平板显示

全息显示,下一代显示技术?

作者:谷月来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2020-06-10 18:16我要评论

360截图20200610181608845.jpg

人们对显示的追求是不断提高的。从黑白显示到彩色显示,从模拟显示到数字显示,从低分辨率到高分辨率,从平面显示(2D)到立体显示(3D),显示技术呈现的效果逐渐接近于人眼最适合的观看效果。

人们不禁要问:下一代显示技术将会是什么?

“下一代显示技术将有可能是全息。”中国工程院院士许祖彦对于下一代显示技术应用有着更长远的想象。他认为,人们对美好视觉效果的追求是推进显示技术发展的关键,而自然真实、三维立体的视觉效果是人们最终的追求。

一直未停下探索的脚步

全息显示利用光波的干涉和衍射,将物体的三维画面悬浮在实景半空中,人们可以看到真实或虚拟物体的幻像,营造亦真亦幻的氛围,具有强烈的纵深感和科技感。因为记录和呈现物体全部的三维信息,其呈现的影像更接近实物。

目前,国际著名大学和知名企业都在不断加大全息显示解决方案、关键材料、光学部件和视觉跟踪等方面的研发投入,并已取得重要进步。

基于Incopat专利数据库,截至2018年12月20日,共检索到全球范围内涉及全息显示技术的专利申请共1886项。美国、中国、日本的专利申请比例分别以19%、17%、15%位列前三位。在全球专利申请量排名前十位的申请人中,德国的全息显示产品制造企业SEEREAL以213项专利遥遥领先,而中国显示面板企业京东方则以74项排在第三位。

对全息技术的探索,中国一直未停下脚步。除京东方外,深天马、易尚展示、苏大维格、北京微美云息、大恒科技等企业,以及清华大学、北京理工大学、北京邮电大学等高校,对全息技术均有深入研究并取得一定成果。

全息显示不等于3D显示

对于大多数人来说,全息是一种神奇的技术,是电影大片中一次又一次出现的高科技。当越来越多的人呼唤全息技术走近我们的生活时,各种十分吸睛的全息应用场景以及产品便应运而生,例如演唱会上的真人和虚拟影像的互动、全息键盘、全息展示等。但遗憾的是,这些基本上都不是真正意义上的全息技术。

360截图20200610181625988.jpg

那些需要依靠各类介质(例如全息投影膜、水雾、透明玻璃、墙体等),借助珮玻尔幻象或边缘消匿法(障眼法)来实现3D效果的,并不是真正意义上的全息显示技术。

“全息显示的实现,本质上和现在的电影放映技术是一样的,都是对‘光’的控制。”西安华弘在线科技CEO刘旷在接受采访时介绍说,两者都是先采集信息,再复原信息,只不过电影放映技术是采集并复原平面信息,而全息显示是要采集并复原立体信息。电影放映技术是用幕布作为介质来承载内容,而目前全息显示的立体信息还没有一个成本低且稳定的介质,可以承载这些立体信息。

北京理工大学王涌天教授在接受《中国电子报》记者采访时表示,我们希望达到的真正物理意义上的全息,即同时恢复物体的振幅和相位,所展现出的信息将涵盖物体的全部视觉信息。所以全息显示是真三维显示,使用者从不同角度观察时应该能够看到所呈现物体的不同侧面。

技术仍处于基础研究阶段

“全息技术在应用上存在巨大的想象空间,与目前所热议的其他新型显示相比,远不在一个层面上。”中国电子视像行业协会副秘书长董敏在接受《中国电子报》记者采访时表示。全息显示更符合人眼的观看习惯,避免人眼在立体观看时的辐辏与调焦的冲突,可以使人们长时间感受“身临其境”带来的快感。

“全息显示未来的应用场景将充满想象空间,我们不应该对其设限。”网易游戏全息竞技项目负责人杨忠雄向记者描述这样一个画面:未来,每个人都将拥有一扇“任意门”,足不出户便可以在任何地方生活、工作,看广阔的大海、雄伟的山峰,甚至太空旅行。游戏的方式也将变得奇幻无穷,孩子能享受全球的教育资源,医生可以实现远程医术导航、医学培训,甚至与任何想见之人面对面交流。不过,全息空间从房间级别,发展到街道级别,再到城市级别,最核心的不仅是全息技术的基础建设,内容建设也尤为重要。

“真正的全息技术目前还在基础研究阶段,要实现亦真亦幻的场景,并与现实完美叠加,这是属于划时代的技术,尚且需要在材料学和物理化学方面取得颠覆性的进步。”董敏认为。

多种技术赋能全息加速商用进程

可以流畅、实时地进行高动态显示并可以实现空中交互,是人们对于全息显示未来的期待。然而,当前全息显示的技术发展还受到很多限制,除介质不稳定外,还存在数据量和计算量大、成本高等痛点,全息显示距离商用还很遥远。

随着数字式感光器件的发展,科学家们意识到,如同数码相机取代胶片相机一样,可以将干板换成CCD或者CMOS。即便没有参考光束,也可以用计算机计算出复现的图像。后来,甚至抛开了干涉图的记录过程,直接将光场分布使用计算机通过数学运算呈现出来。这样做有一个巨大的好处,就是可以实现任意物体的全息显示,即便这个物体在现实中并不存在。不过,在此过程中产生的巨量数据对存储、传输、处理及计算等都提出了考验。据王涌天教授预计,真三维显示的数据量可能是视差型立体显示的103~106。

“将全息显示和头戴显示结合,我认为可能是真三维显示的第一种实现方案。”王涌天教授介绍说,因为真三维显示要照顾所有观看角度,其渲染、消隐、光照都要正确,计算量太大。而如果是头戴显示,只需要在使用者的入瞳位置做好三维渲染,这样将大幅降低计算量和数据量。

与此同时,5G时代的到来也将对数据的处理起到重要助力作用。赛迪顾问高级分析师刘暾在接受《中国电子报》记者采访时表示,5G网络的千兆级超高带宽、毫秒级的低时延将帮助全息技术突破上述瓶颈。

“虽然距离真正的全息显示技术还有一段距离,但它的实现并非不可能。一旦实现,将突破声、光、电的局限,具有更大的商业价值。”东超科技副总经理朱永志在接受《中国电子报》记者采访时表示,实现这个终极目标要从基础研发开始。东超科技目前已实现了从0到1的突破,但要实现如科幻片中一样的三维影像还需要一定时间。

未来,随着全息技术走向成熟,微纳加工技术和材料的升级,以及其他技术(如5G、VR/AR、AI)的赋能,被锁住的全息市场之门将加速开启,全息显示将更加丰富地运用到生活各处。


责任编辑:赵强
相关链接

首届世界显示产业大会

作为工业和信息化部、中国国际贸易促进委员会、安徽省人民政府联合主办的第十三届中国(合肥)国际家用电器暨消费电子博览会的重要板块,首届世界显示产业大会于11月22日在合肥开幕。

2019世界VR产业大会

10月19日,由工业和信息化部和江西省人民政府联合主办的2019世界VR产业大会在南昌隆重开幕。开幕式上,中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤发表重要讲话。

第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会

9月3日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办的第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会在上海开幕

2019世界VR产业大会新闻发布会

6月20日,工业和信息化部、江西省人民政府在北京联合召开新闻发布会,介绍2019世界VR产业大会有关情况及筹备工作进展。

第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛

5月19日,第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛在江西南昌召开。南昌市人民政府副市长杨文斌、江西省工信厅副厅长王亦斌出席并致辞。

2019世界超高清视频产业发展大会

5月9日,2019 世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办。工业和信息化部部长苗圩出席大会并致辞。

第七届中国电子信息博览会

本次峰会主题是“创新驱动发展 智慧赋能未来”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者和企业家发表主题演讲,深入探讨产业创新发展新模式、新动能、新路径,推动电子信息产业高质量发展。...

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

聚焦2020年全国两会

2020年全国两会即中华人民共和国第十三届全国人民代表大会第三次会议和中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第三次会议。...

2020年第一季度中国家电市场报告

4月27日,中国电子信息产业发展研究院发布了《2020年第一季度中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2020年第一季度,我国家电市场在抗击新冠肺炎疫情中奋力前行,零售额规模达1204...

“新基建 新动能 新增长”系列报道

中国电子报从2020年3月开始,特别策划推出“新基建新动力新增长”大型专题报道和系列推介活动,详细报道新基建在激发市场主体活力、增强发展动能、促进经济增长等方面的重要作用,权威推介在推动新基建进程中发...

2019年中国家电市场报告

2月28日,中国电子信息产业发展研究院发布了《2019年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2019年,我国家电市场零售额规模达到8910亿元,显示出较强的韧性,高端产品和农村市场大...

众志成城,战胜疫情

此时此刻,全国众志成城,抗击疫情。信息技术在这次抗击疫情战役中在很多方面都发挥着极其重要作用。今天,信息技术已经成为社会基础设施,互联网的发展深度融入到经济发展与人民生活的方方面面,为我们防控疫情创造...

《小电开箱》第二期,和小编一起喊话智能加湿器吧

《小电开箱》是中国电子报短视频团队最新推出的系列评测类栏目,以记者亲身体验,和广大观众一起感受新款消费电子产品的魅力(以及问题)...

1分钟看懂轨道交通“新基建”

经过近些年的发展,中国已迈入城市轨道交通大国的行列,北京、上海等大城市的城市轨道交通建设在世界上处于遥遥领先的地位。根据国际公共交通联合会(UITP)统计简报,...

1分钟看懂特高压“新基建”

如果说5000亿元太笼统,那么可以聚焦2月28日开工的陕北-湖北±800千伏特高压直流工程。作为国家电网公司今年新开工的首个特高压工程,其总投资金额185亿元,...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO