研究人員改進(jìn)全息圖的“膠片”結構，利用納米硅柱使三維圖像構造起來(lái)更容易

在VR和AR領(lǐng)域，這一改變將會(huì )使其更加靈活的形成全息圖。

近日，加州理工學(xué)院的研究小組利用硅柱開(kāi)發(fā)了一種新方法，推翻了此前在一個(gè)平面上只能投射一張三維圖像（全息圖）的工程技術(shù)。

全息圖指的就是三維的立體圖像。從技術(shù)上去構造全息圖，首先我們需要用全景相機將被攝物體記錄在高分辨率的全息膠片上；隨后用激光照射，膠片前后方就可以出現原景物的立體影像。

與傳統圖像不同的是，全息圖包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息，其中這些信息在膠片上的記錄形式是以干涉條紋形式存在的。

值得指出的是，當激光照射膠片形成三維圖像時(shí)，現有的技術(shù)只能基于一張膠片形成一張全息圖。

為什么會(huì )這樣呢？難道就不能將兩張全息圖按自己的意愿合成，以P成自己想要的樣子？答案是不能。目前為止，全息圖還真不能像我們普通的照片一樣，直接用類(lèi)似于PS的軟件就可以合成。

這里就要談到形成三維圖像的膠片構造，該膠片是經(jīng)過(guò)精心設計的：即無(wú)論你怎么發(fā)射激光，經(jīng)過(guò)膠片反射的光線(xiàn)都只能形成你物體的三維圖像，不變形亦不會(huì )創(chuàng )造性的形成其他三維圖像。

這也就意味著(zhù)無(wú)論你的激光以什么角度照射這樣的“平面”，都只能形成膠片上的三維圖像，即無(wú)法輕易對全息圖進(jìn)行修改和合成。這就像我們早期的膠卷，一張膠卷只能記錄一張照片。

所以，為了改進(jìn)現有形成全息圖的膠片，應用物理和材料科學(xué)的助理教授A(yíng)ndrei Faraon及其研究團隊開(kāi)發(fā)了一種氧化硅和鋁的膠片，并在這樣的膠片平面上鑲嵌了幾千萬(wàn)個(gè)微小的硅柱，每個(gè)硅柱大約幾百納米高（人類(lèi)頭發(fā)直徑為10萬(wàn)納米）。

值得關(guān)注的是，因為納米結構的形狀、大小和入射光的角度都不同，所以每個(gè)納米發(fā)光體反射光的方式亦不同，這就構成了“像素”點(diǎn)，如，當入射光以0度射入表面，納米硅柱表現出來(lái)的就是黑色；當入射光以30度射入表面，則表現為白色。

對此，Faraon解釋道：“以前我們要得到兩張圖的話(huà)，就要在原有膠片上再并列設計另一張圖像膠片的像素點(diǎn)排列，而現在不用了，我們只要改變激光光線(xiàn)的入射角度就可以得到不同的圖像。”

為了讓這些納米像素點(diǎn)具有更廣的應用前景，研究人員Kamali表示，我們創(chuàng )建了一個(gè)納米柱的數據庫，其中包含了關(guān)于納米柱形狀、大小和在不同入射光角度下反射光線(xiàn)的信息。

關(guān)于未來(lái)的應用，研究人員指出，這一技術(shù)將會(huì )在一定程度上降低全息圖形成的制作成本，為VR和AR中該技術(shù)使用上的靈活性的增加提供了可能性。

但Faraon仍表示，距離市場(chǎng)應用還有很長(cháng)的一段路要走。

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