像(見圖2),在那不勒斯國家考古博物館舉辦的“Oltre il Visibile.I Campi Flegrei”文物展覽中具體實(shí)踐應(yīng)用,引起強(qiáng)烈反響[15]。

3.2 彩色全息技術(shù)

作為最具潛力和應(yīng)用前景的真彩立體顯示技術(shù)之一,彩色全息技術(shù)為觀眾提供近似完美的全彩立體圖像,其應(yīng)用反映了激光技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。色彩是描述物體重要光學(xué)信息的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。彩色全息技術(shù)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)立體顯示的同時(shí),重構(gòu)出與原始物體相同的彩色立體圖像并呈現(xiàn)給觀眾[16]。彩色全息技術(shù)是利用顏色(紅綠藍(lán)三基色)疊加原理,構(gòu)造出相應(yīng)的顯示系統(tǒng),并通過控制光源的強(qiáng)度比和空間分布,重構(gòu)彩色立體圖像。彩色全息的核心構(gòu)件是空間光調(diào)制器,通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)光波陣面的時(shí)間和空間上的編程調(diào)制,改變光的振幅、相位和偏振來實(shí)現(xiàn)全彩景物的繪制與重構(gòu)(見圖3)[17]。

圖1 交互式全息投影系統(tǒng)的主要組成部分[15]

圖2 交互式全息旋轉(zhuǎn)技術(shù)滑動(dòng)[15]

圖3 基于三基色的彩色全息[17]

2019年,杜克大學(xué)開發(fā)出一種新的多彩全息技術(shù)。該技術(shù)無需借助較大尺寸的光學(xué)元件,即可增強(qiáng)傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)備、智能手機(jī)、穿戴式設(shè)備的立體顯示能力[18]。研究人員采用300 μm×300 μm二維全息波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光柵波導(dǎo)耦合器(Grating Coupler)對(duì)圖像編碼,當(dāng)紅綠藍(lán)三基色光照射該耦合器時(shí),計(jì)算仿真可得到一幅全彩全息圖(見圖4)。此全息圖可以通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝置,直接投射到人眼瞳孔中,形成彩色立體圖像。彩色全息技術(shù)的難點(diǎn)在于將三種顏色合成,并精確“分解”出不同顏色,近而形成全彩圖像；優(yōu)勢是無需分束鏡、棱鏡等分光元件,僅利用波導(dǎo)耦合器件將全息系統(tǒng)集成到便攜式設(shè)備上,為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示或其他全息顯示方式提供了一種更為簡單、靈活、緊湊的一種技術(shù)方案。彩色全息技術(shù)也可以與已有的液晶顯示技術(shù)進(jìn)行合成,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)全息成像。

圖4 基于光柵波導(dǎo)耦合器的彩色全息顯示系統(tǒng)[18]

2020年,湖南大學(xué)采用超構(gòu)表面器件和單片集成濾光微陣列實(shí)現(xiàn)了低串?dāng)_、大視場角、偏振不敏感的全色彩色全息(見圖5)[19]。超構(gòu)表面器件通過調(diào)整亞波長結(jié)構(gòu)尺寸、形狀與排列,來獲得光波前的任意調(diào)控,其性能超過傳統(tǒng)的折射元件,例如通過各向異性結(jié)構(gòu)或者特定排布,平面超構(gòu)器件可獲得多光譜多路復(fù)用。

對(duì)于大多數(shù)全息技術(shù)來講,相位重建不準(zhǔn)確與視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突,均會(huì)造成圖像串?dāng)_,引起人眼視覺疲勞,這些問題是阻礙裸眼立體顯示實(shí)際應(yīng)用的主要障礙。針對(duì)上述問題,該團(tuán)隊(duì)采用變周期和變?nèi)∠虻某瑯?gòu)表面光柵來調(diào)制光場相位的新技術(shù),通過重構(gòu)會(huì)聚光場視點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了無視覺疲勞、寬視場、全彩的三維顯示。該系統(tǒng)簡單緊湊,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)近動(dòng)態(tài)顯示(見圖6),未來將應(yīng)用于展覽展示及便攜式電子產(chǎn)品、立體電視、桌面顯示器等設(shè)備[20]。

3.3 寬視角全息技術(shù)

計(jì)算全息技術(shù)發(fā)展至今,雖然取得了一定進(jìn)展,但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如目前采用單光調(diào)制器再現(xiàn)全息圖像的大小和視場角相對(duì)較小,在展覽展示中無法完全滿足大量觀眾多角度觀察的需要,因此,增加視場角也是全息技術(shù)發(fā)展的重要方向之一[21]。

圖5 集成超表面器件全彩立體全息顯示[19]

計(jì)算全息技術(shù)的重要指標(biāo)是成像大小和視場角,由光空間調(diào)制器的陣列大小、像素和光路決定,若要獲得大尺寸、大視場的圖像就需要大陣列的顯示設(shè)備[21]。當(dāng)入射光為632.8 nm時(shí),若要獲得30×30×30 cm3、視場角水平垂直方向均為30o的三維圖像,則像素至少為1.2×1013,顯然現(xiàn)階段很難實(shí)現(xiàn)。目前美國Meadowlark公司僅能提供1920×1152 pixel純振幅、1920×1200 pixel的純相位液晶空間光調(diào)制器。

目前,增加視場角和再現(xiàn)圖像大小的方法主要有:多塊空間調(diào)制器拼接法[22]、單塊光調(diào)制器時(shí)分復(fù)用法[23]、時(shí)分復(fù)用和空分復(fù)用兩者結(jié)合法[24]、采用特殊光學(xué)器件法等[26]。

2012年,波蘭學(xué)者提出了一種在水平和垂直方向都具有擴(kuò)展視角的廣角全息顯示系統(tǒng)[25]。該顯示器由分布在圓上的六個(gè)空間光調(diào)制器和一個(gè)用于時(shí)空復(fù)用的附加光調(diào)制器構(gòu)成(見圖7)。六個(gè)空間光調(diào)制器采用Wigner分布函數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),呈現(xiàn)出最優(yōu)化排布,附加空間光調(diào)制器與六個(gè)空間光調(diào)制器同步被放置在圖像空間中。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水平方向35.22o、垂直3.3o的大視場全息顯示,數(shù)據(jù)的有效空間帶寬積從1240萬像素提高到5000萬像素。波蘭學(xué)者同時(shí)開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了基于三塊Nvidia顯卡的軟件解決方案,實(shí)現(xiàn)了快速同步顯示。當(dāng)直接觀察單個(gè)調(diào)制器時(shí),觀察者只能看到重建視圖的一小部分,且無法看到物體的整個(gè)高度。若要看清圖像的其他部分,則需要更改觀察位置,如圖7(b)所示。當(dāng)采用無縫拼接時(shí),六張照片用一個(gè)角步長(6 °)拍攝,每一張對(duì)應(yīng)于一對(duì)虛擬光調(diào)制器；這樣可以增加垂直方向上的單目視場角,并在水平方向上獲得較寬且連續(xù)的視角,觀察者可以查看整個(gè)立體重建圖像,獲得輕松、舒適的觀感體驗(yàn),如圖7(c)所示。

圖6 動(dòng)態(tài)彩色全息取樣原型[20]

圖7 廣角全息顯示系統(tǒng)

2014年,日本科研人員Sasaki也提出了一種使用16(4×4)塊4 k×2 k反射型空間光調(diào)制器和時(shí)分復(fù)用技術(shù)來增加全息顯示圖像大小的新方法[26]。采用傳統(tǒng)的方法產(chǎn)生的圖像可擴(kuò)展性有一個(gè)上限,該上限由圖像讀出部分的路徑長度決定。而在該系統(tǒng)中,新設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)使得圖像讀出部分的路徑長度僅為先前的一半,有效的減小了圖像讀出的空間,可以獲得更大的彩色全息圖像(見圖8,圖像設(shè)計(jì)值(圖8a),NICT位于全息圖平面后113 mm處,汽車的左前輪位于118 mm處,左后輪位于143 mm處,維納斯雕像位于120 mm處。從正前方(圖8(b)),右2.8度(圖8(c))和左2.8度(圖8(d))拍攝的照片[26])。光學(xué)系統(tǒng)由偏振分束器、半波片和偏振器三部分組成。該實(shí)驗(yàn)裝置采用紅綠藍(lán)三基色(633、532、473 nm)激光光源的時(shí)分復(fù)用技術(shù),獲得了全視差全彩靜態(tài)全息圖片和動(dòng)態(tài)刷新頻率20 f/s的全息全彩視頻再現(xiàn),圖像的對(duì)角線大小為85 mm(長74 mm、寬42 mm),觀察視場角水平方向5.6°和垂直方向2.8°。

圖8 Sasaki的全息實(shí)驗(yàn)結(jié)果

展覽展示領(lǐng)域采用多塊空間調(diào)制器拼接,雖然可以增加視場角,但是對(duì)多塊空間調(diào)制器的無縫拼接技術(shù)要求較高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本和技術(shù)要求較高,整體穩(wěn)定性較差,因此,也限制了在某些低預(yù)算會(huì)展活動(dòng)中的應(yīng)用。

2020年,韓國科研人員開發(fā)了一款新穎的4 k高分辨率、大視場角、交互式動(dòng)態(tài)全息超薄顯示屏[27]。在光調(diào)制器前設(shè)置一個(gè)特殊的光束偏轉(zhuǎn)背光單元(steering-back light unit),有效的擴(kuò)大了視場角(見圖9),獲得了迄今為止最大視角的動(dòng)態(tài)全息視頻。其光束偏轉(zhuǎn)背光單元包括一個(gè)相干背光元件和光束偏轉(zhuǎn)元件,偏轉(zhuǎn)元件可以將入射的相干光調(diào)整到所需要的角度。薄面板全息視頻顯示器的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9所示:三色半導(dǎo)體激光器用做相干光源,當(dāng)三色激光通過光束偏轉(zhuǎn)元件和相干背光單元后,合成相干白光,產(chǎn)生的白光通過焦距為1 m的幾何相位透鏡導(dǎo)入到空間調(diào)制器上。一個(gè)10.1 in超高清晰度商用液晶顯示器被用純振幅光調(diào)制器,系統(tǒng)總厚度小于10厘米。傳統(tǒng)的10.1 in 4 k平面液晶顯示器,視角僅為0.6°,而采用此光束偏轉(zhuǎn)背光單元,視場角增加了近30倍,而且全息視頻處理器能夠以每秒30幀的速度計(jì)算高質(zhì)量全息圖,實(shí)現(xiàn)了全息動(dòng)態(tài)顯示。此技術(shù)實(shí)用性較強(qiáng),未來可以集成在移動(dòng)設(shè)備中,為移動(dòng)設(shè)備播放全息視頻鋪平了道路。

圖9 光束偏轉(zhuǎn)背光單元擴(kuò)大視場角效果圖及動(dòng)態(tài)全息超薄顯示屏

4 關(guān)鍵技術(shù)分析及發(fā)展

4.1 全息技術(shù)與展覽展示的完美結(jié)合

實(shí)現(xiàn)全息技術(shù)與展覽展示的完美結(jié)合是全息技術(shù)應(yīng)用于會(huì)展業(yè)的理想目標(biāo)。如何實(shí)現(xiàn)全息技術(shù)的完美展示,既讓全息技術(shù)有機(jī)融入到展覽展示,又不喧賓奪主,使觀眾完全被全息技術(shù)吸引而忽略產(chǎn)品本身,是技術(shù)人員需要考慮的關(guān)鍵問題[5,13]。激光全息在展覽展示中的應(yīng)用目標(biāo)是:觀眾在欣賞展覽展示技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí),從多角度體會(huì)到更多的藝術(shù)美感,享受技術(shù)創(chuàng)新帶來的視覺享受[13]?？萍脊ぷ髡咝枰鶕?jù)展覽展示活動(dòng)應(yīng)用的不同場景,大膽創(chuàng)新,設(shè)計(jì)出適宜的全息系統(tǒng)。

4.2 光源的選擇

激光作為相干光源,具有單色性好、亮度高、方向性好的優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于全息顯示系統(tǒng)中,可以提供清晰、對(duì)比度高的顯示效果。但是采用激光光源時(shí),也會(huì)存在一定的問題。如人眼安全問題,激光全息對(duì)激光功率有嚴(yán)格的要求,需要考慮觀眾直視全息圖時(shí),對(duì)人眼安全的影響。

早期藍(lán)光主要采用488 nm的氬離子激光器[28],隨后采用473、456 nm的藍(lán)光全固態(tài)激光器[26],目前隨著GaN半導(dǎo)體激光器的發(fā)展,目前常用445 nm、450 nm、465 nm、467 nm、490 nm等半導(dǎo)體激光器[29]；而紅光激光器,早期主要采用632.8 nm氦氖氣體激光器、671 nm全固態(tài)激光器[30],隨后逐漸被615、630、635、638 nm等半導(dǎo)體激光所取代[31]；而綠光激光器主要采用532 nm的全固態(tài)激光器或經(jīng)近紅外倍頻(如554 nm)的綠光半導(dǎo)體激光器[32-33],目前直接輸出紅藍(lán)半導(dǎo)體激光器已經(jīng)成熟,而直接輸出綠光的半導(dǎo)體激光器還不夠成熟。2014年,德國Katrin Paschke指出,在一些激光全息中,綠光輸出功率需要到瓦級(jí),相干長度要大于50 m,且可以實(shí)現(xiàn)直接調(diào)制,目前倍頻的半導(dǎo)體激光器是最佳的選擇[34]。Katrin Paschke報(bào)道了基于分布布拉格反射型錐形半導(dǎo)體激光器腔外PPMgLN倍頻的單頻531.6 nm綠激光器,其線寬僅為13 pm,輸出功率1.1 W。三基色半導(dǎo)體激光器性能可靠、節(jié)能、環(huán)保、體積小、壽命長,更適合用于激光全息。

4.3 散斑抑制

當(dāng)激光用作照明光源時(shí),總會(huì)出現(xiàn)散斑噪聲,這會(huì)導(dǎo)致顯示圖像質(zhì)量下降[35]。同樣采用激光重構(gòu)全息圖時(shí),散斑噪聲也會(huì)影響全息圖的成像質(zhì)量。常用消除激光散斑的方法有三種:降低時(shí)間相干性、降低空間相干性、多個(gè)圖像動(dòng)態(tài)疊加[36]。Michal Makowski采用十種不同的初始相位分布,計(jì)算了同一物體的十個(gè)分離的全息函數(shù),并獲得了固定隨機(jī)相位圖的橫向移動(dòng)全息圖[28]。此時(shí),在信號(hào)信息相同的情況下,每一個(gè)圖像在重構(gòu)中具有不同的隨機(jī)散斑噪聲分布,然后通過光調(diào)制器合成,十個(gè)重構(gòu)相位圖實(shí)現(xiàn)快速時(shí)間順序切換,獲得時(shí)間積分,這樣積分疊加可以有效的減少散斑噪聲。這種時(shí)間相位積分的方法保留了物體的清晰度和空間分辨率,具有最低的計(jì)算復(fù)雜度,并且不需要額外的光學(xué)元件,結(jié)構(gòu)簡單,但缺點(diǎn)是需要非常高的幀速率設(shè)備,受限于動(dòng)態(tài)全息技術(shù)。

4.4 關(guān)鍵器件的創(chuàng)新與發(fā)展

隨著高速計(jì)算機(jī)、儲(chǔ)存介質(zhì)、空間光調(diào)制器等器件不斷創(chuàng)新的發(fā)展,未來激光全息技術(shù)價(jià)格成本將會(huì)進(jìn)一步降低,性能也會(huì)隨之提高。用于展覽展示領(lǐng)域的交互式、動(dòng)態(tài)全息需要超快的信息采集能力、強(qiáng)大的立體空間顯示能力和高準(zhǔn)確度的手勢辨別能力[15]。研究人員可以通過改進(jìn)算法、采用專用圖形處理器、開發(fā)可編程列陣等方法來優(yōu)化計(jì)算；而獲得大尺寸、大視角和高分辨率的全息圖像,則需要性能優(yōu)良(陣列尺寸大、像素面積小、填充率高、衍射效率大等)的空間光調(diào)制器或新穎的光束偏轉(zhuǎn)背光單元[12,27]。

在交互式全息技術(shù)中,高準(zhǔn)確度的手勢辨別能力可以實(shí)現(xiàn)觀眾準(zhǔn)確、舒適、自然、方便快捷的實(shí)時(shí)交互。在會(huì)展實(shí)際活動(dòng)中,手勢辨別會(huì)受到外界環(huán)境(如光線、背景、其他運(yùn)動(dòng)物體、膚色、其他觀眾手勢)的影響,因此,要積極提高手勢辨別的準(zhǔn)確度和豐富手勢動(dòng)作命令[12]。

未來,人工智能、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺為全息數(shù)據(jù)采集提供了新的技術(shù)手段,而新材料和電子集成也為記錄介質(zhì)和光學(xué)元件的研發(fā)提供新的可能。

4.5 外圍環(huán)境條件

全息視覺效果的質(zhì)量主要受全息圖像本身的質(zhì)量(包括全息記錄和全息再現(xiàn))和無視覺、幾何或發(fā)光干擾的外圍環(huán)境兩個(gè)因素的影響。全息系統(tǒng)受到所使用的會(huì)展場館條件的制約,因此其環(huán)境條件需要嚴(yán)格控制。會(huì)展場館的內(nèi)部環(huán)境設(shè)施一旦搭建完成,不易被修改,因此,會(huì)增加輔助材料的方式減少對(duì)全息系統(tǒng)的干擾影響[13]。如全息系統(tǒng)內(nèi)部空間加置內(nèi)部遮罩、黑色和非反射的內(nèi)部覆蓋物,或在外部燈光設(shè)備上加置過濾片,均能有效抑制外界干擾光的影響。另外,全息系統(tǒng)周圍的部分區(qū)域保持黑暗也可以有效地避免鏡像、燈光或內(nèi)部反射,提高全息再現(xiàn)像的質(zhì)量。吳曼提出可以從展覽空間、光環(huán)境、色彩空間三個(gè)方面設(shè)計(jì)展覽館內(nèi)的環(huán)境,構(gòu)建三維虛擬環(huán)境,取得了良好的效果[9]。

5 結(jié) 論

隨著激光技術(shù)和會(huì)展業(yè)的融合發(fā)展,激光全息技術(shù)在展覽展示領(lǐng)域?qū)?huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。本文總結(jié)了交互式、全彩、寬視角等激光全息技術(shù)等在展覽展示中的應(yīng)用,并分析了激光全息技術(shù)所采用的關(guān)鍵技術(shù)以及未來研究和發(fā)展方向。激光全息技術(shù)有助于我國會(huì)展業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展,也為疫情常態(tài)化背景下會(huì)展活動(dòng)的順利開展提供了技術(shù)支持和服務(wù)保障。