全息模擬通信系統(tǒng)

胡洪 吳婕 李培軒

【摘要】 為解決社會現(xiàn)狀局限通信方式所帶來的麻煩，構(gòu)建全新的人際網(wǎng)絡(luò)，并與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)充分融合，推出在娛樂、生活、學(xué)習(xí)等方面的全新用戶體驗。本文提出一種零距離交流的全息模擬通信系統(tǒng)，通過云端實現(xiàn)通信的全樣本、全時空、全過程的感知與呈現(xiàn)。讓你置身于不同的場景，讓對方360°無死角地觀看，實現(xiàn)不同場景的同空間化，達到零距離交流的目的。

【關(guān)鍵詞】 全新用戶體驗 全息模擬 全方位感知 同空間化 零距離交流

一、引言

古往今來，人與人之間的交流通信方式發(fā)生了翻天覆地的變化，從烽火狼煙到飛鴿傳書，從驛站、信件到電報、電話，到現(xiàn)今的移動互聯(lián)網(wǎng)通信[1]，通信的方式發(fā)生了巨大的改變?，F(xiàn)存的通信方式如語音通話、視頻通話等帶給了人們很好的用戶體驗的同時，一方面使得通信方式變得簡單快捷，另一方面讓通信變得形象化。

雖然現(xiàn)存的通信方式縮小了通信距離，增強了通信效果，但仍不能實現(xiàn)零距離的全方位感知通信，讓人們體驗到遠程無間的交流。為此本文提出一種消除人與人之間距離，

實現(xiàn)全方位感知與呈現(xiàn)的全息通信系統(tǒng)（Holography Analog Communication System，HACS）。HACS 系統(tǒng)將雙方用戶的信息以光的形式進行采集，然后通過一系列信息處理方式轉(zhuǎn)換定式格式的文件，借助高速傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)的傳輸，最后通過用戶終端設(shè)備將對方用戶所在的空間信息全樣本、全時空、全過程的感知與呈現(xiàn)。

二、系統(tǒng)設(shè)計

2.1 HACS系統(tǒng)概述

用戶以自己 IP 地址作為賬號以及相應(yīng)的登錄密碼登錄終端（PC、Android Wear、iPad、 iPhone 等）程序進入系統(tǒng)，并通過終端程序向?qū)Ψ絀P（即對方的通訊碼）用戶發(fā)起應(yīng)用請求，等待對方用戶確認(rèn)之后，獲得對方用戶提供的一個云端開放接口。雙方的終端程序通過網(wǎng)絡(luò)端口獲取云端數(shù)據(jù)，經(jīng)嵌入式系統(tǒng)的分析、處理、轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的定式文件格式，并傳輸給投影系統(tǒng)。隨后用戶控制嵌入式系統(tǒng)向用戶采集系統(tǒng)發(fā)出啟動信號，讓采集系統(tǒng)的掃描儀（多個傳感器組成）采集當(dāng)前用戶所處的空間環(huán)境信息，然后進行網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)皆贫恕Ｍ瑫r投影系統(tǒng)收到嵌入式系統(tǒng)的控制指令，將從云端獲取的通信數(shù)據(jù)經(jīng)嵌入式系統(tǒng)轉(zhuǎn)化后的光電信息，采用全息投影技術(shù)[2-3]投射到當(dāng)前用戶所處的空間，從而實現(xiàn)了整個過程的通信。

三、系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1感知層

感知層主要由采集系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)兩部分組成。采集系統(tǒng)由分布在用戶所處空間環(huán)境的傳感器節(jié)點構(gòu)成，以這些傳感節(jié)點全方位捕獲用戶的空間信息，并完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。嵌入式系統(tǒng)完成傳輸信號的進一步轉(zhuǎn)換為可直接通過網(wǎng)路傳輸通信的信息（在此系統(tǒng)中我們稱這種可以直接傳輸?shù)男畔镠ACS制式文件信息），并更新同步到云端。采集系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)是實現(xiàn)用戶全方位信息采集的關(guān)鍵，采集系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的感知設(shè)施，完成信息的采集，嵌入式系統(tǒng)是采集系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)層鏈接的中轉(zhuǎn)站，完成用戶空間信息的解析、轉(zhuǎn)換、傳輸。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層主要由一個大容量的云存儲構(gòu)成，可以實現(xiàn)用戶之間的數(shù)據(jù)共享和存儲。處于感知層的嵌入式系統(tǒng)可通過用戶使用的終端程序控制，完成從云端獲取數(shù)據(jù)和向云端傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)用進行全息模擬通信時，用戶的空間信息源源不斷地通過采集系統(tǒng)，經(jīng)過嵌入式系統(tǒng)的處理，最后到達網(wǎng)路傳輸層，通過高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成對空間數(shù)據(jù)信息的快速傳遞，而對方用戶可以實時通過終端程序獲取傳輸過來的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)層最主要的是用戶雙方通過網(wǎng)絡(luò)層提供的網(wǎng)絡(luò)端口實時進行全息模擬通信的數(shù)據(jù)傳輸，使得通信雙方在必要時能夠感覺到對方處于自己當(dāng)前所處的環(huán)境，仿佛對方置身同一空間。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

HACS 不僅能改變?nèi)藗兊耐ㄐ欧绞?，甚至?xí)龑?dǎo)一場通信革命，在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、軍事偵探、金屬內(nèi)部探測、保存珍貴的歷史文物藝術(shù)品、信息存儲、遙感，研究和記錄物理變化極快的瞬時現(xiàn)象、瞬時過程（如爆炸和燃燒）等方面都可以應(yīng)用，通過模擬出各種難以描摹的實體場景，給我們?nèi)珮颖尽⑷珪r空、全過程的感知與呈現(xiàn)。

五、結(jié)束語

本文所述的全息模擬系統(tǒng)，應(yīng)用了當(dāng)前前沿的全息技術(shù)，結(jié)合嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，帶給用戶全新的體驗。不僅影響并改變?nèi)藗兊耐ㄐ欧绞侥酥寥粘Ｉ?，而且還能提高人們的思想意識。其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，定會促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步，為此HACS技術(shù)引發(fā)的不僅僅通訊史上的一場革命，甚至可能觸及并改變?nèi)驍?shù)以百萬計的人群。

參 考 文 獻

[1] 肖志輝. 移動互聯(lián)網(wǎng)研究綜述[J]. 電信科學(xué). 2009， 25（10）：30-36

[2] 劉紹龍. 李中豪. 全息技術(shù)在我國視覺藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[C]. 科技風(fēng). 2011

[3] Tomoyoshi Shiimobaba， Takashi Kakue， Tomoyoshi Ito. Real-time and low speckle holographic projection[C]. 2015 IEEE 13th International Conference on Industrial Informatics （INDIN） .22-24 July 2015d.