3D全息影像技术带你穿越时空……
2009年美国总统大选期间，远在芝加哥的采访记者杰西卡与纽约演播室的主持人借助于全息影像技术实现面对面交流
在很多科幻电影里，都有类似的场景，即戏中的人物可以对着剧中其他人物的虚拟影像说话，让身处不同空间的人面对面交流。事实上这已不是科幻片里的情节，借助于3D全息影像技术就可以实现。比如，2009年的美国总统大选，美国有线电视新闻网(CNN)运用全息影像技术将远在芝加哥奥巴马总部现场采访的记者的影像再现在演播室中，与现场主持人面对面地进行交流；再如加拿大多媒体舞台剧《动漫大师诺曼》，舞台艺术与电影片断在同一空间出现了非凡的融合；伦敦全息T台秀中美轮美奂的全息投影画面伴随模特的走秀更是令人仿佛置身于仙境一般。梦幻般的3D全息影像技术一次次向世人充分展示了高科技的无穷魅力，带领我们穿越时空……
全息影像技术简介
全息拍摄技术是匈牙利物理学家伽伯在1948年为改善电子显微镜成像质量提出的，1962年激光器问世，全息技术自此蓬勃发展，先后出现了白光反射全息术、彩虹全息术等一系列高新技术。若把这些技术应用于影像领域，即诞生了如梦如幻的全息影像技术。因为全息影像技术得到的图像是三维立体(即3D)的，所以又被称作3D全息影像技术。但它与传统3D技术相比有着完全不同的物理原理，完全不需要特制的偏振眼镜，也无需借助投影幕的帮助。3D全息影像技术利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像技术，其实现过程分为：第一步拍摄，即利用干涉原理记录物体光波信息(图2)；第二步成像过程，即利用衍射原理再现物体光波信息(图3)。全息图像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，而且通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像，各图像能互不干扰地分别显示出来。
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3D全息影像技术改变生活
想象一下，一群医生围坐于悬在办公桌上的大脑全息影像前讨论手术进展问题；一张普通的全息医疗保健卡可储存自你出生以来的全部病历信息；在家里的玻璃窗上便可以实现三维互动影院、视频课堂。3D全息影像技术在医学领域、存储技术、智能显示等等方面取得的科技成果让人惊叹不已……
手术室将迎来一场革命
时光把我们带到2020年，宽敞的办公室里，一群医生在一个悬于办公桌上的大脑前讨论手术进展问题。“你看到大脑中那团肿块样的东西了吗？那就是肿瘤……”，医生们交流着。几分钟后，医生们放下手术刀，再次聚到大脑全息图边上检查手术的进度。
通过那张病人脑部的全息图，医生们可以清楚地看到正在进行脑肿瘤切除手术的病人的每一个大脑脑回，只要绕着全息图走几步，医生们就可以全方位多角度地观察大脑的情况，这将比直接观察病人大脑更为清楚且不留盲点。而且围绕病人头部的CT 扫描仪会随时记录手术过程中大脑的各项数据，从而及时修正大脑的全息图像。若全息图像中代表肿瘤的那些阴影消失得干干净净，手术便圆满成功，几乎不可能出现因肿瘤未完全切除而导致病人重新进行手术的情况。这就是不久的将来，3D全息影像技术可能带来的手术革命。
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方寸之间，塑造魔盘神话，存储技术的新革命
想象一下，未来5年内的某一天，当你身体不舒服随便走进一家医院，医生将你的医疗保健卡插进电脑，眨眼之间，跃入眼帘的是自你出生以来的全部病历信息，包括透视、CT以及某次摔伤做核磁共振扫描的图片，还有成长阶段各个时期身体的各项指标检查结果……如此超大容量的数据存储技术即将走出实验室，进入我们的生活。这就是“三维立体存储数据技术”，即全息存储。
全息存储被《福布斯》杂志评为未来十大“最酷”技术之一。全息存储与全息照相一样，也是利用了光的干涉原理。全息存储器在存储和读取数据时都是以页为单位，一个光栅可以储存一批数据，称为一页。与其他存储技术不同，全息存储技术并不仅仅利用介质表面，它能够在光碟的同一位置上向纵深刻录，实现立体存储全息数据，它同时还具有数据读取速率高及可并行读取等独特优点。DVD碟片大小的全息光盘，其容量达到1.6TB(1TB=1024GB)，可以存储350倍于现行DVD标准(4.7GB)容量的内容。而随机访问时间不到1毫秒，且数据读写操作为非接触式。在切断电源供应的条件下，数据可在感光介质中保存数百年之久。
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随着3D全息影像技术蓬勃发展，新型动态、半动态(可更新)全息存储可以轻松实现处理和传输动态、交互式全息彩色影像，3D全息显示将会深受其利。
独具魅力的新一代防伪技术革命——模压全息技术
在科技馆参观时，我们常常看到这样神奇的一幕，一个看起来很普通的玻璃片，上面似乎什么也没有，但在自然光的照射下，玻璃片上可能会出现许多彩色的条纹；当用激光照射玻璃片时，我们惊奇地看到两个憨态可掬的大熊猫正在吃竹子，并且从不同的角度能看到不同的画面，各画面都具有真实的立体感，这就是激光模压全息技术带给我们的神奇体验。
早在20世纪60年代，在一些信用卡和纸币上，就出现了运用全彩全息图像技术制作出的聚酯软胶片上的“彩虹”全息图像，这是最早的光学全息术在实际生活中的应用。1980年，彩虹全息术与当时发展日趋成熟的全息图模压复制技术相结合，形成压印全息技术，成就了风靡世界的全息印刷产业。在所有的信用卡上都印着一只珍珠色的立体白鸽，栩栩如生，就好像要从信用卡里飞出来一样!这一效果是用一束激光照射白鸽的石膏模型获得的。
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20世纪70年代出现的模压全息产品，至今已产业化。第一个模压全息防伪标识是1980年在美国出现的，随后产生了全息信用卡、全息商标、全息钞票、全息卡通、全息装饰材料、甚至全息服装等保密防伪及装璜装饰的全息图新应用。
21 世纪包装工业中最具魅力、防伪力度最强的材料就属模压全息图。
梦幻般、穿越空间的影像革命——动态3D全息影像技术
试着想象一下，在偌大的展厅中央，一辆全新宝马概念车的影像悬浮在半空中，各个角度的细节都清晰可见，而且随着人们手指的挥动，汽车可以360°旋转、立体分解，甚至可以迅即变成飞机……
在未来，电影已经不单是一块悬挂于墙上的银幕，观众仿佛置身于一个虚幻的戏剧舞台上亲身体验或参与到一段段故事中，每个戏中人物都是那么真切……
这些梦幻展现都离不开动态3D全息影像技术。
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一种新型的摄影机，由几百个甚至几千个微型高清摄像头组成的复眼矩阵摄影机奠定了全息影像拍摄的基础。而且摄影机的镜头已经不再是镜片结构的，而是像人眼般的液态生物镜头。这种新型摄影机不是利用数码技术实现的，而是由24个环形投影设备将不同角度影像投影至中心的特殊棱镜上，再经过一系列的光学衍射汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。观众的视线能从任何一面穿透它，通过表面镜射和反射，观众能从锥形空间里看到自由飘浮的影像和图形。棱镜使用特殊的视觉角度屏蔽技术，让你看不到不属于你自身角度的其他图像，真正实现360°全息立体影像。
这种原本只存在于想象中的技术现在已真实展示在我们面前，全息幻影舞台，真人和虚幻人同台表演，梦幻舞台等等，就是该技术在现实中的应用。
新一代触摸技术革命——交互式多重触摸全息屏
在未来，你可以抛弃等离子和液晶电视，英超足球赛在自家的咖啡桌或是玻璃窗上便可上演；玻璃窗上可以实时投影拉丁舞远程教学，教练的每个动作，你都能看得一清二楚；除此之外，你还能随时与朋友“面对面”交流。实现这一系列玄妙的演示过程，离不开多重触摸技术与3D全息影像技术的结合体——交互式多重触摸全息屏。
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交互式多重触摸全息屏已经成为如今最为流行的交互式产品之一，利用多重触摸全息透明屏可以轻松实现在玻璃窗上看电影的梦想，即使在室外强烈日光照射条件下，或是在采光充足的室内，玻璃窗上仍能投射出明亮、鲜艳且逼真的影像，这是因为人们采用了抗反射技术，而且电影的观看视角最大可达到180°。多重触摸全息透明屏外观如同普通玻璃，具有极佳的透视效果，即使在投影机把图像投射到屏幕上的时候，屏幕后方的人也能看到屏幕前方的事物，但不会产生光学和结构扭曲或者是莫尔条纹。诸多的优点使得交互式多重触摸全息屏一经问世便频频在各种展览会和发布会上作为新型广告载体出现，甚至诸如宝马、奔驰等高档汽车上也已在车窗上设置了一块明亮的全息投影区。同时它深受博物馆等机构的欢迎，因为这项技术既可以再现珍贵文物供参观者欣赏，又能使原物得到妥善保存。
可以预见，不久的将来，在家里或汽车玻璃窗上就能实现三维互动的可视电话、家庭影院、视频课堂、GPS导航……真正让我们实现穿越空间的梦想。
红外、微波和超声全息影像技术
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除光学全息外，红外、微波和超声全息影像技术也获得了大力发展，这些全息影像技术在军事侦察和监视上有重要意义。一般的雷达只能探测到目标方位、距离等，全息影像技术则能给出目标的立体影像，实现智能显示。但是由于可见光在大气或水中传播时衰减速度很快，在不良的气候条件下甚至无法工作。而红外、微波及超声波全息影像技术可以有效克服这一缺点。其原理与全息影像技术相同，它们应用了红外光、微波及超声波拍摄全息照片，然后用可见光再现物像。超声全息照相还能再现潜伏于水下物体的三维图样，因此可用来进行水下侦察和监视。
此外，人们对于地震波、电子波、X射线等方面的全息技术也正在深入研究中，全息显微术和X射线全息术的结合可用来研究物质的微观结构和生命现象的细微变化发展过程。可以预见，随着科学技术的发展，全息技术必将为人类的幸福生活做出更大的贡献。
【责任编辑】赵菲, http://www.100md.com(施坚)
在很多科幻电影里，都有类似的场景，即戏中的人物可以对着剧中其他人物的虚拟影像说话，让身处不同空间的人面对面交流。事实上这已不是科幻片里的情节，借助于3D全息影像技术就可以实现。比如，2009年的美国总统大选，美国有线电视新闻网(CNN)运用全息影像技术将远在芝加哥奥巴马总部现场采访的记者的影像再现在演播室中，与现场主持人面对面地进行交流；再如加拿大多媒体舞台剧《动漫大师诺曼》，舞台艺术与电影片断在同一空间出现了非凡的融合；伦敦全息T台秀中美轮美奂的全息投影画面伴随模特的走秀更是令人仿佛置身于仙境一般。梦幻般的3D全息影像技术一次次向世人充分展示了高科技的无穷魅力，带领我们穿越时空……
全息影像技术简介
全息拍摄技术是匈牙利物理学家伽伯在1948年为改善电子显微镜成像质量提出的，1962年激光器问世，全息技术自此蓬勃发展，先后出现了白光反射全息术、彩虹全息术等一系列高新技术。若把这些技术应用于影像领域，即诞生了如梦如幻的全息影像技术。因为全息影像技术得到的图像是三维立体(即3D)的，所以又被称作3D全息影像技术。但它与传统3D技术相比有着完全不同的物理原理，完全不需要特制的偏振眼镜，也无需借助投影幕的帮助。3D全息影像技术利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像技术，其实现过程分为：第一步拍摄，即利用干涉原理记录物体光波信息(图2)；第二步成像过程，即利用衍射原理再现物体光波信息(图3)。全息图像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，而且通过多次曝光可以在同一张底片上记录多个不同的图像，各图像能互不干扰地分别显示出来。
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3D全息影像技术改变生活
想象一下，一群医生围坐于悬在办公桌上的大脑全息影像前讨论手术进展问题；一张普通的全息医疗保健卡可储存自你出生以来的全部病历信息；在家里的玻璃窗上便可以实现三维互动影院、视频课堂。3D全息影像技术在医学领域、存储技术、智能显示等等方面取得的科技成果让人惊叹不已……
手术室将迎来一场革命
时光把我们带到2020年，宽敞的办公室里，一群医生在一个悬于办公桌上的大脑前讨论手术进展问题。“你看到大脑中那团肿块样的东西了吗？那就是肿瘤……”，医生们交流着。几分钟后，医生们放下手术刀，再次聚到大脑全息图边上检查手术的进度。
通过那张病人脑部的全息图，医生们可以清楚地看到正在进行脑肿瘤切除手术的病人的每一个大脑脑回，只要绕着全息图走几步，医生们就可以全方位多角度地观察大脑的情况，这将比直接观察病人大脑更为清楚且不留盲点。而且围绕病人头部的CT 扫描仪会随时记录手术过程中大脑的各项数据，从而及时修正大脑的全息图像。若全息图像中代表肿瘤的那些阴影消失得干干净净，手术便圆满成功，几乎不可能出现因肿瘤未完全切除而导致病人重新进行手术的情况。这就是不久的将来，3D全息影像技术可能带来的手术革命。
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方寸之间，塑造魔盘神话，存储技术的新革命
想象一下，未来5年内的某一天，当你身体不舒服随便走进一家医院，医生将你的医疗保健卡插进电脑，眨眼之间，跃入眼帘的是自你出生以来的全部病历信息，包括透视、CT以及某次摔伤做核磁共振扫描的图片，还有成长阶段各个时期身体的各项指标检查结果……如此超大容量的数据存储技术即将走出实验室，进入我们的生活。这就是“三维立体存储数据技术”，即全息存储。
全息存储被《福布斯》杂志评为未来十大“最酷”技术之一。全息存储与全息照相一样，也是利用了光的干涉原理。全息存储器在存储和读取数据时都是以页为单位，一个光栅可以储存一批数据，称为一页。与其他存储技术不同，全息存储技术并不仅仅利用介质表面，它能够在光碟的同一位置上向纵深刻录，实现立体存储全息数据，它同时还具有数据读取速率高及可并行读取等独特优点。DVD碟片大小的全息光盘，其容量达到1.6TB(1TB=1024GB)，可以存储350倍于现行DVD标准(4.7GB)容量的内容。而随机访问时间不到1毫秒，且数据读写操作为非接触式。在切断电源供应的条件下，数据可在感光介质中保存数百年之久。
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随着3D全息影像技术蓬勃发展，新型动态、半动态(可更新)全息存储可以轻松实现处理和传输动态、交互式全息彩色影像，3D全息显示将会深受其利。
独具魅力的新一代防伪技术革命——模压全息技术
在科技馆参观时，我们常常看到这样神奇的一幕，一个看起来很普通的玻璃片，上面似乎什么也没有，但在自然光的照射下，玻璃片上可能会出现许多彩色的条纹；当用激光照射玻璃片时，我们惊奇地看到两个憨态可掬的大熊猫正在吃竹子，并且从不同的角度能看到不同的画面，各画面都具有真实的立体感，这就是激光模压全息技术带给我们的神奇体验。
早在20世纪60年代，在一些信用卡和纸币上，就出现了运用全彩全息图像技术制作出的聚酯软胶片上的“彩虹”全息图像，这是最早的光学全息术在实际生活中的应用。1980年，彩虹全息术与当时发展日趋成熟的全息图模压复制技术相结合，形成压印全息技术，成就了风靡世界的全息印刷产业。在所有的信用卡上都印着一只珍珠色的立体白鸽，栩栩如生，就好像要从信用卡里飞出来一样!这一效果是用一束激光照射白鸽的石膏模型获得的。
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21 世纪包装工业中最具魅力、防伪力度最强的材料就属模压全息图。
梦幻般、穿越空间的影像革命——动态3D全息影像技术
试着想象一下，在偌大的展厅中央，一辆全新宝马概念车的影像悬浮在半空中，各个角度的细节都清晰可见，而且随着人们手指的挥动，汽车可以360°旋转、立体分解，甚至可以迅即变成飞机……
在未来，电影已经不单是一块悬挂于墙上的银幕，观众仿佛置身于一个虚幻的戏剧舞台上亲身体验或参与到一段段故事中，每个戏中人物都是那么真切……
这些梦幻展现都离不开动态3D全息影像技术。
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一种新型的摄影机，由几百个甚至几千个微型高清摄像头组成的复眼矩阵摄影机奠定了全息影像拍摄的基础。而且摄影机的镜头已经不再是镜片结构的，而是像人眼般的液态生物镜头。这种新型摄影机不是利用数码技术实现的，而是由24个环形投影设备将不同角度影像投影至中心的特殊棱镜上，再经过一系列的光学衍射汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。观众的视线能从任何一面穿透它，通过表面镜射和反射，观众能从锥形空间里看到自由飘浮的影像和图形。棱镜使用特殊的视觉角度屏蔽技术，让你看不到不属于你自身角度的其他图像，真正实现360°全息立体影像。
这种原本只存在于想象中的技术现在已真实展示在我们面前，全息幻影舞台，真人和虚幻人同台表演，梦幻舞台等等，就是该技术在现实中的应用。
新一代触摸技术革命——交互式多重触摸全息屏
在未来，你可以抛弃等离子和液晶电视，英超足球赛在自家的咖啡桌或是玻璃窗上便可上演；玻璃窗上可以实时投影拉丁舞远程教学，教练的每个动作，你都能看得一清二楚；除此之外，你还能随时与朋友“面对面”交流。实现这一系列玄妙的演示过程，离不开多重触摸技术与3D全息影像技术的结合体——交互式多重触摸全息屏。
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交互式多重触摸全息屏已经成为如今最为流行的交互式产品之一，利用多重触摸全息透明屏可以轻松实现在玻璃窗上看电影的梦想，即使在室外强烈日光照射条件下，或是在采光充足的室内，玻璃窗上仍能投射出明亮、鲜艳且逼真的影像，这是因为人们采用了抗反射技术，而且电影的观看视角最大可达到180°。多重触摸全息透明屏外观如同普通玻璃，具有极佳的透视效果，即使在投影机把图像投射到屏幕上的时候，屏幕后方的人也能看到屏幕前方的事物，但不会产生光学和结构扭曲或者是莫尔条纹。诸多的优点使得交互式多重触摸全息屏一经问世便频频在各种展览会和发布会上作为新型广告载体出现，甚至诸如宝马、奔驰等高档汽车上也已在车窗上设置了一块明亮的全息投影区。同时它深受博物馆等机构的欢迎，因为这项技术既可以再现珍贵文物供参观者欣赏，又能使原物得到妥善保存。
可以预见，不久的将来，在家里或汽车玻璃窗上就能实现三维互动的可视电话、家庭影院、视频课堂、GPS导航……真正让我们实现穿越空间的梦想。
红外、微波和超声全息影像技术
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除光学全息外，红外、微波和超声全息影像技术也获得了大力发展，这些全息影像技术在军事侦察和监视上有重要意义。一般的雷达只能探测到目标方位、距离等，全息影像技术则能给出目标的立体影像，实现智能显示。但是由于可见光在大气或水中传播时衰减速度很快，在不良的气候条件下甚至无法工作。而红外、微波及超声波全息影像技术可以有效克服这一缺点。其原理与全息影像技术相同，它们应用了红外光、微波及超声波拍摄全息照片，然后用可见光再现物像。超声全息照相还能再现潜伏于水下物体的三维图样，因此可用来进行水下侦察和监视。
此外，人们对于地震波、电子波、X射线等方面的全息技术也正在深入研究中，全息显微术和X射线全息术的结合可用来研究物质的微观结构和生命现象的细微变化发展过程。可以预见，随着科学技术的发展，全息技术必将为人类的幸福生活做出更大的贡献。
【责任编辑】赵菲, http://www.100md.com(施坚)