「元全像圖」投影  高保真影像下一代技術

編譯／高晟鈞

研究人員開發了一種新型全像圖「元全像圖」（Metahologram），能夠投影多個無串擾的高保真影像。這項突破將加速擴增與虛擬實境（AR/VR） 顯示、資訊儲存和影像加密等下一代技術的全面發展。

全像投影是什麼

全像投影（Hologram）或稱全息投影，直白來說就是3D的真實影像。早期技術尚未成熟時，多數全像投影是利用將投影或LED圖像反射至呈45度角的全息膜上呈現，包含了日本為紀念鄧麗君逝世23周年，利用全像投影技術，令一代歌姬復活，或是2010年著名的虛擬偶像「初音」未來全像投影演唱會。

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然而這種表演形式並非是真正的全像投影，而是一種光學錯覺技術「佩珀爾幻象」，也被稱為「偽全像」。

如今全像投影作為一種無需佩戴3D眼鏡的投影技術，主要利用干涉和衍射原理紀錄、再現物體的真實三維圖像。目前全球已知的全像投影主要有三種：360度全像投影、空氣投影、激光雷射投影。

360全像投影是透過將影像投射至鏡子上，再讓鏡子進行高速旋轉，進而生成的3D立體影像；空氣投影技術則是利用水蒸氣，將其作為屏幕，利用分子間震動的不均衡形成立體圖像；激光雷射投影技術則較為複雜，是利用氮氣和氧氣在空氣中散開時，混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質，並在空氣中投射出3D影像，但這種技術顯示的時間相對短暫。

元全像投影

相比傳統全像技術，元全像圖操作頻寬、視角更寬、成像解析度更高、尺寸也更加輕巧。然而目前的元全像圖技術只能提供少量的顯示通道，並且影像投影期間容易面臨通道串擾的窘境

新元全像投影採用幾何相位編碼技術，由數百萬個亞波長級，尺寸約為100nm的多晶矽奈米柱組成使多個目標影響可以在「顯示」與「隱藏」中無縫切換。此外，元全像投影採用玻璃波導來傳輸入射光，利用偏振與角度調整，最多切換六個獨特的高保真圖像投影，實現了無串擾的理想情況。

這項研究有望透過投影更複雜、真實的場景來改善AR/VR顯示，也為圖像加密應用帶來了希望，為從高級顯示技術，到資訊加密與儲存等領域打下了扎實地基。

資料來源:Phys.org

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