全息影像技术:科幻照进现实

摘要: 能够制造出以假乱真幻影的全息影像技术屡屡出现在各类科幻电影当中,现在,它正在迅速从银幕走向现实。

科幻电影向来是人类科技发展的风向标。

1977年的经典影片《星球大战》中,导演乔治·卢卡斯精心安排了这样一些场景:莉亚公主通过一个闪烁的3D影像向卢克·天行者与欧比旺·肯诺比发出求救信息;黑武士与虚拟的立体西斯皇帝头像对话。类似的场景在这部影片中还有好几处。以今天观众的眼光来看,这样的桥段并无新意,但是你一定不知道,这其实是“全息影像技术”在大银幕上的首秀。

自那之后,“全息影像”技术开始成为科幻电影的标配:《第六日》里栩栩如生的虚拟女管家把硬汉施瓦辛格迷得神魂颠倒;《阿凡达》里的3D沙盘帮助人类军队模拟备战;最近上映的《碟中谍4》里,潜入克林姆林宫窃取情报的阿汤哥用一块能够制造以假乱真场景的幕布成功骗过了谨慎的守卫。

从乔治·卢卡斯将“全息影像”的概念搬上银幕至今已有30多年,人类技术的进步也使当年电影中那些看似不可思议的场景正在迅速变为现实。今年春晚上,给国人印象最深的大概要属那变化莫测的绚丽舞台效果了。萨顶顶演唱《万物生》时,漫天飞舞的虚拟花瓣惊艳全场,360度全景显示的仙境般的场景,让人仿佛置身《阿凡达》里的潘多拉星球,而这一切的背后正是全息影像技术的功劳。

以假乱真的全息影像技术

所谓全息影像技术,简而言之,就是利用光的干涉和衍射原理,记录并且再现物体三维图像的技术。干涉可以用来记录物体的光波信息,衍射能够再现还原这些信息。

全息影像技术是如何呈现出物体的立体形象呢?这就要从它的拍摄原理讲起。假设用一束激光照射一个细小微粒,微粒反射的是不断向外扩大的球面波,此时,用肉眼看微粒,会发现它是明亮的一点。当用普通照相机为这一微粒拍照时,反射的光波通过相机镜头在底片上形成一个亮点。相机底片记录下这一光点,但是无法记录下微粒在三维空间中的位置,所以,最后的照片上也只能看到一个平面的亮点。

而拍摄全息影像时则不同,它是将一束发出平面波的激光和微粒反射出的球面波一起投射到底片上,整张底片都受到了光照,它记录下的不是亮点,而是一组同心圆,看起来就像一根被切成无数薄片的胡萝卜一样。底片冲洗好后,再用发出平面波的激光,以拍摄时相同的角度射向底片,就会看到原来放置微粒的地方出现了一个亮点,而且这个亮点是在空间中存在的,而非底片上。所以,全息影像技术所呈现的是一个包含位置信息在内全部光学信息的光点,原则上它的每一部分都能再现原物体,宛如真实的一般。

全息影像技术的历史最早可以追溯到1948年,那一年,伦敦大学帝国理工学院的丹尼斯·加博尔博士在研究如何提高电子显微镜的分辨率过程中,偶然发明了全息立体摄像。但当时由于技术限制,加博尔的发明并没有被人重视。1962年以后,随着激光器的发明,全息影像技术也有了进一步发展。

1971年,科学界终于意识到了加博尔20年前发明的重要意义,授予他诺贝尔物理学奖。乔治·卢卡斯之所以会在1977年拍摄《星球大战》的过程中大量使用表现全息影像技术的桥段,或许正是从加博尔的发明中汲取到的灵感。

广阔天地,大有作为

还记得大约10年前颇为流行的激光防伪技术吗?那时许多图书、烟酒包装上都有一个金光闪闪的小贴纸,望向其中会发现里面竟是一幅立体的图像,如果现在你还在使用诺基亚的手机,打开后盖,你很可能会发现电池上也有这么个玩意。没错,这正是全息影像技术的初级应用。不过,这种防伪标识感光度很低,色彩更是单调,还远谈不上以假乱真。

虽然,全息影像技术由来已久,但是在2000年前一直发展缓慢,直到2001年德国国家实验室开发出的全息膜技术使三维图像的再现成为可能,这才迈入一个全新的阶段。此后几年,随着材料科技迅速成熟,全息影像技术飞速发展,并且得到愈发广泛的应用。

2007年,思科CEO钱伯斯在印度班加罗尔的一场发布会上,向人们展示了全息影像技术的魔力。在台上,钱伯斯与技术团队负责人戴比尔斯面对面亲切交流,但是,钱伯斯身边这个活灵活现的戴比尔斯只是一个虚拟形象,他的真人远在4万公里外的美国加州,奇妙的场景引得现场观众发出一阵阵惊叹。

不过相比之下,日本人则更加大胆。

2010年,日本科技公司“Crypton未来媒体”为了推广旗下的虚拟美少女歌手初音未来,开始运用全息影像技术举办现场“真人”演唱会。初音未来的首场演出就大获成功,2500张门票被抢购一空。舞台上,初音未来与真人乐手们配合默契,别有风情。此后,初音未来迅速成为红遍全球的宅男杀手,先后在美国、泰国和新加坡等地举办了多场现场演唱会,有消息称,今年她还将造访中国。童话大王郑渊洁不久前赴日访问时,还与初音未来的“本尊”亲切合影,令不少国内宅男羡慕不已。

最近两年,愈来愈多的国际品牌开始尝试利用全息影像技术来配合产品的发布,而且均取得了不错的效果。去年4月,Burberry在北京举行的3D服装秀就曾引起过不小的轰动。

不过,目前市场上对于全息影像技术的应用大都还停留在展示的阶段,应用场景无非就是大型演出、展览或者产品发布会上,但全息影像技术未来的前景远不局限于此。

举个简单的例子,目前消费者在网上购物时最大的困扰就是无法看到实物商品,经常是东西拿到手后,才发现与网站上精美的图片相比完全是南辕北辙,尤其是购买服饰时,只能凭感觉来判断。

将来,全息影像技术完全可以与电商结合,那时,消费者看到的不再是那些华而不实的图片,而是一幅幅栩栩如生的三维图像,这会解除消费者网购时的后顾之忧,极大释放电子商务的消费需求。而且,目前凡客等服饰电商都承诺当场试穿、无条件退货,这大大降低了物流效率。将来,一旦全息影像技术成熟,消费者完全可以在下单之前完成试穿环节,为自己和商家都能免去不少烦恼。

电影《钢铁侠》则为人们展示了全息影像技术的另一幅图景。影片中,主人公使用的计算机界面和操作台就是投射到空气中的全息图像,史塔克直接对着空气进行操作来设计盔甲。可以肯定的是,在不久的将来,影片中所呈现出的就将变为现实,事实上,微软公司已经着手开发类似影片中展现的技术,并将这一项目命名为Vermeer。目前,微软的研究已经初具成果,不仅可以实现360度的虚拟图像全方位显示,还能够通过Kinect摄像头实现人与虚拟图像的直接互动。

全息影像技术在民用市场的深入应用还有很长的路要走,但是它在科幻电影中展现的巨大潜力却已经吊足了人们的胃口。

本文系作者 杨钊 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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杨钊
杨钊

《商业价值》记者 关注汽车、可穿戴设备、体育等等

评论(14

  • 古拉格群岛 古拉格群岛 2013-10-04 22:50 via pc

    最近不少演唱会在玩这个

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  • jnamkuan jnamkuan 2012-04-06 11:49 via pc

    这个技术如果用来看电视或玩极品飞车,那感觉没得顶!

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  • 萨尔瓦多 萨尔瓦多 2012-03-27 13:19 via pc

    再一次改变世界,国内什么时间可以实现?

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  • 神采飞扬 神采飞扬 2012-03-22 10:04 via pc

    未来的趋势 无法阻挡

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  • Tommy Yang Tommy Yang 2012-03-20 18:48 via pc

    初音的演唱会视频我看过,确实震撼

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  • 段磊 段磊 2012-03-20 18:23 via pc

    太牛了,这个技术一旦民用,将彻底改变人们的观念、行为,强烈期待着!

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  • piusco piusco 2012-03-20 08:51 via pc

    1948年就出现的技术,到如今才进入大众的生活。不知道还有多少科学家的发明埋没在历史的长河,隐藏在科技的象牙塔里。

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  • Kingxk Kingxk 2012-03-20 08:18 via pc

    好,虚拟现实

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  • 抹茶浮雪 抹茶浮雪 2012-03-19 23:38 via pc

    配图很漂亮!全息影像和相关技术的发展一定能还原给我们真实的dreamworld!

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  • Deron Deron 2012-03-19 22:39 via pc

    期待该技术能够尽快普及

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Oh! no

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