Microsoft HoloLen跟全息有什麼關係？

01-12

http://www.microsoft.com/microsoft-hololens/en-us
這已經不是第一次看到微軟這樣的Demo了，幾年前好像也看到過一個，希望這次不僅僅是個Demo。

全息跟眼鏡兒有啥關係呢？為什麼能用來增強現實？

個人愚見。

1. HoloLens 是全息(全部信息)的一種表現形式。

2. 全息≠hologram，hologram也是全息的一種表現形式。

3. 對應關係如下：

詳解：

首先，Hologram（全息圖）這個單詞發明之初是holo(全部) + gram(記錄)的意思。也就是說全息圖是記錄了全部信息的一張圖，而這裡的Hololens的意思我給他解釋成：通過使用眼鏡(lens)來顯示全部(Holo)信息的一種裝置。

其次，我給大家具體描述一下究竟什麼是hologram。hologram是一種基於干涉和衍射的兩個光學過程，即全息圖的記錄與顯示兩個過程。早在1947年蓋博發明了hologram，hologram(全息圖)的定義是通過引入參考光，將物光與參考光干涉形成的干涉圖樣記錄下來，重建過程是通過照射參考光將原物光的全部廣場信息還原出來。下面我用一種通俗易懂的方式介紹一下原理。

我們知道，光是一種波。而從數學角度考慮，對於波動大家容易理解的最簡單形式是：

U 是振幅，括弧裡面的是相位。

照相機能夠記錄的是光的強度 I， I=U^2，與相位沒有關係。所以對於一個2D照片來說，只有各個點的亮度、色彩不同，從不同的角度看到的內容是一樣的。

而括弧里的相位是啥？我們可以把它理解成光照射的方向，這樣想的話是不是我們只要能記錄振幅U和括弧里的相位，就可以還原當時的所有信息？就可以在不同的方向看到不同的記錄圖像？

那怎樣既記錄振幅U又記錄括弧里的相位呢？

還記得上高中時學過的兩束波干涉嗎？

假設他們靜止在乙時刻（因為我們記錄的是靜止的2D圖像，重建的也是靜止的3D場景，不考慮隨時間變化），向右運動的波假設為要記錄的光場(有振幅，有相位)，向左運動的波假設為參考光。那麼乙時刻的波形即為hologram，剛剛有講過，膠片記錄的只有振幅（強度），所以只能記錄干涉後的振幅。雖然記錄的光場不在了，但是參考光可以重新獲得，包括振幅和相位都可以重新得到。那我們用干涉結果hologram減去參考光，是不是就可以獲得原始的光場？（包括振幅和相位）這樣就可以還原出一個在不同視角呈現不同畫面的3D場景。

參考hologram講解視頻： The Holographer

最後，hololens究竟是個啥？其實它是一種增強現實的技術，最初成型的商業模型為初音未來初音2013魔法未來演唱會720P，後來很多中國人也紛紛效仿，包括周杰倫的演唱會上也曾經用到過，周杰倫與鄧麗君隔空對唱全息投影 3D浮空，以及當年春晚傅琰東變橘子魔術 2014央視元宵晚會魔術《金玉滿堂》表演;傅琰東、畢福劍。