什么是全息投影技术？全息投影技术的原理详解

耳听可以为虚，眼见不一定为实。《蜘蛛侠：英雄远征》最核心的技术秀--全息投影就是这句话的真实写照。影片中的反派神秘客将全息投影搭载在无人机上，利用无人机的机动性，快速地改变摄像头的角度，实现多场景、多视角的变幻效果。

本文头图中，蜘蛛侠就在这全息幻镜中与神秘客贝克展开对决，光怪陆离，魔幻而奇异，算是影片的一大亮点。

什么是全息投影？

全息投影技术（front-projected holographic display）也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。操作者可以通过自己的肢体去控制系统，并且实现与互联网玩家互动，分享图片、影音信息。全息投影就是一项利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实三维图像的技术。

随着上世纪60年代激光被发现之后，全息投影技术也迎来了快速的发展。如今全息投影的实现主要依靠水雾投影、全息膜投影等几种方式，其中全息膜投影技术凭借较低的成本已经实现了大规模商业化，我们在舞台上看到的立体影像大都是通过这种方式实现的。

全息技术“革命性突破”

全息技术，被业界誉为显示领域的另一项革命性新技术。全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。

1成像原理

全息技术原理图

全息技术第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。

2显像过程

显像过程，就是利用参考光对物光的完全重现，全息显成像过程光路图如下。

全息技术第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象（又称初始象）和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

3激光显示+全息=真3D激光全息

当激光显示与全息技术相遇，便诞生一种新技术叫激光全息。激光全息特指一种技术，可以让从物体发射的衍射光能够被重现，其位置和大小同之前一模一样。从不同的位置观测此物体，其显示的像也会变化。因此，这种技术拍下来的照片是三维的。

激光显示具有色域空间大、光源寿命长、节能环保等独特优势，所以其呈现出来的画面颜色鲜艳、色彩丰富，具有立体的层次感，未来与VR、全息等前沿技术融合应用发挥空间很大。专家认为，激光通过全息技术可实现真三维。

激光全息投影技术是全息摄影技术的逆向展示，本质上是通过在空气或者特殊的立体镜片上形成立体的影像。不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感，全息投影技术是真正呈现3D的影像，可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。

日本某舞台节目采用到激光全息投影技术

激光全息投影是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。这项技术在一些博物馆、舞台之上的应用较多。如今，激光全息投影技术上暂时还未能像电影中能大范围的表现出一个地区的地形地貌的能力，但我们相信，未来，激光全息技术业将取得长足的进步。

全息技术应用领域

全息投影技术不仅出现在漫威英雄梦的荧屏上，如今也被应用到生活中的各个领域。全息投影技术最早进入大众视野是通过娱乐行业，2009年日本的初音未来是世界首个利用全息投影技术举办演唱会的虚拟偶像。

随着全息投影技术的飞速发展，我们对于全息投影的技术也越来越广泛。除了娱乐领域，在餐饮、文化旅游、医疗、教育等领域有非常大的发展空间，而全息投影技术必在多个领域将带来一场革命性的突破。

在军事领域，3D全息投影技术可模拟战场环境，从而提供分析决策与行动的支持，真实且便携。

在教育领域，可以突破时间和空间的限制，用动态的、具有时间性和故事性的虚拟影像来展现历史，真正达到学生参与体验，实现寓教于乐。

在影视领域，3D全息影像技术能使人有更强的真实感，在超大屏幕的影院中，无需带上特制的眼镜，借助超大立体画面配合环绕立体声音效就能使观众有身临其境的感觉。

在舞台效果上，能使观众直接看到舞台上立体的虚拟人物和景物，从而营造出亦幻亦真的视觉氛围，具有超级强烈的视觉冲击力。

我们可以畅想一下，真正的全息投影技术一旦可以实现完全商业化，将会突破传统的声、光、电局限，将更加真实的3D画面呈现在观众面前，从而打破了虚拟世界与现实世界的阻隔，人们可以随时随地体会到真实的画面冲击感。

换句话说，全息投影技术的实现将会在显示领域爆发一场换代革命，我们将会从2D时代进入到3D显示时代。而随着5G、AI等技术成熟发展，未来全息投影将会出现更大的市场空间。全息投影技术未来的经济效益和社会效益是不可估量的，也必然给人们的生活带来颠覆性的变化及影响。