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你看到的“马云”是假的，不过三星这次倒是整了点真东西( 二 )


你看到的“马云”是假的，不过三星这次倒是整了点真东西文章插图
完整的图示过程(图源：百度百科)
当然 ， 除了利用干涉光成像 ， 还有数字全息技术和计算全息技术 。
前者相对于上面的干涉光成像来说 ， 原理是一样的 ， 只不过将底片换成了传感器 。
后者则完全抛开了干涉图的记录过程 ， 直接使用计算机计算光场 。
上面的这几种方法 ， 都需要额外设备或者大量运算 ， 并且只能生成静态的图像 。
最让人期待的移动全息视频显示器实现难度很大 ， 这一次三星提出的方案就是要解决这一难题 。
既是全息的一大步 ， 也是移动端的一大步
三星跨出的这两步 ， 一是视角、分辨率和体积的一大步;二是移动端应用的一大步 。
先上一张图 ， 这是此次三星达到的效果：
你看到的“马云”是假的，不过三星这次倒是整了点真东西文章插图
手机拍摄的全息显示效果(图源: Nature Communications)
可以看到 ， 这基本达到了我们在科幻电影中看到的效果 ， 人手(真实图像)和仙女(虚拟图像)距离镜头都是30厘米 ， 二者都拥有虚化效果 。 当然 ， 图像背后还是有显示屏的 。
关于实现全息视频显示器的难点 ， 三星的研究人员表示主要有三：
空间带宽积(SBP) ， SBP表示成像系统所传递的信息量 ， 简单来说就是看到的空间范围;
需要复杂的光学部件和相当大的空间来操纵光线 ;
对处理器的计算能力要求高 。
三星表示此次解决了上述所有三种问题 。
你看到的“马云”是假的，不过三星这次倒是整了点真东西文章插图
全息视频显示器结构(图源：Nature Communications)
这个显示器系统包括光学组件(光束偏转器、相干背光单元和几何相位透镜)、全息视频处理器板、空间光调制器、电源连接器和其他杂项组件 。
SBP没有单位 ， 可以用W×θ=λ×N这个方程来表示 ， 其中W为图像尺寸 ， θ为视角 ， λ为波长 ， N为像素数 。
可以看出 ， 在像素数一定的情况下 ， 全息图像的尺寸和视角此消彼长 。 例如 ， 在1080P分辨率下 ， 10英寸屏幕上的全息图像可视角度只有0.25度 ， 而30英寸时只有0.1度 。
这种尺寸和视角根本无法满足观看体验 。 因此 ， 我们可以在像素上下功夫 。 不过 ， 根据此前的研究显示 ， 要在10英寸屏幕上实现30度的视角 ， 那么分辨率必须达到221K ， 而国内目前连2K都还没普及呢 。
此外 ， 这种级别的分辨率需要极大的运算量 ， 根本无法在移动端实现 。
为了解决这一问题 ， 三星加入了转向背光单元(S-BLU)来保证图像尺寸、视角和像素 。
S-BLU 是扩大全息显示器视角的关键组件 。 在传统的光束转向中 ， 受集光率限制 ， 最大转向角会随着光源面积的增加而减小 。
而在这一系统中 ， 研究人员将红光和绿光的第一波导和蓝光的第二波导叠加在一起 ， 成功解决了集光率问题 ， 增大了显示器的可视角度 ， 使其达到了30度 。
在光学部件和空间方面 ， 三星的这一显示器也做得不错 。 和最前方厚度为1厘米 ， 大小为10英寸的屏幕相比 ， 光学部件体积并不大 。
全息视频处理器采用单芯片 FPGA 构建 ， 具有布线资源丰富 ， 可重复编程和集成度高 ， 投资较低的特点 。
该处理器实现以每秒 30 帧(fps)的速度生成 3840*2160 像素的双目全息彩色图像 。
最为重要的是 ， 研究人员在系统总线中还考虑到了智能手机的兼容性 ， 使用了第四代通用接口规范 。
我们猜测 ， 这或许是三星在手机上实现全息显示功能的前瞻布局 。
三星还放出了一段演示视频用来“炫技“：
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