IT之家訊 2月10日消息 此前IT之家報(bào)道過(guò)，2016遼視春晚將高科技融入到了節(jié)目的創(chuàng)意當(dāng)中，其中，六小齡童的表演方式尤為獨(dú)特，通過(guò)3D全息影像技術(shù)，在舞臺(tái)上展現(xiàn)花果山多彩壯觀的奇景，有“美猴王”的招牌動(dòng)作大耍金箍棒，更有高科技的3D全新影像技術(shù)重磅加身，使得“美猴王”現(xiàn)場(chǎng)騰云駕霧，而花果山、天宮等壯麗美景也得以再現(xiàn)舞臺(tái)，畫(huà)面震撼。
六小齡童的3D美猴王表演確實(shí)驚艷，那么這究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？這背后就涉及3D全息影像技術(shù)了，現(xiàn)在微信公眾號(hào)科通社綜合知乎“全息技術(shù)問(wèn)答”一文，進(jìn)行了詳盡的揭秘，以下是原文內(nèi)容：
早在2014年公告牌音樂(lè)獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)儀式，就曾用這種技術(shù)“復(fù)活”了過(guò)世的天王邁克爾杰克遜。2015年的央視春晚，李宇春演唱《蜀繡》也用了類(lèi)似技術(shù)。究竟這是項(xiàng)什么技術(shù)呢？
其實(shí)，這種3D全息投影技術(shù)不算特別新鮮，但也并非運(yùn)用了真正的全息技術(shù)。立體動(dòng)態(tài)全息還停留在實(shí)驗(yàn)室初級(jí)階段，主要通過(guò)空間光調(diào)制器（Spatial Light Modulator, SLM）實(shí)現(xiàn)，就是下圖的小玩意兒。
上圖中右側(cè)亮的拇指蓋大小的那一塊相位型SLM售價(jià)十萬(wàn)人民幣以上，要搭建一個(gè)稍微能看得過(guò)去的系統(tǒng)，例如生活大爆炸中某一集投射出個(gè)小地球啥的（其實(shí)現(xiàn)實(shí)做到的要小得多），沒(méi)有百萬(wàn)美元是做不到的。
生活大爆炸中某一集投射出的小地球
下圖就是SLM陣列設(shè)備，絕對(duì)是燒錢(qián)??！
不僅僅是成本，計(jì)算全息所需的計(jì)算量極大，立體比平面的計(jì)算量更大，學(xué)者們提出了很多算法，類(lèi)似于切片法、查表法等等，但是無(wú)論如何要?jiǎng)討B(tài)演示對(duì)目前的計(jì)算機(jī)都是個(gè)嚴(yán)峻考驗(yàn)（這里說(shuō)的計(jì)算機(jī)是至少64核內(nèi)存128G的工作站，家用計(jì)算機(jī)就不必考慮了）。
上圖是一張二維全息圖，舉個(gè)例子：這幅圖面積只有幾毫米，所以用CCD放大了。是不是覺(jué)得有些失望？這能叫全息？但現(xiàn)實(shí)就是，這是貨真價(jià)實(shí)如假包換的全息。增加點(diǎn)陣數(shù)量（就是多花些成本）可以提高清晰度，使用三基色組合可以實(shí)現(xiàn)彩色，這些都實(shí)現(xiàn)了，只不過(guò)效果比電影里的視頻中的差太遠(yuǎn)太遠(yuǎn)了。
我們?cè)賮?lái)看下圖這個(gè)例子。
能做到上圖這個(gè)效果，已經(jīng)使用了240億個(gè)像素點(diǎn)……
其實(shí)裸眼3D動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)不只全息一項(xiàng)，不少其他技術(shù)目前實(shí)現(xiàn)的效果已經(jīng)可以商業(yè)應(yīng)用（如舞臺(tái)和展會(huì)），而且被有意無(wú)意地冠以“全息”之名罷了。但是從前景看，最誘人的還是全息技術(shù)。下面我們就來(lái)科普一下那些偽全息裸眼設(shè)備。
投影機(jī)（顯示屏）+半透膜的形式
這類(lèi)技術(shù)其實(shí)與大家平時(shí)看到的投影機(jī)+幕布放映方式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別，只不過(guò)幕布換成了半透明的薄膜。關(guān)鍵就是那層半透明的薄膜。一方面要保證部分光可以透過(guò)，幕布后面的物體可以看得見(jiàn)；另一方面要有一定的漫反射，能夠?qū)⑼队吧先サ膱D案讓大家看得到。在環(huán)境光很暗的條件下，薄膜幾乎看不見(jiàn)，投影出的圖案就像懸在空中，很科幻。
此類(lèi)裝置多見(jiàn)于舞臺(tái)和展覽，最廣為人知的便是初音未來(lái)演唱會(huì)。這項(xiàng)技術(shù)的典型變種就是今年央視春節(jié)晚會(huì)上李宇春的節(jié)目，使用的叫做“45°投影膜”，原理圖如下：
地面上有一個(gè)屏幕，然后鋼架上架設(shè)一個(gè)45°傾斜的半透半反膜，其實(shí)根據(jù)初中物理學(xué)到的光學(xué)知識(shí)，大家就會(huì)明白，把半透半反膜當(dāng)做一個(gè)鏡子，那么地面屏幕上顯示的東西恰好會(huì)被反射到觀眾的眼睛里，看起來(lái)就像是立著的。在環(huán)境光很暗的情況下，效果還是很驚艷的。
下圖就是舞臺(tái)在布置反射膜時(shí)候的施工圖:
投影機(jī)（顯示屏）+高速轉(zhuǎn)鏡
上面第一類(lèi)裝置其實(shí)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的立體顯示，本質(zhì)上與我們看2D電影沒(méi)有區(qū)別，實(shí)際上沒(méi)有立體效果，而且最佳觀看角度是有限的，并非360°全景。
在此原理基礎(chǔ)上繼續(xù)考慮，45°反射的裝置改進(jìn)一下，如果在各個(gè)角度都加一個(gè)類(lèi)似的反射薄膜或者反射鏡，而且各個(gè)角度反射的光，恰好是人眼在這個(gè)位置應(yīng)該看到的物體的樣子，不就實(shí)現(xiàn)360°立體顯示了嗎？
現(xiàn)實(shí)中的確實(shí)現(xiàn)了這樣的裝置，投影機(jī)（或者屏幕）計(jì)算好不同角度應(yīng)該顯示的物體的樣子，然后在中央設(shè)置一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的鏡子，將光反射出去。這樣無(wú)論人在哪個(gè)角度觀察，由于視覺(jué)暫留作用，都會(huì)看到物體真實(shí)的樣子，仿佛一個(gè)真實(shí)物體懸在半空中。
不過(guò)裝置一定要加透明罩的，否則鏡子甩出來(lái)可就麻煩了……這項(xiàng)技術(shù)效果上其實(shí)是目前最接近于科幻電影中“全息投影”的樣子，但是不能用手摸。
視覺(jué)障壁（Parallax barrier）
另一項(xiàng)就是大家津津樂(lè)道的任天堂3DS采用的特殊屏幕。大家都有看3D電影的經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)人佩戴一副3D眼鏡，電影院提供的是偏振式，家用的往往是紅綠或者紅藍(lán)眼鏡，其實(shí)原理上都是讓左右眼視覺(jué)信號(hào)隔絕，分別看到不同的、有一定視差的影像，從而產(chǎn)生立體效果。
在屏幕前要通過(guò)裸眼方式實(shí)現(xiàn)左右眼視覺(jué)信號(hào)的隔絕，要使用到視覺(jué)障壁技術(shù)。其實(shí)就是在LCD屏幕前加上一層擋光的“柵欄”，設(shè)計(jì)寬度和位置恰好讓左眼與右眼接收不同的光線(xiàn)，如下圖所示：
這樣一來(lái)，裸眼就實(shí)現(xiàn)了以前需要佩戴眼鏡才能實(shí)現(xiàn)的3D效果。當(dāng)然從上圖可以看出，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)眼球的位置要求很高。
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