在現實世界中，當我們(men) 看到一個(ge) 物體(ti) 時，實際上是我們(men) 的眼睛接收到了該物體(ti) 反射的光，即光的波前。波前包含我們(men) 的眼睛可以解釋的關(guan) 於(yu) 光波的亮度、顏色和距離(相位)特性的複雜信息，這使我們(men) 能夠在三維中感知物體(ti) 。
全息AR：不是你祖父輩時代的全息
在現實世界中，當我們(men) 看到一個(ge) 物體(ti) 時，實際上是我們(men) 的眼睛接收到了該物體(ti) 反射的光，即光的波前。波前包含我們(men) 的眼睛可以解釋的關(guan) 於(yu) 光波的亮度、顏色和距離(相位)特性的複雜信息，這使我們(men) 能夠在三維中感知物體(ti) 。
相比之下，當我們(men) 看顯示屏時，我們(men) 看到的是顯示器的各個(ge) 像素從(cong) 二維平麵發出的光(即使這些像素小到我們(men) 的眼睛無法感知)。全息圖旨在複製物體(ti) 在真實世界中反射光的效果。從(cong) 本質上講，今天的全息圖由計算機生成的波前副本組成，該副本從(cong) 顯示屏投影或投影到透明麵板上，使用幹涉圖案模仿來自物體(ti) 的真實世界波前，從(cong) 而使2D投影呈現3D效果。
在全息圖的早期，帶有特殊塗層的照相底片用於(yu) 記錄波前的幅度和相位信息。今天，使用計算機和顯示器生成全息投影。典型的計算機生成的全息圖由算法計算並使用空間光調製器進行投影1。雖然一些增強現實(AR)係統使用顯示屏幕，如 OLED發射圖像或用清晰麵板反射投影圖像，但先進的全息技術是一種新興(xing) 的、具有大眾(zhong) 市場潛力的AR可視化方法。
基於(yu) 計算機生成全息(CGH)顯示的AR設備示意圖。CGH上傳(chuan) 到空間光調製器上，參考光照射下的衍射光通過分束器的一個(ge) 方向到達人眼，真實環境通過分束器的另一個(ge) 方向進入人眼，形成組合帶有AR圖像的背景環境圖像。
傳(chuan) 統的AR/VR設備基於(yu) 雙目視覺顯示或光場顯示，兩(liang) 者都可能存在聚散調節衝(chong) 突(vergence-accommodation conflicts)，導致用戶頭暈或疲勞。全息顯示器提供3D視覺感知，而不會(hui) 在觀看者中產(chan) 生會(hui) 聚聚焦衝(chong) 突(convergence-focusing conflict)，從(cong) 而減輕這些負麵的用戶體(ti) 驗。在工業(ye) /企業(ye) 国产成人在线观看免费网站之外采用AR的速度很慢，部分原因是上述物理影響。消費者對智能眼鏡和AR設備的廣泛采用之所以興(xing) 趣低迷，其另一個(ge) 原因是長時間佩戴頭戴式設備 (HMD)的不適感，以及對笨重或不吸引人的智能眼鏡設計風格的擔憂。大多數消費者仍然依靠智能手機獲取動態信息。
在改善用戶體(ti) 驗的同時推進全息科學
製作靜態全息3D圖像是一個(ge) 起點，但需要更具吸引力的AR體(ti) 驗來推動更多的市場興(xing) 趣。研究人員和国产黄色在线观看不斷推動技術向前發展，追求更具交互性、身臨(lin) 其境性和無耳機(headset-free)的增強現實和全息方法，以增強體(ti) 驗。
例如，在SPIE AR VR MR Conference 2020上，來自伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員利用DMD提出了一種基於(yu) 數字振幅計算機生成全息圖投影的AR近眼顯示係統2。該設備的工作原理基於(yu) 菲涅耳全息和空間光調製器編碼，使係統能夠顯示具有準確深度線索的高分辨率3D圖像。他們(men) 建議這種技術可用於(yu) 緊湊、低成本的設備，這可能對消費国产成人在线观看免费网站很有吸引力。
以下是對全息創新的一些進一步領域的一瞥——交互性、沉浸式和無頭戴式係統——它們(men) 可以幫助克服消費者AR采用障礙，並改變我們(men) 未來與(yu) 技術互動的方式。
交互式全息圖
您可能已經在鋼鐵俠(xia) 和複仇者聯盟電影中看到托尼·斯塔克與(yu) 他巨大的AR顯示器互動，揮動他的手將空中圖像滑入和滑出視野。現在研究人員越來越接近於(yu) 實現這種能力，但他們(men) 從(cong) 手指手勢開始。
日本千葉大學的一個(ge) 團隊開發了一種“交互式手指感應係統，使觀察者能夠直觀地實時處理電子全息圖像。在這個(ge) 係統中，運動傳(chuan) 感器檢測手指手勢(滑動和捏合)並將它們(men) 分別轉換為(wei) 全息圖像的旋轉和放大/縮小。”3
(a) 使用滑動手勢旋轉3D圖像和 (b) 使用捏合手勢縮小和放大圖像的圖像。霸王龍的圖像由 4,096 個(ge) 點光源組成。
無耳機(Headset-Free)增強現實體(ti) 驗
最近的發展正在進一步推動全息創新，特別是在AR領域。下一代全息顯示器——也稱為(wei) 全息接口、光場顯示器、超立體(ti) 顯示器或體(ti) 積顯示器4——將首次讓用戶擺脫頭戴式耳機或智能眼鏡等硬件的束縛，因為(wei) 圖像被投射到真實的空間。這不僅(jin) 使單個(ge) 用戶能夠不受阻礙地查看全息圖，而且使多個(ge) 用戶能夠從(cong) 多個(ge) 3D 角度同時體(ti) 驗相同的全息圖
這些新係統意味著“一群人現在可以與(yu) 虛擬角色和世界互動，兌(dui) 現科幻小說中長期承諾的全息未來。”5這種無耳機突破的潛在国产成人在线观看免费网站是巨大的，可以預測“幾乎所有行業(ye) ——醫學成像、通信、3D 設計、廣告、記憶行業(ye) (memories industry)、娛樂(le) 、藥物設計、教育——都將在未來幾年因這種轉變而發生轉變。”6 此外，汽車行業(ye) 將AR技術国产成人在线观看免费网站於(yu) 車輛的平視顯示(HUD)係統。
全息增強現實
全息術的另一個(ge) 創新領域被稱為(wei) “全息增強現實”，不要與(yu) 簡單地使用全息術將物體(ti) 或圖像投影到用戶當前環境(帶或不帶耳機)中相混淆。全息AR指的是一種更加身臨(lin) 其境的體(ti) 驗，用戶將自己置身於(yu) 交互環境中。“全息增強現實從(cong) 現實世界中實時提取人和/或物體(ti) ，並將他們(men) 沉浸在虛擬環境中，在那裏他們(men) 可以自然地與(yu) 數字元素進行交互。換句話說，全息AR允許用戶在虛擬世界中看到自己，並與(yu) 在同一空間內(nei) 發現的物體(ti) 進行交互。”7全息AR的一個(ge) 關(guan) 鍵方麵是它集成了身體(ti) 動作——手勢、麵部表情甚至語音命令——來控製體(ti) 驗，而不需要任何手持控製器設備。這種類型的有機用戶跟蹤稱為(wei) 自然用戶界麵(NUI)，其中包括上麵引用的使用手指手勢的工作。
全息 AR 具有用於(yu) 教育目的的巨大潛力，例如，讓學生沉浸在他們(men) 正在學習(xi) 的環境中，並使他們(men) 能夠虛擬探索該環境並與(yu) 之互動。
學生可以訪問火星並近距離體(ti) 驗與(yu) 好奇號火星車的互動。
原文來源: https://www.radiantvisionsystems.com/blog/holographic-ar-not-your-grandfathers-holography
1. He, Z., et al., “Progress in virtual reality and augmented reality based on holographic dISPlay”, Applied Optics, Vol. 58(5), February 10, 2019.
2. Chang, C., et al., "Holographic near-eye 3D display based on amplitude-only wavefront modulation", Proc. SPIE 11310, Optical Architectures for Displays and Sensing in Augmented, Virtual, and Mixed Reality (AR, VR, MR), 113100V, February 19, 2020. https://doi.org/10.1117/12.2544452
3. Yamada,S.,et al.,“Interactive Holographic Display Based on Finger Gestures”,Scientific Reports 8, 2010 (2018), January 31, 2018. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20454-6
4. Frayne, S., “holograms, VR, AR, & the future of reality”, Looking Glass Blog, September 17, 2019.
5. Ibid.
6. Ibid.
7. “What is Holographic AR”, Integem (retrieved May 7, 2020).
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