《蜘蛛俠：英雄遠(yuǎn)征》正在熱映，相信喜歡蜘蛛俠的同學(xué)已經(jīng)看過這部電影了。反派神秘客用上千架無人機(jī)制造出巨浪滔天、身臨火海、光怪陸離的幻想騙過了所有人。電影完美的詮釋了“眼見不一定為真”。所有災(zāi)難和元素怪都是神秘客用全息影像制作出來的幻想，這些幻想不要借助外界設(shè)備，直接裸眼就可以有身臨其境的感受。這也是全息投影最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)裸眼3D。 

　　  

《蜘蛛俠：英雄遠(yuǎn)征》里面的元素怪（圖片來自https://disney.fandom.com/wiki/Hydro-Man） 

　　  

　　騙過蜘蛛俠的全息攝影技術(shù)到底為何物？ 

　　全息投影技術(shù)是一種利用光的干涉原理記錄被攝物體反射光波中全部信息，并通過光的衍射原理從記錄膠片完全重建物體3維立體影像的技術(shù)。它是1947年由英國匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯蓋伯發(fā)明的。他本人也因?yàn)檫@項(xiàng)工作而獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)家。 

　　  

　　從全息投影的定義可以看出，要理解全息投影技術(shù)的原理，首先要知道光的干涉和衍射原理。光的干涉指的是兩束光或者多束光在它們的重疊區(qū)域光強(qiáng)的重新分布。重新分布的光強(qiáng)和干涉的光的相位有密切聯(lián)系。光的干涉原理和水波的干涉原理類似，如下圖所示: 

　　  

水波干涉示意圖，圖片來自（www.simply.science） 

　　  

　　光的衍射指的是光波遇到障礙物時(shí)偏離原來直線傳播的物理現(xiàn)象。 

光的衍射（圖片來自：https://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction） 

　　  

　　物體在照明光的照射下會(huì)向不同的方向反射出散射光，平時(shí)我們就是通過這些散射光在大腦中重建物體的三維圖像的。全息投影技術(shù)的成像原理，簡單的說就是利用光的干涉原理在全息成像底版上記錄了這些散射光的信息，具體如下圖所示，在制作全息成像底版時(shí)，光源在開始被分為兩束光，其中一束光打在物體上形成散射光，另外一束光作為參考光和散射光形成干涉，干涉所產(chǎn)生的干涉條紋包含了物體散射光的所有信息，然后干涉的條紋被全息干板記錄下來。 

全息成像的原理（圖片來自https://en.wikipedia.org/wiki/Holography) 

　　  

　　記錄物體干涉信息的全息底版是一塊復(fù)雜的光柵。所謂的光柵其實(shí)是一種由多個(gè)平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)衍射器件。日常生活中常見的CD或者DVD碟片就是一種光柵，當(dāng)陽光照射上去的時(shí)候我們會(huì)看到五顏六色的光，就是由于陽光在上面發(fā)生了衍射。只是由于這種光柵比較規(guī)律，我們看不到任何特殊的圖像。 

　　全息投影技術(shù)的再現(xiàn)原理，是利用光的衍射來重現(xiàn)物體的虛像。如圖所示，在全息成像再現(xiàn)時(shí)，用一束重建光從一定的角度照射到全息干板上，這束重建光就會(huì)在全息底版上發(fā)生復(fù)雜的衍射，然后我們就能從全息底版后面觀察到一個(gè)十分逼真物體的虛像。從不同的角度觀看這個(gè)虛像，也會(huì)看到物體的不同方面，仿佛真實(shí)的物體就在那里一樣。 

　　  

全息成像再現(xiàn)原理圖（圖片來自https://en.wikipedia.org/wiki/Holography） 

　　  

　　要實(shí)現(xiàn)物體的影像的真實(shí)再現(xiàn)，關(guān)鍵是要記錄從物體發(fā)射的散射光和參考光的干涉信息。計(jì)算機(jī)甚至可以計(jì)算并模擬出在現(xiàn)實(shí)生活中不存在的物體在全息成像時(shí)的干涉信息，并能記錄在相關(guān)的記錄材料上，然后通過光波的照射，我們就能看到這個(gè)物體。例如可以通過全息投影技術(shù)來重現(xiàn)侏羅紀(jì)的恐龍，另外，《蜘蛛俠》里面的全息元素怪也可以通過計(jì)算機(jī)模擬出來。 

　　  

　　全息投影技術(shù)的應(yīng)用 

　　全息投影技術(shù)可以十分逼真的再現(xiàn)物體的三維影像，并實(shí)現(xiàn)裸眼3D，而且可以重復(fù)利用。由于這些特點(diǎn)，使得它的現(xiàn)有和潛在應(yīng)用非常的廣泛。 

　　全息投影技術(shù)在生活中已經(jīng)有應(yīng)用。09年打造包裝的初音未來演唱會(huì)利用電腦技術(shù)制作了初音的全息影像，最后投影到舞臺(tái)，形象逼真，活靈活現(xiàn)。類似的應(yīng)用還可以有很多，例如用全息投影技術(shù)在展覽會(huì)上展示模型，在不同的地方同時(shí)舉辦新產(chǎn)品的發(fā)布會(huì)等等。再例如在博物館里，某些文物由于安保或者其他原因無法展出，可以利用該文物的全息投影來代替。再進(jìn)一步，全息投影技術(shù)可以應(yīng)用于電影上，實(shí)現(xiàn)真正的裸眼3D電影，讓觀影者仿佛置身于電影場景之中。 

　　全息投影技術(shù)在教育和科研上也有很大的潛在應(yīng)用，例如可以用全息投影技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)，增加課堂的趣味性和互動(dòng)性。在科研上，可以用全息投影技術(shù)去展示新的物理或者化學(xué)模型，在醫(yī)學(xué)上全息投影技術(shù)可以將人體信息全部呈現(xiàn)出來，便于醫(yī)生仔細(xì)觀察診斷。 

　　  

全息投影技術(shù)在博物館的應(yīng)用（圖片來自：http://www.sohu.com/a/244600155_100224719） 

　　  

　　當(dāng)然，現(xiàn)在全息投影的技術(shù)成本還很高，而且應(yīng)用起來也比較復(fù)雜，因此現(xiàn)有的應(yīng)用還十分有限，但是隨著全息投影技術(shù)的成熟和成本的降低，特別是隨著現(xiàn)在5G網(wǎng)絡(luò)的普及以及AI的興起，全息投影這項(xiàng)技術(shù)未來將在各個(gè)行業(yè)大顯身手。 

騙過蜘蛛俠的黑科技到底是什么

圖文簡介

摘要：《蜘蛛俠：英雄遠(yuǎn)征》正在熱映。反派神秘客用上千架無人機(jī)制造出巨浪滔天、身臨火海、光怪陸離的幻想騙過了所有人。所有災(zāi)難和元素怪都是神秘客用全息影像制作出來的幻想，這些幻想不要借助外界設(shè)備，直接裸眼就可以有身臨其境的感受。這也是全息投影最大的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)裸眼3D。騙過蜘蛛俠的全息攝影技術(shù)到底為何物？