与AR/VR技术相比 全息显示技术一直在发展 这项技术发明自1947年 它可以将虚拟影像显示在真实环境中 让你可以裸眼看到虚实结合的视觉效果。目前已有的几个具有代表性的方案包括：基于投影技术的Light Field Lab、基于佩珀尔幻象原理的“迈克尔·杰克逊”表演、凸透镜原理的Looking Glass、基于高速移动介质和光源的Voxon、高刷超声波粒子全息方案、全息风扇等等。
目前 全息风扇类的2D全息显示技术已经应用在商场等营销场景。与2D显示屏相比 3D全息显示屏同样利用光线来成像 区别在于显示的内容具有空间感。但真正的3D全息系统造价昂贵、难以量产生技术限制 一直难以大规模商业化。
注：本文主要涉及裸眼3D全息技术 是使用门槛比AR头显更低 更适合多人场景的技术。
因此 为了让全息技术能够应用于更多领域 三星尖端技术研究所（SAIT）的科研人员历时8年 研发了一种轻薄的全息显示屏幕 其原理是利用可操控的背光单元和全息视频处理器来控制光线 显示高质量3D全息影像 可视角度是一般水平的30倍。近期 SAIT科研人员在自然通讯期刊上发表了这项技术的相关论文 进一步对其进行解释。
科研人员表示：传统显示屏通过光线强度来表现深度 而全息技术不仅控制光线强度 还能显示出从多角度看都有3D观感的图像 是3D显示的最理想形式。3D全息显示结合了多种深度感知原理 包括双目视差、双眼角度、焦距调整、运动视差等。而市面上大多数3D显示方案通常仅结合其中部分原理。三星研发的全息显示技术几乎可以通过光线来完美复制物体 生成逼真的3D图像。
另外 通常静态全息技术形式包括：1）银卤化物、光敏聚合物；2）纳米光学、超表面；相比之下 静态全息显示形式不支持高刷新率动态显示 而SAIT的技术利用空间光调制器（SLM） 直接调节光波面 呈现动态的全息影像。
据了解 这是一个基于光线衍射原理的3D全息显示方案 它的特点是在空间中成像 支持与屏幕前0.3米的手掌互动 这与传统基于双目视差原理的全息技术有所不同（此外 也不容易造成视觉辐辏冲突） 因此真正的全息显示技术对于未来的交互式3D视频系统和界面足够重要。
关于商业化潜力
SAIT表示：全息显示技术难以商业化是因为以下几大难点：
1）有限的视场角；
2）笨重的光学元件；
3）计算量大。
为了解决这些问题 SAIT开发了一种名为S-BLU的特殊光学元件 其特点是只需要轻薄的光源（C-BLU） 可以控制光源面板产生的背光 原理是将入射光转化成准直光线 并通过光束偏转器来调整光线角度。利用这种原理开发的全息显示屏可实现4K分辨率（3840××2160）、10英寸大小、0.6°可视角度。如果将全息图像通过S-BLU向观看者方向弯曲那么可视角度约可提升30倍。
此外 通常显示面积越大 最佳观看角度会越小 二者大小成反比。也就是说 2mmx1mm的全高清全息显示屏可视角度为30° 而200mmx100mm的全息显示屏可视角度仅为0.3°。
总之 基于S-BLU的全息面板足够轻薄、平整 采用更成熟的显示器设计 更容易被主流市场接受。
计算全息图像则通过FPGA（场可编程门阵列） 好处是可避免信息丢失和过渡采样 计算单元只需要一个芯片。
总之 三星打造了一个包含创建到复制整个完整流程的全息显示系统 有望推动全息显示的商业化。科研人员在论文中表示：建立全息显示的框架将成为解决商业化难题的关键 SAIT将持续推动全息作为未来的显示形式。
尽管如此 SAIT科研人员认为全息技术打开主流市场还需要很长时间 因为除了需要开发技术外 还需要发展全息内容、全息视频捕捉设备、全息数据传输流程等等。
应用场景方面 SAIT认为未来全息技术可用于远程医疗、图形可视化、虚拟导航、3D显示等等。起初 可能会出现全息键盘、全息菜单等应用 随着这项技术越来越常见 它可能还会用来创建基于手势、语音、眼球追踪、脑电波识别等其他输入方式的UI（用于AR眼镜等设备）。
对比其他全息技术
前面提到 市面上有各种各样的全息方案 应用更广泛的是2D全息技术 而真正的3D全息显示还在实验室探索阶段 难以商业化。目前已经向企业、设计师和开发者发售的Looking Glass全息显示屏支持多人从45个角度查看3D模型 但你无法直接触碰显示屏中的虚拟图像 而且售价599美元到3000美元 造价比较昂贵。
相比之下 Voxon全息显示设备支持更多观察角度 生成的3D虚拟模型看起来就像是真实存在的。它的原理是基于高速（4000fps）移动的平面介质 但这样的设计则更加依赖算力 设备体积笨重 而且售价高达1万美元。
而基于投影技术的Light Field Lab原理其实与SAIT的方案有些相似 都是利用光来形成3D全息影像 区别在于SAIT解决了计算成本的问题 通过算法来优化全息图像生成流程 计算单元仅需要一个芯片。
尽管如此 我们可能要等到6G时代才能看到三星推出全息相关产品 因为三星此前在6G白皮书中就曾提到 6G时代的三个关键服务是：真正的沉浸式XR、高质量移动式全息体验、数字化身。他们认为 全息图像将成为未来新一代媒介 它可通过显示出面部表情、手势动作 甚至丰富自然的肢体语言等。而这些还需要实时的面部、动作捕捉技术 将拍摄的三维图像实时传输到对方。未来 这种技术有望成为远程通讯、医疗、虚拟导航的新方式。
责任编辑：PSY