市面上充滿著各種各樣的AR眼鏡、AR應(yīng)用，每個人都在談全息，每個人似乎都實現(xiàn)了全息。就AR眼鏡來說，終于誰才是在真正的全息呢？

1光的反照

AR眼鏡的起源要從光的反照結(jié)束說起，今天的AR眼鏡，無論是號稱黑科技的HoloLens，依然成也宣傳敗也宣傳的Google Glass, 神秘傳說的Lumus,常常出現(xiàn)的Epson, 抑或低調(diào)內(nèi)斂顯示結(jié)果充滿著濃濃的上世紀(jì)風(fēng)格的Sony SmartEyeglass。每一個要稱之為AR眼鏡的設(shè)備第一要實現(xiàn)虛實調(diào)和。

從視覺上說，虛實調(diào)和想要做的就是讓用戶既看到虛擬的圖像又看到真實的世界。那虛擬的圖像可以通過投影來實現(xiàn)，真實的世界就是真實的世界啦。

譬如我們在線可以這樣，把虛擬的物體放在我們在線的眼前，同時看外頭的世界，這樣一定就能同時看到虛擬圖像和實際的世界。

很顯然這會遮擋用戶觀看真實世界的正常視線。因此，人們會想到使用我們在線小學(xué)就學(xué)過的光的反照原理，把虛擬圖像光源放在眼睛側(cè)面或上面，然後通過反照使虛擬圖像進(jìn)入到人的眼睛裏。如下所示：

這就是AR眼鏡中常見的棱鏡反照方案，那個示貪圖只是極其簡化版本，在真實使用過程中，會依據(jù)需要進(jìn)行多次反照，也許會使用球面非球面等不同的反照鏡。譬如Google glass 。

2鏡片變薄

但是如果單純的用棱鏡反照，鏡片太大且太厚，因此，有一種方法是把單個反照結(jié)構(gòu)切割成多層反照層結(jié)構(gòu)，每個反照層反照雷同的圖像，相互平行的多個反照鏡反照出平行光進(jìn)入人眼。通過這種方法，可以讓鏡片變薄。

3鏡片繼續(xù)變薄

同樣的理路，如果我們繼續(xù)將鏡片細(xì)分成很多很多個平行的反照層結(jié)構(gòu)，是不是可以讓鏡片更薄呢？以及怎么樣才能讓鏡片成了英雄這種足夠細(xì)小的很多個平行的反照層結(jié)構(gòu)呢？ 一般的反照棱鏡肯定是不能做到那么小的，這時候就要使用光學(xué)中的干涉原理結(jié)合特殊的材料實現(xiàn)。

4幹涉與衍射

我們在線也許沒有見到過光的幹涉，但是水波幹涉是很常見的。同水波的幹涉類似，通過使用兩束光波進(jìn)行幹涉可以形成幹涉圖樣。而有點材質(zhì)的折射率可以因爲(wèi)光照而發(fā)生變化。我們在線可以通過使用兩束相互幹涉的光照射到某些特殊材質(zhì)上，經(jīng)過顯影定影記錄下對應(yīng)的幹涉圖樣，實現(xiàn)前面需要的無數(shù)個細(xì)小平行的結(jié)構(gòu)。

然後，當(dāng)物光再次以某種角度照射到該材質(zhì)上，物光會發(fā)生衍射。衍射使光的傳播方向發(fā)生變化而入射到人的眼睛裏，也就是實現(xiàn)了我們在線想要的光的轉(zhuǎn)折。

也就是說，通過使用兩束光在介質(zhì)材料中幹涉的方法，我們在線可以記錄下周期性的幹涉圖樣，當(dāng)物光再次通過這種介質(zhì)時，就能夠比照我們在線的需要進(jìn)行光路轉(zhuǎn)折，進(jìn)入到人眼睛裏。

5那麼光柵又是什麼？

光柵是大批等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，是一種周期性的排布結(jié)構(gòu)。上面通過兩束光的幹涉並記錄在材料中，實現(xiàn)了我們在線想要的很多個平行排布的周期性結(jié)構(gòu)，記錄完成的材料就是一種光柵。

6光波導(dǎo)呢？

光波導(dǎo)是使用光的全反照原理引導(dǎo)光波在其中傳播的一種介質(zhì)裝置。是用來導(dǎo)光的，我們在線經(jīng)常玩的一種玩具就是光波導(dǎo)。

體現(xiàn)在AR眼鏡裏，就是光的傳輸方法采用了光波導(dǎo)，傳輸過程可以是這樣的：

7全息在哪裏？

全息，是指光的全部信息，是來自光學(xué)的一個概念，一般指光的振幅和相位信息。可以明白爲(wèi)振幅讓你感受到光的強(qiáng)度而相位讓你感受到物體的三維信息。

在繼續(xù)講述之前，我們在線先插播一個小實驗：

所有的光學(xué)全息課程中，一個最簡單的例子，就是小熊貓（或者其他任何三維物體 ）的全息成像和再現(xiàn)實驗。 一束激光打在小熊貓身上而漫反照出的是物光，另外一束雷同波長的光作為參考光，物光與參考光產(chǎn)生干涉，即可以在全息干板上記載下小熊貓的全息圖。那個過程是干涉記載，記載完成的全息干板大概長那個模樣：

實際上單純?nèi)搜凼菬o法從全息圖上看出全息圖的內(nèi)容的，只有使用參考光通過全息幹板成像（形成全息圖的像），才能進(jìn)行複現(xiàn)，看到真正的三維的全息的圖像。這個過程就是衍射再現(xiàn)。這時候的圖像既有光強(qiáng)又有相位，是真正的全息圖像。表現(xiàn)在觀察的結(jié)果就是，用戶通過裸眼可以看到一個立體的小熊貓，轉(zhuǎn)動全息幹板可以看到不同角度的三維圖像。

實驗過程是這樣式兒的：

也就是說，真正光學(xué)意義上的全息是使用光的幹涉原理通過將3D物體的影像記錄在某種材質(zhì)上（例如全息幹板），通過光的衍射再現(xiàn)記錄物理的三維圖像的過程。簡單的說，全息就是幹涉記錄，衍射再現(xiàn)。

8誰在騙人？

你是不是差不多發(fā)現(xiàn)了，全息過程的記載和再現(xiàn)是干涉記載衍射再現(xiàn)，全息光柵的制作過程同樣是兩束光進(jìn)行干涉，成像時候通過衍射原理讓物體的光產(chǎn)生反照進(jìn)入人眼。也就是眼鏡鏡片的制作過程中使用了全息技術(shù)。

那麼，我們在線從AR眼鏡中看到的像終因此不是全息圖像？

從嚴(yán)格的光學(xué)意義上來講，不是。

Sony SmartEyeglass 與HoloLens稱為全息AR眼鏡的原因在于，其鏡片的制作過程或者是成像過程中使用了全息技術(shù)。鏡片的作用依然只是對圖像源投出的光線進(jìn)行偏轉(zhuǎn)最后輸出平行光線進(jìn)入人眼。用戶的左右眼睛同意到的基本上單純的2D平面圖像。依然只包含光強(qiáng)信息，沒有相位信息，并不是光學(xué)意義上的全息圖像。

從目前被大伙兒認(rèn)可的程度來講，是！

雙目立體視覺與SLAM即時定位與地圖構(gòu)建

用戶之因此能夠看到立體的三維物體，但是卻不能稱之爲(wèi)全息影像，要緊因爲(wèi)兩個方面：

1. AR眼鏡輸出給用戶左右眼睛的是兩幅有一定視差的2D平面圖像。通過使用兩個眼鏡的視覺差，模擬用戶觀察真實世界的行爲(wèi)，造成一種3D視覺的假象，是通過技術(shù)手段在欺騙用戶的眼睛。

2. 通過計算機(jī)技術(shù)（譬如SLAM）實時的對環(huán)境進(jìn)行重建並計算用戶當(dāng)前的位姿。根據(jù)用戶和環(huán)境的相對位置，將用戶在該角度下應(yīng)該看到的圖像計算出來並顯示顯示給用戶。依然是通過計算給用戶造成一種自己可以360°看到物體的假象。

因此個人認(rèn)爲(wèi)，HoloLens給用戶輸出的圖像，稱爲(wèi)360度雙目立體成像更合適一些。但是現(xiàn)在越來越多的用戶已經(jīng)認(rèn)可看到360°的立體物體代表著全息顯示。如果從這種意義上講，全息是指三維物體的全部信息（立體顯示和360°顯示），而不是光學(xué)上的光強(qiáng)和相位意義上的全息，那麼小編覺得是可以部分表達(dá)贊同的。

換個角度講，光學(xué)意義上的全息圖像不管用戶有沒有在觀看，物體基本上三維立體的，是絕對意義上的三維的。但是HoloLens的全息圖像只有在人眼觀察的情況下才是三維立體的，沒有觀察的情況下只是2D的圖像。

但是，網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常出現(xiàn)的認(rèn)爲(wèi)隨便一張能夠發(fā)出輝光效應(yīng)的2D的圖像，或者是通過反照鏡反照的藍(lán)色輝光圖像就鬧哄哄的稱之爲(wèi)實現(xiàn)了全息顯示的文章或者報道，就有點太誇大其實，實在是在誤導(dǎo)大衆(zhòng)了。

9補(bǔ)充幾句

當(dāng)然了，前面的基本上最最簡單的介紹，實際應(yīng)用中即使是簡單的棱鏡反照，也遠(yuǎn)比圖中表達(dá)的龐大的多。舉個栗子說，棱鏡反照的反照面可以是平面(例如Google glass)，可以球面或者自由曲面（例如Epson BT300），傳輸?shù)墓饪梢允亲匀还庖部梢允瞧窆猓ㄆ┤鏛umus）。而任何一種都可以使用光波導(dǎo)對光進(jìn)行傳輸。