與AR/VR技術相比 全息顯示技術一直在發展 這項技術發明自1947年 它可以將虛擬影像顯示在真實環境中 讓你可以裸眼看到虛實結合的視覺效果。目前已有的幾個具有代表性的方案包括：基于投影技術的Light Field Lab、基于佩珀爾幻象原理的“邁克爾·杰克遜”表演、凸透鏡原理的Looking Glass、基于高速移動介質和光源的Voxon、高刷超聲波粒子全息方案、全息風扇等等。
目前 全息風扇類的2D全息顯示技術已經應用在商場等營銷場景。與2D顯示屏相比 3D全息顯示屏同樣利用光線來成像 區別在于顯示的內容具有空間感。但真正的3D全息系統造價昂貴、難以量產生技術限制 一直難以大規模商業化。
注：本文主要涉及裸眼3D全息技術 是使用門檻比AR頭顯更低 更適合多人場景的技術。
因此 為了讓全息技術能夠應用于更多領域 三星尖端技術研究所（SAIT）的科研人員歷時8年 研發了一種輕薄的全息顯示屏幕 其原理是利用可操控的背光單元和全息視頻處理器來控制光線 顯示高質量3D全息影像 可視角度是一般水平的30倍。近期 SAIT科研人員在自然通訊期刊上發表了這項技術的相關論文 進一步對其進行解釋。
科研人員表示：傳統顯示屏通過光線強度來表現深度 而全息技術不僅控制光線強度 還能顯示出從多角度看都有3D觀感的圖像 是3D顯示的最理想形式。3D全息顯示結合了多種深度感知原理 包括雙目視差、雙眼角度、焦距調整、運動視差等。而市面上大多數3D顯示方案通常僅結合其中部分原理。三星研發的全息顯示技術幾乎可以通過光線來完美復制物體 生成逼真的3D圖像。
另外 通常靜態全息技術形式包括：1）銀鹵化物、光敏聚合物；2）納米光學、超表面；相比之下 靜態全息顯示形式不支持高刷新率動態顯示 而SAIT的技術利用空間光調制器（SLM） 直接調節光波面 呈現動態的全息影像。
據了解 這是一個基于光線衍射原理的3D全息顯示方案 它的特點是在空間中成像 支持與屏幕前0.3米的手掌互動 這與傳統基于雙目視差原理的全息技術有所不同（此外 也不容易造成視覺輻輳沖突） 因此真正的全息顯示技術對于未來的交互式3D視頻系統和界面足夠重要。
關于商業化潛力
SAIT表示：全息顯示技術難以商業化是因為以下幾大難點：
1）有限的視場角；
2）笨重的光學元件；
3）計算量大。
為了解決這些問題 SAIT開發了一種名為S-BLU的特殊光學元件 其特點是只需要輕薄的光源（C-BLU） 可以控制光源面板產生的背光 原理是將入射光轉化成準直光線 并通過光束偏轉器來調整光線角度。利用這種原理開發的全息顯示屏可實現4K分辨率（3840××2160）、10英寸大小、0.6°可視角度。如果將全息圖像通過S-BLU向觀看者方向彎曲那么可視角度約可提升30倍。
此外 通常顯示面積越大 最佳觀看角度會越小 二者大小成反比。也就是說 2mmx1mm的全高清全息顯示屏可視角度為30° 而200mmx100mm的全息顯示屏可視角度僅為0.3°。
總之 基于S-BLU的全息面板足夠輕薄、平整 采用更成熟的顯示器設計 更容易被主流市場接受。
計算全息圖像則通過FPGA（場可編程門陣列） 好處是可避免信息丟失和過渡采樣 計算單元只需要一個芯片。
總之 三星打造了一個包含創建到復制整個完整流程的全息顯示系統 有望推動全息顯示的商業化。科研人員在論文中表示：建立全息顯示的框架將成為解決商業化難題的關鍵 SAIT將持續推動全息作為未來的顯示形式。
盡管如此 SAIT科研人員認為全息技術打開主流市場還需要很長時間 因為除了需要開發技術外 還需要發展全息內容、全息視頻捕捉設備、全息數據傳輸流程等等。
應用場景方面 SAIT認為未來全息技術可用于遠程醫療、圖形可視化、虛擬導航、3D顯示等等。起初 可能會出現全息鍵盤、全息菜單等應用 隨著這項技術越來越常見 它可能還會用來創建基于手勢、語音、眼球追蹤、腦電波識別等其他輸入方式的UI（用于AR眼鏡等設備）。
對比其他全息技術
前面提到 市面上有各種各樣的全息方案 應用更廣泛的是2D全息技術 而真正的3D全息顯示還在實驗室探索階段 難以商業化。目前已經向企業、設計師和開發者發售的Looking Glass全息顯示屏支持多人從45個角度查看3D模型 但你無法直接觸碰顯示屏中的虛擬圖像 而且售價599美元到3000美元 造價比較昂貴。
相比之下 Voxon全息顯示設備支持更多觀察角度 生成的3D虛擬模型看起來就像是真實存在的。它的原理是基于高速（4000fps）移動的平面介質 但這樣的設計則更加依賴算力 設備體積笨重 而且售價高達1萬美元。
而基于投影技術的Light Field Lab原理其實與SAIT的方案有些相似 都是利用光來形成3D全息影像 區別在于SAIT解決了計算成本的問題 通過算法來優化全息圖像生成流程 計算單元僅需要一個芯片。
盡管如此 我們可能要等到6G時代才能看到三星推出全息相關產品 因為三星此前在6G白皮書中就曾提到 6G時代的三個關鍵服務是：真正的沉浸式XR、高質量移動式全息體驗、數字化身。他們認為 全息圖像將成為未來新一代媒介 它可通過顯示出面部表情、手勢動作 甚至豐富自然的肢體語言等。而這些還需要實時的面部、動作捕捉技術 將拍攝的三維圖像實時傳輸到對方。未來 這種技術有望成為遠程通訊、醫療、虛擬導航的新方式。
責任編輯：PSY