全息，助力XR

前面我们讲完了AR、VR、MR，肯定有不少读者会问下一个问题：全息投影和这些XR有什么异同？有没有可能不需要设备就可以与虚拟对象互动？

是的，在现实生活中我经常被问到类似问题，在这里我详细解答一下。

从技术实现路径来看，全息技术和XR技术完全不同。

XR技术中的虚拟物使用的都是模型，增强现实技术是使用摄像头等设备实时捕捉并计算现实位置，同时将虚拟模型叠加到现实中去的一种技术；虚拟现实也是模型，但不需要模型与现实环境匹配，VR与现实之间最大的互动是与操控者之间。

全息技术无须建模，而是通过物体反射的光波与参考光波相干叠加产生干涉条纹，这些干涉条纹被称为“全息图”，通过一定条件再现全息图便可重现原物体的三维图像。受限于当前技术水平，人们接触较多的所谓“全息影像”多数是通过双眼视差及人类视觉的停留原理带来的幻象，所以也被称为“伪全息”。

真正的全息技术是匈牙利裔英国物理学家丹尼斯·盖伯于1947年发明的，他因此项发明而获得了1971年的诺贝尔物理学奖，这也是传统意义上的光学全息。

1967年，美国科学家顾德门提出使用电荷耦合元件（CCD）记录全息图，从而为数字全息打开了一扇大门。随着计算机技术的发展和高分辨率CCD的出现，数字全息也得到了较快的发展。

近年来，随着计算机技术的进步，甚至可以不使用原物光学干涉，仅利用计算机就可以模拟现实物体的光波，编码为全息图，再利用光学照明进行再现，这种方法被称为“计算全息”。(https://www.daowen.com)

无论是以上哪种类型的全息，其基本原理不变，就是通过光波的干涉生成物体的全息图，再在适合的条件下通过全息图在空间内再现物体的形态。

图5.5　全息技术的分类与基本原理

虽然理论上全息影像完全可以在空气中呈现，但受限于技术和成本，我们见到的全息影像再现均需要使用介质来充当投影幕布，目前有蒸汽投影、激光爆破投影和全息显示屏等。

另外，还有几种伪全息投影被广泛应用于商业。如虚拟偶像初音未来的演唱会上使用的边缘消隐技术，即将画面投射到全息膜上，再利用暗场隐藏全息膜，从而形成图像悬浮在空中的“错觉”。还有就是佩伯尔幻象，即采用投影机将光源折射45度在幻影成像膜上成像的投影方式。这虽然是目前商业领域最常用的“全息呈现”方式，但也属于伪全息，其本质是一种视觉欺骗，并非模型或真实的光波。

基于全息技术的原理，我们不难看出全息技术的主要功能在于显示，而非虚实交互，因为全息影像本身就是对现实物体的真实还原，所以真正的全息影像真实度和还原度非常高，但互动性较弱。

不过，近年来出现的360度三维投影展示，结合互动投影系统采集动作在传输过程中的遮挡，对参与者的动作进行捕捉后，亦可实现简单动作的互动。

个人认为全息技术真正的潜力点应该是其与AR等设备的结合，基于其原理的全息衍射光波导技术作为AR眼镜的一个核心能力，未来将会有巨大的市场空间，不少公司和业界人士已经在这一方向上发力。