微软在windows10的发布会上意外发布了一款穿戴式设备:HoloLens。对其我只有各种惊讶, 原因是作为本科光学专业毕业的学渣,至少知道全息成像的成本有多少,技术难度有多少,成像质量各种呵呵。

知呼上也同样有人对其做了分析http://www.zhihu.com/question/27723583,同时,经推上@goldengrape 提示,我也找到了,他也给我了关于HoleLens的专利https://www.google.com/patents/WO2014100182A1?cl=en。下载看了一下介绍的还是比较模糊,当然对于非光学专业的来说科普性足矣。 此文除了介绍使用了布拉格光栅,光纤传输的光信号的耦合,然后就没有其他更底层的介绍多光源的事情了。

回忆本科物理实验

记得本科期间,系里一年一度的物理大实验,有回就是制作一个全息相片,并且使用激光进行再现的观察。

依稀记得当时的室内环境要求是昏暗,光学可视角度并不大,呈现出的全息图像并不是全色彩(当时拍了一只小黄鸭,尼玛绿油油的全息照片)。有胶片了就可以洗照片,进而静态的图像可以通过胶卷连续曝光变成电影。可是全息摄影并不是这样,同一介质上可以存储相当多的底片,角度不同即可,那么做成全息电影就是将胶片转动。听起来很容易,可是做一个全息图片的步骤都很复杂,表说一组了。

光纤传播

虽然光学传导可以使用光纤通信,那么问题来了,单模光纤并不可能去使用,只有多模光纤,那么就涉及到各种的多模计算,想想都觉得复杂!并且光纤传导的光波频段是有限制的,也就是说不能得到全彩的图像,或者用了昂贵的光纤,什么搀铒什么的,我反正已经忘记了,就是贵!所以我觉得微软应该不可能给民众那么贵的光纤,所以成像色泽也不必苛求了。物理原理放那边,全反射介质内外的折射率差要达到,这里入射角和光纤弯曲不考虑,相信这个应该可以做到光纤直,入射角可控。

贴一下公式:

我想有些人可能忘记了高中物理知识,会说这个和光的颜色木有关系,里面木有 $\lambda$ 啊!

同一介质对不同波长的光,具有不同的折射率[百度百科]

我觉得微软可以解决的技术问题

成像形变

空间成像我觉得很容易就产生形变,但是通过二次修饰应该可以解决,方的就是方的

双目视觉问题

这个也可以解决

近视眼

这个是让很多人哭的东西啊,简单来说只要把焦点拉近就行

续航和运算

这个应该也不用担心,全息图像通过硬件实现的化运算量其实不大的,想想最简单的显卡,没有独显的时候卡成狗,装个独显玩游戏再也不卡了。我倒是比较倾向这货的计算部分和手势识别语言识别放到异地台式机什么的,眼镜就一个显示屏的功能,这样续航应该会好很多。

其他问题想到了再补充吧

其他成像技术

我之前一直也对这块非常感兴趣的,有一款实验室产品Aerial Burton,链接在这里http://burton-jp.com/en/index.htm,这个才是我真正感兴趣的产品。YouTube视频

但是这货也有诸多缺点,看youtube视频后我相信我不说大家也能非常明显的感觉出问题,怎奈这种激光相干技术就是这么任性,受温度,空气成分,空气密度各种影响。

科幻电影里的成像终究还是科幻电影,其电影定义就是忽略介质,或是无介质进行全息成像,但这在现今我所知道的光学领域来说不可能,总是要有介质的!上面那个介质是空气中的氧和氮,初音那个是丁达尔现象,HoloLens是护目镜。。。

最后

我始终相信这几家大公司完全有实力完成这一系列技术难题,砸钱就行,如果国家给中科院光机砸足够的前只研究全息成像技术,我相信不难的,不过砸下去的钱么,这里我就不说了。。。

最后,希望大家不要多HoloLens抱有过高的期待,期待它能看大片,追求极值的人可能对画质要吐血。

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