V4043A1010, V4043A-1010 1990 年,麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室(MIT Media Lab)開發(fā)出了第一套全息視頻系統(tǒng)。自此,將全息視頻推向商業(yè)化,成為該領(lǐng)域的一大主要研究方向。
2018 年 5 月,美國(guó)相機(jī)巨頭公司 RED 推出了世界上第一款商用全息投影智能手機(jī) Hydrogen One。
當(dāng)時(shí),雖然這款手機(jī)引起了外界很大的關(guān)注,但當(dāng)產(chǎn)品推出時(shí),業(yè)界人士和媒體都表示,這款手機(jī)在全息投影上都沒能給出一個(gè)令人滿意的用戶體驗(yàn)。實(shí)際上直至今天,要實(shí)現(xiàn)「商業(yè)全息視頻顯示器」依然存在瓶頸。
三星 & 首爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)在論文中表示:商業(yè)全息視頻顯示器還未被批量引入,原因主要在于觀看角度較為狹窄、光學(xué)設(shè)備較為笨重、計(jì)算能力要求較高。
具體來(lái)講,要想打造一款適合商業(yè)化的移動(dòng)全息視頻顯示器,需要克服三個(gè)障礙:
1、空間帶寬乘積(space-bandwidth product,SBP)的限制,這決定了全息圖像的大小和觀看角度。
2、為產(chǎn)生大的相干背景光,需要復(fù)雜的光學(xué)元件和相當(dāng)大的空間來(lái)處理光。所以,要實(shí)現(xiàn)平板電腦一樣輕薄的全息視頻顯示屏,并非易事。
3、實(shí)時(shí)全息圖通常需要大量計(jì)算,且計(jì)算量會(huì)隨著空間帶寬乘積的增大而增大。
V4043A1010, V4043A-1010 基于上述問題,三星 & 首爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)提出的超薄交互式全息顯示屏有 2 處特別設(shè)計(jì):
一是由相干 BLU(C-BLU)和光束偏轉(zhuǎn)器(BD)組成的背景光轉(zhuǎn)向單元(steering-backlight unit),它一方面使得有效空間帶寬乘積(即視角)擴(kuò)大了 30 倍,由此實(shí)現(xiàn)了有史以來(lái)最大視角的動(dòng)態(tài)全息圖;另一方面,其繞射波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(diffractive waveguide architecture)保證了顯示屏最終的超薄設(shè)計(jì),總厚度不超過 10 厘米。
二是包含數(shù)據(jù)傳播單元(DPU)、濾波器和縮放單元(FSU)以及 32 個(gè)快速反傅里葉變換處理器的全息視頻處理器(holographic video processor),單片可實(shí)時(shí)計(jì)算生成 4K 高分辨率全息圖。
最終,全息視頻顯示屏的原型如下圖所示,下圖中的標(biāo)識(shí)從上至下依次是:空間光調(diào)制器、幾何相位鏡頭、連貫的背光單元、光束偏轉(zhuǎn)器、全息視頻處理器。
不僅如此,三星 & 首爾大學(xué)團(tuán)隊(duì)用到的系統(tǒng)總線(System Bus)是被廣泛用于智能手機(jī)應(yīng)用處理器中的 AMBA AXI4,因此將全息視頻處理器嵌入智能手機(jī)應(yīng)用程序處理器,在未來(lái)也能實(shí)現(xiàn)了。
看上去似乎平平無(wú)奇,但實(shí)際上由于畫面中所有物體的深度不同,全息物體的清晰度會(huì)隨相機(jī)焦點(diǎn)的變化而變化。
這和平時(shí)我們的相機(jī)是否對(duì)焦是同樣的道理,自然這也反映出了全息圖的獨(dú)特之處——可提供調(diào)試,最終圖像與真實(shí)物體并無(wú)差別。
至此,全息投影這一有著 70 余年歷史的神奇技術(shù)有了重要突破,我們離手機(jī)上的全息投影不遠(yuǎn)了。
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