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全息,顾名思义指自然界的人或物的散射或发射光的全部信息(包括光波的振幅和相位信息)。全息摄影则是一种真正意义上的三维成像技术,普通摄影只能记录光某个方向的强度(或振幅)信息,而全息摄影利用了光的干涉和衍射原理,不仅能够记录光的强度,还能记录光从哪里发出,朝哪个方向发射的信息(即相位信息)。从不同的角度去观看全息照片,看到的图像内容是不一样的,跟观看真实物体的感受一样。因此,全息摄影是发展成为三维立体显示非常有效的方法之一。
普通摄影术基于透镜成像原理,在自然环境下即能拍摄成像。而全息摄影术需要利用特殊的光源(一般采用激光),记录物体发出的散射光。记录的时候将激光束分为两束,一束直接投射到记录介质上,称为参考光束;另一束光束投射到目标物体上,经过物体表面的散射作用形成物光束。让物光束投射在记录介质的同一区域上,它与参考光束在记录介质上产生干涉叠加,形成干涉条纹,再经过处理之后,就得到一张全息照片。
全息照片有一个非常有趣的现象,即照片的碎片可再现完整的物体图像,并不会因为照片的破碎而失去像的完整性。普通摄影中,物体跟普通照片是点对点的对应关系,普通照片上一个小区域(或像素)只记录了一个物点发出的一个方向的强度信息。但在全息摄影中,由于全息照片的特殊记录方法,物体跟全息照片是点对体积的对应关系,全息照片上的每个像素都记录了物体上各点发出的光线信息。
再现物体像的时候,需要用一束激光照射到全息照片上。当这束激光的波长和传播方向与参考光束完全一样时,就还原了物体原来的光场。我们从不同角度观看,可以观看到物体的不同侧面,就跟看到真实的物体一样。全息摄影的记录材质也与普通摄影不同。传统光学全息采用卤化银、重铬酸盐明胶和光致抗蚀剂全息摄影的记录材质也与普通摄影不同。传统光学全息采用卤化银、重铬酸盐明胶和光致抗蚀剂等制成感光胶片来记录全息图,全息图需要经过后续的显影、定影、漂洗、烘干等处理,显得烦琐而费时。近些年来,出现了光导热塑料、光致聚合物、光折变晶体等新型光敏材料,不仅能省去繁琐的化学处理,而且存储信息的容量和衍射效率得以提高。
2014年底,一款名为Bleen的智能全息投影仪研发成功,科幻电影中天马行空的想象似乎真的变为了现实。Bleen的外形像是一颗蛋,重5.5千克。它能直接在其上方的空中投射出3D影像,这种360°的投影具有光影和空间质量的实感,十分生动逼真,影像最高可达到2.5米。除了投影能力外,Bleen还配备有动态传感器和光传感器等,可以探测环境或动作的变化,并根据这些变化实时地改变投射、变幻的内容。这种全息投影不需要戴上任何3D眼镜,就能观赏,人们甚至还能与投射的人物角色产生互动。在家里配备这样一款全息投影仪,是不是很酷呢?