Technology | 全息影像技术介绍

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引言：全息技术是利用干涉和衍射原理来记录并再现物体真实的三维图像的技术，其通过将激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，在感光片上叠加产生干涉，最后利用数字图像基本原理再现的全息图。本文介绍了关于真全息、伪全息以及类全息的相关介绍及运用。

真全息

True Holographic

与人眼工作方式类似，普通影像记录方式接收物体反光的振幅（影响明暗、轮廓）和波长（决定色彩）信息，并用一定的手段进行还原，无法包含相位（反映深度）信息，而全息的记录方式则以两束激光照射物体产生的干涉条纹将相位信息录入胶片，再次向胶片照射激光，则可“重放”所有光学信息，形成具有立体观感的图像。

最基本的全息摄影工作流程：一道激光由分光器分成两束，一束照射在被拍摄物体上，进而反射在胶片上，这时，它已经不只是一束光，而是物体上千千万万的点的漫反射光，我们称之为“物光”；另一束则直接照射胶片，我们称之为“参考光”，“物光”与“参考光”相互叠加、削减，即发生干涉现象，在胶片上进行一定时长的曝光，形成干涉条纹并记录在胶片上。

干涉条纹之间的间隔和反差其实就是物体每一点的光学信息的“编码”，这些条纹很小，只有用显微镜才能观察到，而胶片看起来就是透明的；用相同的“参考光”照射胶片，“参考光”与胶片上的干涉条纹发生衍射，相当于“物光”的所有点与“参考光”在胶片中再次相遇，还原了当时拍照的状态，物体上所有点的“物光”再次被“召唤”出来，“重组”物体，从而“解码”了立体图像。

重建物体的立体像的过程-1

利用相干光干涉效应制造全息图的过程。由分光镜将光分成两束：打在物体上光线和参考光。共同作用，形成能被胶片记录的干涉图样。实验室中的激光是能够满足相干性的理想光源。两个独立的普通光源则不能形成相干光，因此无法形成干涉条纹。

重建物体的立体像的过程-2

全息影像还有一点神奇之处，即使将全息照片剪碎，每张碎片也包含了物体全部光学信息，透过这些碎片，就像透过望远镜看世界，随着观察角度的改变，可以看到不同的部位。普通照片则无法做到这一点，这是由于全息的特殊记录方式，使其每一处都包含了被记录物体所有的光学信息。

通过全息照片的碎片也可以看到全部信息

科幻电影中的全息影像

伪全息

Pseudo-holographic

“伪全息”，市面上经常自称“全息”。“伪”并不是贬义词，这些技术大都有较好的视觉效果且受限较少、应用场景广泛、商业化程度高，只是与“全息”的原始概念有较大偏差。例如利用了凹面镜反射成像原理的镜面反射视错觉。魔术师、布景师对于这种利用镜面反射实现的视错觉效果如数家珍，创造了很多经典、有趣的玩法。

镜面反射装置艺术

例如这款像飞碟一样的产品，内部都是镜子，当把玩具青蛙放到底部时，在开孔处特定角度观看，会感觉青蛙趴在小孔上面，仿佛触手可及，这款产品则利用了凹面镜反射成像原理。实体青蛙的光线经过两个盘子内凹面镜的各种镜面反射，在小孔处形成了一个反向的虚像，观测者从反射光焦点的角度观看到虚像，就看见了“悬浮”的青蛙。