360度桌面电子全息显示器的设计原理图，这种设计理念可以让几个人同时享受全息图的内容。

（图片来源于：Yongjun Lim，韩国电子通信研究院 5G千兆通信研究实验室）

引言

最近，韩国研究团队重新设计了三维全息显示。在“星球大战”电影中，原始的特效全息显示十分引人注目的，但是却有点模糊。然而，不久的将来，它会变成全彩色、全尺寸的全息影像。

研究简介

团队描述了一种新型桌面显示系统，多个观看者在桌面周围走动时，可同时观看完整的三维影像，具有360度全方位观看体验。这项研究发表在本周的光学学会（OSA）的《光学快报》杂志上。

360度桌面全息显示电子设备的设计和实现。(a) 系统设计图 (b) 原型设计 (c) 连接和过滤部件的光学布局 (d) 光学部件的实现。L：镜头 BS：分束器 F：滤光器 M：镜面 C：瞄准仪

（图片来源于：Yongjun Lim，韩国电子通信研究院 5G千兆通信研究实验室）

全息技术的挑战和应对

为了进行一些列可商业化的应用 -- 从医疗到游戏再到媒体 -- 全息显示的挑战相当艰巨。它包括缩小电子设备的尺寸足以放置在桌面上，以及强大地足以渲染海量数据创建任意角度的全环绕三维显示体验，而不需要借助特殊的玻璃或者其他显示辅助。

韩国电子通信研究院 5G千兆通信研究实验室 的 Yongjun Lim 解释道，

“之前，全息显示系统的研究人员提倡并致力于突破以下限制：合并后空间分辨率、商业化速度、空间光调制器。说代表的技术包括空分复用制 （SDM）、时分复用技术（TDM）以及这两项技术的结合。”

新方案解析

Lim和他的团队采取不同的方法，他们添加了一个新型的观察窗设计。为了实现这种观察窗设计，必须密切关注光学图像系统。Lim解释道：

“通过桌面显示，观察窗可通过使用放大的虚拟全息图显示，但是图像平面相对于转动轴是倾斜的，使用两个抛物镜面投射。但是，因为抛物镜面没有光学平面表面，所以会导致失真。我们需要通过设计非球面透镜，来解决虚拟失真的问题。”

Lim 进一步说：

“结果，多个观看者可从围绕的桌面任何位置，观察3.2英寸的全息图，而不会有任何失真。”

在这些进展基础上，Lim 的团队希望设计一个关键功能，战略性地定制观察窗的大小，使它可以和虚拟全息旋转影像的有效像素尺寸密切关联。观察者从这个窗口观看，他们的眼睛可以接受全息图像光场，因为系统让相对于旋转轴的虚拟全息图平面发生倾斜。

(a), 观察实验设置  (b),(c),(d),(e), 90度区间可以在四个不同的位置获取的图片

为了提高观看体验，团队希望设计一个系统，让观察者可以每秒20帧的速度，看到在抛物面反射镜系统的表面旋转的3.2英寸的三维全息图片。

测试结果

科学家对于三维模型以及计算机全息图的系统进行测试，结果是令人充满希望的。尽管现在，仍然只有一个单绿色。下一步，团队希望制造全色彩体验，并且解决四个数字显微镜设备的色差和亮度不匹配的问题。

未来展望

Lim 认为：

我们开发了系统的另外一个版本以解决这些问题，并且希望在不久的未来设计下一代模型，包括色彩的增强表达。由于计算机辅助图像技术的应用，以及最近开发的增强现实或者虚拟现实技术的设备，可视化技术正愈来愈复杂且高度地富有想象力。在不久的未来，高质量全息显示将问世。

参考资料

【1】Yongjun Lim, Keehoon Hong, Hwi Kim, Hyun-Eui Kim, Eun-Young Chang, Soohyun Lee, Taeone Kim, Jeho Nam, Hyon-Gon Choo, Jinwoong Kim, Joonku Hahn. 360-degree tabletop electronic holographic display. Optics Express, 2016; 24 (22): 24999 DOI:

【2】http://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2016/full_circle_viewing_360-degree_electronic_hologra/