可嵌入手機，三星研發首個超薄互動全像顯示螢幕 - 科技新報

全像投影本質上是一種3D 技術，其英文名稱是Holographic Projection，其中holo 來自於希臘語，意為「完全的影像」。

要傳遞「完全的影像」，需要兩步：. X 科技新知時時更新 免費訂閱電子報 訂閱 退訂 ※此電子郵件已被使用！ 請勾選您感興趣的類別（至少勾選一項） 產業科技 科技財經 網路趨勢 科技新知 科技新品 同意隱私權政策* 全像投影這項技術迄今已有70餘年的歷史。

早在1947年，英國匈牙利裔物理學家GáborDénes發明了全像投影術。

基於這項成就，他獲得了1967年的英國物理學會楊氏獎和1971年諾貝爾物理學獎。

最近，被稱為是「顯示螢幕霸主」的三星在這一領域又有了新突破──提出了一款超薄互動式全像顯示螢幕，可以從多個角度提供高解析度的、真實度極高的3D影片，未來可以集成到行動裝置中，支援辦公或家用。

何為全像？ 實現這一突破的科學研究團隊來自於三星先進技術研究所（SAIT）、三星先進技術研究所俄羅斯（SAIT-Russia）光學研究小組和首爾大學。

2020年11月10日，其論文發表於《自然》子刊《自然通訊》，題為Slim-panelholographicvideodisplay（超薄全像影片顯示面板）。

在了解這篇論文之前，何為全像是首先要了解的一個問題。

全像投影本質上是一種3D技術，其英文名稱是HolographicProjection，其中holo來自於希臘語，意為「完全的影像」。

要傳遞「完全的影像」，需要兩步： 拍攝：利用乾涉原理（兩列或以上的波在空間中重疊時發生疊加，形成新的波形），將被攝物體在雷射輻照下形成的物光束和射到全像底片上的雷射參考光束進行疊加，產生干涉並記錄下來。

經過一定處理後得到全像照片。

成像：利用繞射原理（即：波遇到障礙物時會偏離原來的直線傳播），利用相干雷射照射全像圖，一張線性記錄的正弦型全像圖的繞射光波可以給出兩個像，圖像的立體感增強，也有了真實的視覺效果。

簡而言之，全像投影技術的原理可以理解為：利用2個物理現象，巧妙地將一個物體拍成一張照片，再把這張照片打造出立體感。

正因如此，全像投影又被稱為虛擬成像。

值得一提的是，當真實物體與全像圖像處於同一空間時，它們都可被感知，而且並無不同。

比如在下面這張照片中，一隻真實的人手拿著全像顯示螢幕，顯示螢幕上是一個精靈的形象。

全像圖像和人手離拍下這張照片的相機的距離都是0.3米。

（Source：naturecommunication，以下同。

） 全像顯示器提供了自然的深度感知，觀眾更為關注的是精靈本身，而不是螢幕。

相比之下，如果是利用雙目視差和輻輳（注視近物時雙眼匯聚）的傳統立體3D圖像，觀眾可能無法同時清楚地看到精靈形象和人手，並且還會出現由調和─收斂衝突引起的視覺疲勞。

因此，全像顯示可以說是未來影片系統的重要組成部分。

其實，自1947年被發現以來，全像技術已然成為科幻片中的經典元素，人們對它的認知也一直是：可以再現最真實的3D圖像，且無視覺上的不適。

視角擴大30倍，4K高解析度全像圖即時生成 1990年，麻省理工學院媒體實驗室（MITMediaLab）開發出了第一套全像影片系統。

自此，將全像影片推向商業化，成為該領域的一大主要研究方向。

2018年5月，美國相機巨頭公司RED推出世界上第一款商用全像投影智慧型手機HydrogenOne。

當時雖然這款手機引起外界很大的關注，但當產品推出時，業界人士和媒體都表示，這款手機在全像投影上沒能給出一個令人滿意的用戶體驗。

實際上直至今天，要實現「商業全像影片顯示器」依然存在瓶頸。

三星＆首爾大學團隊在論文中表示： 商業全像影片顯示器還未被批量引入，原因主要在於觀看角度較為狹窄、光學設備較為笨重、計算能力要求較高。

具體來講，要想打造一款適合商業化的行動全像影片顯示器，需要克服3個障礙： 空間帶寬乘積（space-bandwidthproduct，SBP）的限制，這決定了全像圖像的大小和觀看角度。

為產生大的相干背景光，需要複雜的光學元件和相當大的空間來處理光。

所以，要實現平板電腦一樣輕薄的全像影片顯示螢幕，並非易事。

即時全像圖通常需要大量計算，且計算量會隨著空間頻寬乘積的增大而增大。

基於上述問題，三星＆首爾大學團隊提出的超薄互動式全像顯示螢幕有2處特別設計： 一是由相干BLU（C-BLU）和光束偏轉器（BD）組成的背景光轉向單元（steering-backlightunit），它一方面使得有效空間帶寬乘積（即視角）擴大了30倍，由此實現了有史以來最大視角的動態全像圖；另一方面，其繞射波導結構（diffractivewaveguidearchitecture）保證了顯示螢幕最終的超薄設計，總厚度不超過10厘米。

下圖中2個藍色箭頭為擴大的可視範圍。

二是包含數據處理單位（DPU）、濾波器和縮放單元（FSU）以及32個快速反傅立葉變換處理器的全像影片處理器（holographicvideoprocessor），單片可即時計算生成4K高解析度全像圖。

最終，全像影片顯示螢幕的原型如下圖所示，下圖中的標註從上至下依序是：空間光調製器、幾何相位鏡頭、連貫的背光單元、光束偏轉器、全像影片處理器。

不僅如此，三星＆首爾大學團隊用到的系統匯流排（SystemBus）是被廣泛用於智慧型手機應用處理器中的AMBAAXI4，因此將全息影片處理器嵌入智慧型手機應用程式處理器，在未來也能實現了。

最後，讓我們一起感受這塊全像顯示螢幕投射的一個支援多角度觀看的4K海龜游泳動圖，海龜往哪個方向游，觀眾直接按鍵即可控制。

看上去似乎平凡無奇，但實際上由於畫面中所有物體的深度不同，全息物體的清晰度會隨相機焦點的變化而變化。

下圖為影片截圖，圖a的右上圖中，珊瑚比烏龜更清晰；而圖b的右上圖中，烏龜比珊瑚更清晰。

這和平時我們的相機是否對焦是同樣的道理，自然這也反映出了全像圖的獨特之處──可提供偵錯，最終圖像與真實物體並無差別。

至此，全像投影這一有著70餘年歷史的神奇技術有了重要突破，我們離手機上的全像投影不遠了。

Slim-panelholographicvideodisplay （本文由雷鋒網授權轉載；首圖來源：Flickr/KevinGillCCBY2.0） 科技新知，時時更新 科技新報粉絲團 訂閱免費電子報 關鍵字:4K,三星,全像投影,全像螢幕,全息投影,全息螢幕,虛擬成像 Postnavigation ←勝任緝毒、搜救工作，狗的嗅覺為何如此靈敏？ 電鑽、油漆賣到股價破百元！這家公司如何靠「3個顛覆」從中盤商躍升五金通路王→ 我們偵測 到您有啟用 ADBlock 請您暫停使用ADBlock，以支持我們持續能提供更多新聞資訊與優質的閱讀環境。

贊助專欄 活動專區 研討會 CurrencyRate 本週熱門海床下發現大量蔗糖，相當320億罐可樂含糖量 威州廠形同停擺，傳鴻海背債20年、年付3,600萬美元擅自改設計踩蘋果底線，京東方傳痛失iPhone14訂單航海家1號怎麼了？NASA：它正在傳回無意義遙測數據2022平均IQ最高國家排名出爐，台灣奪得第一名成本低於2美元，凝膠薄膜從乾燥空氣中抽取數公升的水恐慌、大虧、爭相拋售：矽谷背地崩盤遠比股市嚴重時代真的變了，促使ONKYO從輝煌走向沒落的三個原因 財訊快報 勤誠4月營收5.20億元 漢唐4月營收月增15.6% 康控-KY4月營收月減81.6% 遠傳4月營收月減3.3% 宜特4月營收月減6.5% 台灣大4月營收月減3.2% 中華電4月營收176.02億元 楠梓電4月營收3.29億元 志超4月營收24.75億元 榮群4月營收月增386.5% 更多>> 編輯精選 [分析]日本YouTuber異想天開，以為把社群慣用Hashtag註冊商標就能收錢 [熱門]威州廠形同停擺，傳鴻海背債20年、年付3,600萬美元 [熱門]成本低於2美元，凝膠薄膜從乾燥空氣中抽取數公升的水 [熱門]海床下發現大量蔗糖，相當320億罐可樂含糖量 [熱門]2022平均IQ最高國家排名出爐，台灣奪得第一名 [熱門]擅自改設計踩蘋果底線，京東方傳痛失iPhone14訂單 [熱門]時代真的變了，促使ONKYO從輝煌走向沒落的三個原因 [熱門]航海家1號怎麼了？NASA：它正在傳回無意義遙測數據 FB粉絲團 其它 登入 文章RSS訂閱 迴響RSS訂閱 WordPress台灣正體中文 請您暫停使用ADBlock，以支持我們持續能提供更多新聞資訊與優質的閱讀環境。