咫尺天涯全息投影的未來世界

前一陣，珍妮弗·洛佩茲在《美國偶像》上現場演唱了Feelthelight，全世界的觀眾都為全息投影所帶來的效果所震撼。而沒過多久，在馬德里的街頭，民眾在西班牙議會前發起了一場全息影像抗議，抵抗政府新出臺的法案對民眾人身自由的限制和侮辱。這場抗議不僅是一場政治示威運動，而且也讓全息投影真正走入民用，開啟了全息投影的新時代。

全息游行：沒有喧囂卻依舊人聲鼎沸

說起全息投影，最為著名的當屬在經典科幻電影《星球大戰》里，呆萌的小機器人R2D2投射到空中的莉亞公主全息畫面。但今天，最讓我們震撼的全息投影卻是今年4月10日晚上，來自世界各地的2000名示威者聚集在西班牙馬德里街頭，抗議最新頒布的「限言令」。

這場示威由一個叫「NO Somos Delito」（我們不是罪犯）的團體發起，據西班牙《國家報》報道，意在反對即將在7月1日生效的《公共安全法案》。這項法案明文禁止45種未經批準的示威方式，包括焚燒國旗、在政府大樓前抗議等，并對觸犯法律的行為施以高額罰款。在「我們不是罪犯」團體看來，這簡直是對人身自由的限制和侮辱。

雖然有數千名示威者游行經過位于馬德里的議會大廈，一邊呼喊口號，一邊抗議這項被認為危及公民自由的新法律，但這群示威者的真身并沒有出現在游行現場，而是以全息圖的方式虛擬游行。隨后，電視臺也派出一名記者以全息投影的方式進行了采訪。10日當晚這場示威持續了1個小時，成為世界上第一次虛擬形式的政治示威。

而且這超過2000個虛擬圖像不僅僅有西班牙人，還來自俄羅斯、墨西哥、德國等世界各個角落，人們將影像資料發送到一個叫http：//www.hologramasporlalibertad.org的網站，隨后，組織方進行收集整理。最后，在示威者不需要親臨現場的情況下，抗議如期舉行。雖然這場示威活動人聲鼎沸，但是并沒有造成任何交通堵塞。這樣的示威活動不僅得到了技術、媒體和設計公司的支持，而且一點也不比真人游行輸掉氣勢，反而更加充滿現代精神和團體的力量。參與抗議活動的網站發表聲明：「盡管政府對我們施壓，但他們無法讓我們沉默。即使只能通過全息影像這樣的方式發聲，我們也要繼續抗議。」

幻影世界：全息攝影解析

不同于虛擬示威游行，先前我們見到的全息投影都是出現在電影中，如《星球大戰》、《阿凡達》。把遠處的人或物以三維的形式投影在空氣中，營造出一種讓身處不同地方的人能身臨其境的效果，實現所謂咫尺天涯的情景。因此我們都覺得這項技術是一種幻想，科幻色彩太濃，而如今這個設想已經接近現實，并已經慢慢走進我們的生活。

那什么是全息投影呢？簡單來說，全息技術其實就是真實三維圖像的記錄和再現。這一難題其實早在1947年就被攻克，當時倫敦大學帝國理工學院的丹尼斯·伽伯博士發明了全息立體攝像，并因此獲得1971年諾貝爾物理學獎。一般的三維圖像只是在二維平面上通過構圖及色彩明暗變化來實現人眼的三維感覺，而全息立體攝影產生的全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息，能提供「視差」。觀察者可以通過前后左右和上下移動來觀察圖像的不同形象——如同有個真實的物體在那里一樣。

而如今的全息投影

技術可以分為三種

現實中的海市蜃樓——空氣投影成像

美國麻省理工學院研究生Chad Dyne創立的IO2公司在2005年推出了空氣投影技術，這種投影成像系統可以在氣流中產生具互動功能的三維影像。Chad Dyne也許沒有想到，他在29歲時發明的這種空氣投影和交互技術，已經開始改變人們傳統的視覺習慣。這項技術設計的靈感來自海市蜃樓的原理，由投影機與空氣屏幕系統構成氣體投影系統。

最新的空氣投影技術被稱為「Heliodisplay」，是一套氣體投影系統，借助了海市蜃樓的成像原理：首先利用一個空氣屏幕系統制造出由水蒸氣形成的霧墻，然后用一個專用的投影機將畫面投射在上面，觀看者看到的將會是飄浮在空氣中的影像或影片。由于空氣與霧墻的分子震動并不均衡，可以形成層次感和立體感很強的圖像。如果顯示對象是3D物體，那么X、Y、Z軸都可以得到顯示，虛擬的物體看起來與真實物體一樣觸手可及。

再現真實3D影像——全息激光3D影像

這里所說的激光3D投影，并不是我們平時說的激光投影機，而是一種三維成像投影技術。它是日本公司Science and Technology在2006年推出的3D成像技術，其技術原理是利用紅外激光脈沖加熱空氣中的氮氣和氧氣，使這些氣體變成灼熱的漿狀物質，從而生成一定數量的等離子，這些等離子就成為一個個顯示像素，并足以在空氣中維持到能夠形成一個短暫的3D影像。這種方法主要是不斷在空氣中進行小型爆破來實現的。

從應用上來說，這項技術能夠構建出完全真實的3D圖像，但是，目前該項技術所提供的圖像成像時間較為短暫，其分辨率、色彩和圖像品質都難如人意，只能顯示一些較為簡單的圖像，仍無法用在長時間、復雜的應用層面上。

360度全息顯示屏

2007年美國南加利福尼亞大學創新科技研究院的研究人員研制出一種360度全息顯示屏，它可以在合理距離下顯示任何角度的3D圖片。整個顯示系統包括一個高速視頻投影機、一個被全息擴散體覆蓋的旋轉鏡面，還有一個專門的處理器進行電腦獨特渲染視頻信號的解碼。這種全息顯示屏使用了標準的可編程顯卡來完成每秒渲染5000多幅交互式3D圖片的任務，這些圖片可以投影在一個各向異性反射體上，然后利用動作追蹤垂直視差和透視修正幾何方法來支持3D動作。

除了這三種全息投影技術，其他公司在立體全息顯示方面也充滿興趣，例如蘋果公司在2010年5月13日申請了一項三維顯示系統專利，該系統能夠提供一種充滿現實感的全息三維顯示體驗。而英國德蒙福特大學不久前也啟動了一個開發互動式三維顯示系統的項目HELIUM3D。這項技術將創建出全息的效果，給觀眾帶來更有深度的視場。雖然，該項目目前正在探索新的方式，但是未來會讓多個用戶在同一時間觀看不同的頻道，或選擇不同的觀賞角度看同一畫面。例如，在一場足球比賽中，用戶可以在體育場內選擇自己喜歡的位置觀看。

與此同時，日本廣播公司也計劃在2020年之前推出第一臺支持全息顯示的「Holo-TV」，并已撥款28億英鎊用于這一雄心勃勃的項目。該公司相信他們能夠向全世界提供全息廣播節目，并將這項服務作為申辦2022年世界杯的一個重要砝碼。Holo-TV播放的每一場比賽畫面將由200臺高清晰攝像機360度拍攝，而后以3D影像的方式播放：激光器負責投射一個「圖像云」，好似飄浮在房間中央。觀眾可以在不佩戴3D眼鏡情況下從每一個角度欣賞立體影像。

偽全息投影在商業上的應用

所謂偽全息投影技術整合成像是需要由特殊材質制造的全息薄膜來實現的。一種是投影機直接背投在全息投影膜，另一種是采用投影機或其他顯示方法光源折射45度成像在幻影成像膜的全息投影。這兩種被廣泛運用的商業上。

例如，在日本有一位名為初音的虛擬偶像歌手，它本身是以一位虛擬形象出道并受到全日本民眾的歡迎。所以有人為其最近舉辦了一場以全息投影技術為核心的演唱會。初音演唱會采用背投的方式，將全息投影圖像投射在投影膜之上，觀眾可以從各個角度看到初音的一顰一笑。盡管是偽全息投影，但依舊可以說是目前全息投影最成功的應用，也是影響力和認知度最廣泛的一次嘗試。

在演講中露臉

2008年美國總統大選時，正在芝加哥奧巴馬總部做現場報道的CNN記者杰西卡·耶琳突然出現在位于紐約的演播室里，與主持人沃爾夫·布利策面對面侃侃而談。這讓美國人驚呼：「這簡直就是《星球大戰》！」

雖然之后CNN這次全息投影的創意應用被認為有「貓膩」，有人聲稱CNN只是用電腦將演播室和杰西卡的影像結合起來，然后傳送給觀眾，并沒有讓演播室里真的出現杰西卡的三維圖像，但是不管這次應用是否存在技術上的瑕疵，全息投影可是又大大露了一次臉。

用全息投影技術來支持自己的選舉，可并不僅僅出現在美國。印度總理競選期間，莫迪憑借全息技術現身于不同地方拉票。除此之外，2015年3月初，當金剛狼休·杰克曼為新電影《超能查派》宣傳時，利用全息投影技術在德國柏林和西班牙馬德里兩地同時現身進行。近日思科推出的全息視頻會議系統也已經浮出水面，看來未來的會議應該不會再使用視頻「這么低級」的技術了。

T臺走秀

關于全息投影另外一個精彩的應用，那就是運用全息投影技術的倫敦Disel時裝發布T臺秀，T臺代表的時尚與魅力，與全息投影的科技感和炫目感融合到一起可謂相得益彰。

倫敦Disel T臺秀在舞臺的兩邊設置了全息投影膜，在模特走臺的同時，投影膜上會出現亦幻亦真的煙霧，或者讓人汗毛直立的怪獸，這些都是設計師的靈感，讓發布會的主題更容易為廣大的觀眾所接受。

此外在2011年4月，Burberry北京全息動感時裝秀引得現場尖叫聲連連，之后Burberry推出了金屬色彩和高光澤的全息服裝。因在服裝設計中運用全息技術而獲得2012年度施華洛世奇獎學金的設計師露西·奧芬說：「我深深地迷上了克里斯·萊文所創作的那幅英國女王伊麗莎白二世全息照片：從不同角度看這張照片，女王的眼睛也隨之移動，酷極了。」

全息投影就在我們身邊

1. 汽車的手勢識別系統

在奔馳的一個車展上，展示了一個mbrace2系統，它是一個通訊與連接的平臺，其中包括全新的禮賓服務、語音識別、交通導航信息、汽車護理和個人援助功能等。車主可以通過智能手機與這套系統進行連接，連接之后，可以進行鎖定或解鎖車輛、設立電子警報，還包括一個被稱為「Send2Benz」的全新社交功能。

奔馳投影顯示系統的內容集中在娛樂信息系統、駕駛室的集成系統、新的接口和驅動應用程序等設計細節，偏重于體現人性化設計的概念產品。

如此耀眼的效果，一定會讓你很心動，不過配置這套HUD抬頭顯示系統的售價同樣也是不菲的。

2.醫學 全息影像

當你還在回憶那些老舊的量血壓方式，還在等候看X光片，或還在癡迷于針灸與穴道時。現代投影技術已經在醫學領域大放異彩，堪比透視、回放、洞察、分析判斷，讓你看病也可以科技范兒。

在醫學領域有一個名為CAVEman的高端應用方案，采用數據庫以及全息立體投影顯示技術，創造出更真實更出色的研究環境。這個計劃中，專業領域方面需要集中人體信息圖片以及相關的資料和軟件，而在硬件方面，則用過專業的高清數字投影機以及圖像處理器，創造「4D」顯示系統，可以研究醫學問題。

在CAVEman方案中，四面都設置了高清立體投影設備，包括交互系統等，研究者可以更直觀地看到巨大的三維生物圖像，并直觀地進行各種試驗。

另外在牙科方面，以前制作牙套時首先要把石膏放在嘴里，建出一個模型。這曾經是不少朋友最痛苦的經歷之一。現在，利用DLP嵌入式投影的3D測量技術，把筆式裝置放到口腔里一轉，就掃描了口腔，測量出一個3D結構。根據這個3D結構，在電腦里就可以形成牙套的形狀。不得不感嘆，未來的醫學要依靠全息投影的存在了。

3. 餐飲 虛擬桌面

這個虛擬餐桌的起源來自于一次不愉快的點餐經驗。這事發生在2位牛津大學的高材生身上。走出餐廳后他們選擇在倫敦最時尚的Soho區自建了一個高科技餐廳。菜肴的口味還未知曉，不過這是全球第一家將美食、藝術與科技多重元素組合的產物。

這家超酷餐廳名為inamo，主要供應亞洲派系的菜肴，最讓食客感興趣的不是這些佳肴，而是賞心悅目的點菜和等候方式。桌面、餐具，都是絕佳的屏幕，投影技術應用得非常到位，每位客人都可以直觀得看見菜的真實顯示效果，更妙的是可以親眼目睹大師傅具有觀賞價值的烹飪過程。

除此之外，還有一個可以全息投影的餐桌。在這個餐桌旁等餐，作為顧客的你不必再焦急而無聊地等待飯菜，而是可以在餐桌上看看新聞，或直接在桌面玩玩游戲，因為它會安裝時下最流行的游戲，例如憤怒的小鳥、植物大戰僵尸，或是飯前切幾筐水果助興，總之用它打發時間的方式很多。

全息成像的未來

更令人期待

目前，我們所能看到的關于全息3D的應用，大多運用的是一種偽裝的全息技術——即全息投影。區別于裸眼3D技術，全息投影技術無視角限制，可以動態全息顯示。

所以當下，真正的全息成像還沒有真正進入應用階段。全息成像技術與全息投影的最大區別在于：后者依然受到立體鏡面組成的360度投射空間限制，而全息成像可以實現人們肉眼無法看出處于高速運轉之中的玻璃鏡，所呈現的靜態/動態全息影像幾乎可以和真人一樣面對面互動。

此外，麻省理工學院實驗室的科學家2013年宣布，現已攻克一個全息投影的重大技術難關，不久的將來全息顯示器的成本將會變得便宜很多，而且是高品質、色彩飽滿、可從任意角度觀察圖形的真3D顯示器。

并且，許多公司都在積極研發全息技術，并取得了一定的成果，包括索尼和思科。全息電視技術成為業界越來越熱門的話題，預計在未來幾年內，我們可能會看到全球各地的研發實驗室發布全息電視。如果這些公司采用麻省理工學院的新全息技術來打造消費類顯示器、投影儀或電視，價格可能會難以置信地便宜。因此全息成像的未來更讓人期待。