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全息,也需要防伪打假

2019/3/26 13:28:59 

最近,“全息”这个词真的有点火,什么全息幻彩、全息投影、全息显示屏等等,玲玲种种的“全息”高科技真是层出不穷,那这些“全息”究竟是否靠普,虽然3.15已经结束了,但苏州印象必须澄清一些实事真相。

那到底什么是全息,全息的定义是什么?相关专业教科书定义,全息(holography)是指通过相干光干涉原理记录物体的波前(位相、振幅等全部信息),通过有条件的光照来再现记录波前,可以精确地再现被记录物体的三维外观,并且可以通过裸眼来观察。

但是英文常见到的一个词是“hologram”,它指的是进行全息拍摄记录时在记录媒介(比如高分辨率感光材料)上形成的干涉条纹,这种干涉条纹并不是我们看到的影像。而媒体、投资人和大众时常将“hologram”与另一词“holographic image”混用,后者指的是通过照射光线到记录的干涉条纹底片后再现的三维影像,就是漂浮着能被我们看到的立体画面。HoloLens可以让用户看到漂浮在空中的三维影像,虽然实际视场角没有宣传图这么大,它不是真正的全息(holography)。

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现实是,当大众提到全息时,他们想到的不是激光和干涉原理,而是眼中看到的漂浮在空中的三维影像。正是这个原因导致“全息”这个词被滥用,只要是震撼视觉的虚拟影像都有可能被叫做全息。希望攀上“黑科技”的投资者,想要吸引眼球、提高市值的企业、资本和媒体和不明就里但相信自己亲眼所见的大众,共同促成了这一“高科技全息”现象。

要让你眼中看到漂浮的三维影像,其实办法非常多,而且通常和激光、干涉没多大关系,而是在利用我们的视觉系统看外部世界的方式。当我们看近处的物体时,有7个主要的特征帮助我们形成三维视觉。

1、透视:远处的物体看起来更小;

2、遮挡:近处的物体会挡住处的物体;

3、双眼(立体)视差:左右眼看到同一物体的不同视图;

4、单眼(运动)视差:当头部运动时,远处和近处的物体会以不同幅度运动;

5、聚合:当眼睛聚焦在近处物体时两眼视线汇合;

6、调节:根据物体的距离,眼球相应地调整焦点。

7、空间:一种能够通过观察距离改变视场广度的视窗效果。

全息影像就是要把这7个纬度特征全部重现,完全骗过大脑,让它以为“活见鬼”了。如果是这样的话,那些不是基于记录干涉条纹的但能达到同样效果的显示技术是不是也可以称为全息呢?

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那我们从上面7个纬度的标准来衡量一下以下“全息”的真伪:

1、不需要介质的是不是全息?

这里所说的介质是指记录干涉条纹的全息感光材料,如果按照本文的标准,是否有介质并不影响是否是全息。而真正的全息是肯定要介质的。

2、初音未来和里约8分钟是不是全息?

初音未来的演唱会是不是全息,假的!因为它用的就是一个平面投影机制,是个平面断层的2D/3D效果,从侧面看就是片状的。

里约8分钟所用的技术也应该是某种类似的投影机制,不是全息。

3、Magic Leap是不是全息

Magic Leap 并无法展示我们在视频中看到的那种 “被全息投影建模包围” 的世界,实际上投射到你双眼中的只是很小的一部分,而其它的区域仍然是空白的,大概就像是透过一扇小窗去看外面的世界,它不是全息

4、金字塔状(或倒立)玻璃展示台是不是全息?    

不是,其原理也是佩珀尔幻象,是一种平面显示的半透反射影像,你可以看到影像的三个或四个面,并不是360度。

5、VR头盔是不是全息设备?

带空间位置追踪的头盔是一种立体显示设备,比如HTC Vive和Oculus CV1,因为只包含上述1-5条全息特征,Gear VR和Cardboard也不是。

6、3D电视是不是全息设备?

不是,因为目前显示器的分辨率、图形运算效率、数据传输速度还远远不能满足全息电视的要求,还相差多个数量级,就传输速率,5G还远远不够,所以目前的3D电视充其量不过是多幅体视图像分割传输到你双眼而已。

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所以,真正的全息显示应该是不用佩戴任何装备,上下、左右、前后多维度的身临其境的3D立体影像,并具有前后视觉聚焦调节功能。实际上 HoloLens因为需要戴个笨重的头盔来看到那些影像因而不应该被称为全息显示设备,而是伪全息。

我们再来说说“全息防伪商标”,这一说法在中国起源于八十年代末,九十年代初,当时是在全息平台上采用具有相干性的激光通过物光信息和参考光信息的干涉,形成能够用白光再现图像的干涉条纹,通常采用两步法工艺来拍摄获得浮雕形结构的母模板,称之为全息母版,再通过母版压印来实现全息防伪商标量产复制。

然而进入2000年后,点阵衍射光变图像(DOVID)开始盛行,采用图像的每一个象素点来赋予不同的微结构光栅,从而获得动态、立体的可变光学衍射图像成为防伪标签的流行趋势,因为除了母版光刻以外的后续制作工艺和全面提到的全息防伪商标制作相同,效果表现也类似,所以很多人还是习惯称之为“全息防伪商标”。

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岂不知,数字化衍射光学图像已经从双光束点阵干涉扩展为LCOS、DMD等光调制器成像投影光刻,刻写工具也从激光到电子束、甚至粒子束来实现高分辨率光刻,更有“猫眼全息”是采用超高精度CNC车床钻石刀来加工槽形结构。

所以,目前大多全息防伪标签也是一种伪全息,至于什么“全息幻彩”也就是一种全息衍射效果的“雅”称。

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因此,印刷包装上所见的平面或三维立体衍射图像:

全息是制造衍射光学图像的重要工艺之一

激光是加工衍射光学图像的重要工具之一

全息防伪商标”包含但不限于全息技术。

 他们统统属于物理结构色及图像。


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