全息通信的可能形式
全息视频VR通信技术
“全息”（Holography）即“全部信息”，这一概念是在1947年由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯首次提出，他也因此获得了1971年的诺贝尔物理学奖。
全息技术是一种利用干涉和衍射原理来记录物体的反射，透射光波中的振幅相位信息进而再现物体真实三维图像的技术。
它与物理学、计算机科学、电子通信及人机交互等学科领域有着密切的联系。
广义上说，全息通信业务是高沉浸、多维度交互应用场景数据的采集、编码、传输、渲染及显示的整体应用方案，包含了从数据采集到多维度感官数据还原的整个端到端过程，是一种高沉浸式、高自然度交互的业务形态。
结合6G技术，进行扩展与挖掘可获得包括数字孪生、高质量全息、沉浸XR、新型智慧城市、全域应急通信抢险、智能工厂、网联机器人等相关全息通信场景与业务形态，体现“人-机-物-境”的完美协作。
传统光学全息：光学全息的全部过程分为信息数据采集与信息图像重构两个阶段，采集阶段相当于照相机的拍摄过程，而信息图像重构阶段相当于洗照片的过程。
数字全息：由于全息图只是对物体的物光束和参考光波进行相干叠加时产生的一些列干涉条纹进行了记录，而要得到物体的再现像，就必须对全息图进行重新处理，数字全息是利用电荷耦合器件来代替传统的光学记录材料来记录全息图，将物体的物光信息数字化记录，便于存储、数字处理以及重现。
它最早是由Goodman在1967年提出的。
计算全息：计算全息最早是由Kozma和Kelly提出，但是限于当时计算机技术水平的不足，计算全息一直没有发展起来，直到21世纪初期数码照相机的普及和计算机技术的发展成熟才又进入了发展时期。
计算全息是一种数字全息领域的分支，这种新型的方法是利用计算机去模拟物体的光场分布，用算法去进行全息图的制作，该方法可以不依赖实物，而是基于该物体的数学描述进行全息图制作，实现了全息术从实际物体到虚拟物体的突破。
计算全息三维显示技术是近年来将全息术、光电技术及计算机高速计算技术相结合发展起来的最具潜力的三维显示技术，与传统光学全息术相比具有灵活、可重复性好的特点。
未来科技的通讯方式
未来科技的通讯方式
标题：未来科技的通讯方式
一、引言
随着科技的飞速发展，我们的通讯方式也在发生着翻天覆地的变化。
从最早的烽火狼烟，到电报电话，再到现在的互联网通讯，每一次的技术革新都使得人们的沟通更加便捷高效。
那么，未来的通讯方式又将如何演变呢？让我们一起探索一下。
二、量子通讯
量子通讯是一种基于量子力学原理进行信息传递的方式，其最大的特点就是安全性和高效性。
由于量子状态无法被复制和窃听，因此可以实现绝对的安全通讯。
同时，由于量子态的并行性，可以实现超高速的信息传输。
三、脑机接口通讯
脑机接口通讯是指通过直接连接大脑与电子设备，实现人与人或人与机器之间的通讯。
这种通讯方式不需要语言或者文字，只需要思维就能完成信息的传递，大大提高了通讯效率。
四、全息投影通讯
全息投影通讯是利用全息技术，将通讯对象以三维立体的形式呈现在我们面前，仿佛对方就在眼前一样。
这种方式不仅增强了通讯的真实感，也使得远程会议、远程教育等应用更加生动有趣。
五、虚拟现实/增强现实通讯
虚拟现实/增强现实通讯是通过虚拟现实或者增强现实技术，构建出一个虚拟的交流环境，让人们在其中进行交流。
这种方式不仅可以提供更丰富的交流体验，也可以打破地理限制，让人们随时随地都可以进行交流。
六、结论
未来的通讯方式将会越来越多元化、个性化，而这些新的通讯方式也将进一步改变我们的生活方式。
无论是量子通讯、脑机接口通讯，还是全息投影通讯、虚拟现实/增强现实通讯，都将为我们带来前所未有的通讯体验。
尽管这些技术目前还处于研发阶段，但我们可以预见，随着科技的进步，它们终将成为我们日常生活的一部分。
数字全息术及其应用
数字全息术在安全监控、军事 侦察、通信加密等领域也有潜 在的应用价值。
未来发展方向
1
数字全息术需要进一步发展高分辨率和高灵敏度 的图像传感器和显示器，以提高图像质量和稳定 性。
2
数字全息术需要进一步研究高效的算法和计算技 术，以实现更快速的计算和数据处理。
3
数字全息术需要进一步探索与其他技术的结合， 如人工智能、机器学习等，以拓展应用领域和提 高应用效果。
防伪鉴别
利用数字全息技术可以生成具有唯一 性的光学防伪标签，用于产品的真伪 鉴别。
生物医学成像
显微成像
数字全息术可以用于显微成像，提供高分辨率的细胞和组织结构细节。
生物样品成像
利用数字全息技术可以对生物样品进行无损、无标记的成像，观察细胞和组织的结构和功能。
04
数字全息术面临的挑战与前 景
技术挑战
液晶显示生成全息术的优点在于其低成本和易于集成，适用于需要小型化和轻量 化的场合。此外，液晶显示还可以与其他技术相结合，如柔性显示技术等，实现 可弯曲的全息显示。
03
数字全息术的应用领域
光学信息处理
光学图像处理
数字全息术能够用于光学图像的 处理，包括图像增强、去噪、复 原等，提高图像的清晰度和质量 。
06
数字全息术的实际应用案例
数字全息术的实际应用案例 在光学信息处理中的应用案例
光学信息处理
数字全息术在光学信息处理领域的应用包括全息干涉计量、全息光学元件、全息存储器 等。通过数字全息技术，可以实现高精度、高分辨率的光学信息处理和存储，提高光学
系统的性能和稳定性。
3D显示
数字全息术在3D显示领域的应用包括全息投影和全息电视等。通过数字全息技术，可 以实现高清晰度、高逼真的3D显示，为观众提供沉浸式的视觉体验。
简述全息术的原理
简述全息术的原理全息术是一种由物理学和光学学科构成的科学领域，它的原理基于两束光波的相互作用，产生了一种干涉现象，这种干涉现象在干涉条纹中储存了被记录的三维物体的全部信息，并可在以后的时间内进行重建。
这种记录和重建的过程，被称为全息术。
全息术的最初发明者是李卫兰和戴安，他们于1948年首次提出了全息术的概念，并于1962年获得了诺贝尔物理学奖。
全息术目前被广泛应用于科学、工程、医学、文化庇护和彩色图像等领域。
第一，全息术采用的是克尔斯定理。
它指出：一束光波将物体投影到光芒的交叉处，形成了一个干涉图案。
这个干涉图案随着光波的传播而改变，其中包含了三维物体的全部信息。
第二，全息术在记录过程中采用了另一束光波，它与被记录的光波产生干涉，这种干涉导致将信息储存到干涉条纹中的过程。
全息术记录过程中的光波必须是单色光。
这是因为单色光是由具有相同频率和相位的光波组成的，这种光波只产生一种干涉图案，从而可以更好的记录和重建三维物体的信息。
第四，全息术记录光波的一个特定特点是它必须满足空间相干性。
两束光波之间应该满足相同的相位和方向，才能保证记录的准确性。
第五，全息术在记录过程中需要使用银盐或者像素电影等记录材料。
这些材料可以记录光波的干涉图案，并保持干涉条纹的稳定性多年。
全息术的原理就是将两束光波的信息合成到干涉条纹中，记住干涉条纹所产生的相位和幅度，以达到记录和重建三维物体信息的目的。
全息术在实践中被广泛应用于许多领域。
其中最具有代表性的应用是将全息成像应用于三维图像显示。
全息成像是将被摄物体的全部信息记录在光介质中，随后通过全息重建技术使三维物体在空间中重现的一种技术。
全息成像和其他的成像技术相比，具有许多优点。
它能够记录并重建物体的全部信息。
如果一个物体是透明的或者含有透明的部分，那么，使用传统的摄像、成像技术将不能获取到其全部特征。
全息成像能够记录整个物体的全部信息，包括其透明部分。
第二，全息重建能够使三维物体在物理领域内进行实时显示，而不需要使用计算机或其他设备进行处理。
相干应用场景-概述说明以及解释
相干应用场景-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在这篇长文中，我们将探讨相干应用场景。
相干是一个广泛应用于多个领域的概念，它代表着两个或多个波或粒子之间存在相位关系或振动状态的一致性。
通过充分理解相干的特性和应用，我们可以更好地应用它来解决现实世界中的问题。
本文将重点介绍两个相干应用场景。
首先，我们将探讨相干应用于光学领域的一些重要应用。
光学干涉和干涉仪是光学领域中最常见的相干应用之一。
通过分析和利用光的相干特性，我们可以测量光的波长、检测细微的光强变化，并实现光的调制和分析。
此外，相干光源广泛应用于全息术、相位成像和激光干涉等领域。
这些应用使得相干成为光学研究和技术发展中不可或缺的一部分。
另一个重要的相干应用场景是在通信领域。
相干通信是一种利用相干性来传输信息的通信方式。
与传统的非相干通信相比，相干通信能够在信道容量和传输距离上获得更高的性能。
相干通信除了在无线通信中有广泛应用外，还被广泛应用于光纤通信系统。
光纤通信中的相干传输技术使得高速、长距离的数据传输成为可能，并极大地推动了现代通信技术的发展。
通过研究和理解相干应用场景，我们可以更好地应用相干技术解决实际问题。
相干在光学和通信领域的应用仅仅是众多应用中的一部分，随着技术的进步和研究的深入，相信相干将在更多的领域展现出其重要性和价值。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式写：文章结构:本文将从以下几个方面对相干应用场景进行探讨。
首先，在引言中，我们将对概述、文章结构和目的进行介绍，帮助读者了解全文的主要内容和意图。
接下来，我们将详细讨论两个具体的应用场景。
应用场景一会介绍...（在这里简要概括应用场景一的主要内容）。
然后，应用场景二将探讨...（在这里简要概括应用场景二的主要内容）。
最后，在结论部分，我们将对前文进行总结，并展望相干应用场景的未来发展。
通过以上的结构，读者可以清晰地了解到本文的内容安排和逻辑关系。
接下来，我们将对每个部分进行详细的阐述和论述，以帮助读者深入理解相干应用场景的重要性和应用前景。
全息术的原理、应用及展望解读
全息术的原理、应用及展望摘要：全息术是一种用相干光干涉得到物体全部信息的2步成像技术，是一门正在蓬勃发展的光学分支，近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究、工业生产和生活中.本论文首先介绍了全息术的发展历程，然后就其原理及应用进行了深入探讨，最后探讨了一下全息术的发展前景．关键字：全息术；原理；应用；展望；白光再现The Principal, Application and Prospects of holographyAbstract：Holography is a two-step imaging technology which obtains the whole information from an object with the coherent light interference. It is an active branch of optical, in recent years, it has penetrated into every field of the social life and widely used in modern scientific research, industrial production, and it have already been stepping into the modern life. Firstly, this thesis introduces the development of holography, and then had a thorough discussion on the principle and application, and finally discusses the prospects for the development of holography.Key words：Holography；Principal；Application；Prospects；White light reconstruction引言1948年伽柏提出了一种全新的两步无透镜成像法──全息术，也称为波阵面再现术。
全息通信技术原理与方法
全息通信技术原理与方法一、引言全息通信技术是一种利用全息技术实现的远程通信方式，它可以在不同地点的人们之间传输三维全息影像和声音，实现身临其境的沟通体验。
本文将介绍全息通信技术的原理与方法。
二、全息图原理全息图是一种记录了物体的干涉图样的光学记录介质，它可以还原出物体的三维图像。
全息通信技术利用全息图实现远程通信。
其原理是通过将发送方的物体进行全息记录，然后将记录的全息图传输到接收方，接收方通过照射全息图，就可以还原出发送方的物体的三维图像。
三、全息通信的方法1. 全息图的制备全息图的制备是全息通信的第一步。
制备全息图通常需要使用激光光源、物体、光学元件和全息记录介质。
首先，将激光光源照射到物体上，然后将经过物体反射或透射的光与一个参考光束进行干涉，干涉形成的干涉图样就是全息图的记录。
最后，将记录的全息图保存在全息记录介质上。
2. 全息图的传输全息图的传输是全息通信的关键环节。
传输可以通过光纤、无线电波或卫星等方式进行。
在传输过程中，需要保持全息图的完整性和稳定性，以确保接收方能够准确还原出全息图。
3. 全息图的再现接收方在接收到全息图后，需要使用激光或其他合适的光源对全息图进行照射，以还原出发送方的物体的三维图像。
还原出的图像可以通过透视或其他方式进行观察，实现远程通信的效果。
四、全息通信技术的应用全息通信技术具有很广泛的应用前景，以下是几个典型的应用领域：1. 远程会议全息通信技术可以实现远程会议，与传统的视频会议相比，全息通信可以提供更加真实、立体的会议体验，增强会议参与者之间的沟通效果。
2. 远程医疗全息通信技术可以在医疗领域实现医生与患者之间的远程会诊，医生可以通过全息通信技术观察患者的病情、进行诊断，并提供远程指导。
3. 远程教育全息通信技术可以在教育领域实现远程教学，教师可以通过全息通信技术向远程学生传授知识，学生可以获得更加身临其境的学习体验。
4. 艺术展览全息通信技术可以用于艺术展览，艺术家可以将自己的作品通过全息通信技术展示给观众，观众可以获得更加逼真的观展体验。
全息技术的发展与应用
全息技术的发展及应用^_^ By Linda @ZJU一、全息技术简介全息术也称全息照相，其原理可用八个字来表述：“干涉记录，衍射再现”，其过程包括全息记录和全息再现两个过程：第一步是记录，即底片上以干涉条纹的形式存储被摄物的光强和位相；第二步是再现，即用光衍射原理来重现物体原来的三维形状。
普通的照相是利用透镜成像原理，在感光胶片上只记录被摄物体表面反射光的强度(振幅)变化——形成平面像，而对于反射光的位相信息却没有记录，而全息照相则是一种既记录反射光的强度，又记录反射光的位相的照相技术。
全息术有以下特点：三维性：因为全息图记录了物光的相位信息，再现时，可观察到如同真实物体一样逼真的三维图像。
当观察者改变位置时，可以看到物体后面被挡住的部分，可以看到逼真的三维图像。
不可撕毁性：因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。
它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。
再现像的缩放性：因衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现像就会发生放大或缩小。
信息容量大：同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。
全息技术近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中，特别是在现代测试、生物工程、医学、艺术、商业、保安及现代存储技术等方面已显示出特殊的优势。
随着全息技术的快速发展，全息技术的产品正越来越多地走向市场、应用于现代生活中。
二、全息技术发展史全息术的发展大约可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等四个阶段。
1948年英国科学家丹尼斯·伽伯(Dennis Gabor)为改善电子显微镜成像质量提出了重现波前的理论，即全息照相技术，并因此获得了诺贝尔奖。
但由于当时没有好的相干光源，全息图的质量很差，所以研究工作进展较慢。
同轴全息术就是伽伯当时采用的技术，这一阶段主要是在1960年激光器出现以前。
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全息通信的可能形式
(一)3D全息投影
3D全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。
全息投影方式多年前已经在技术上实现，同显示屏上显示的2D或3D视频略有不同，通过全息投影的方式重新呈现出来，是真实人物的全息投影。
下面加拿大皇后大学的3D全息投影产品便是个很典型的例子。
加拿大皇后大学人类媒体实验室研究员研发成功的“TeleHuman”3D全息投影设备。
这款设备开发本意就是用3D全息影像来代替现有的平面视频会议，使得人人之间的交互变得生动有趣形象。
这个设备系统由一个1.8米高的内置3D 投影机圆筒和6个安装在圆筒顶部的Kinect组成，通过摄像头和电脑计算制作成3D全息影像呈现在圆筒上。
这个圆筒拥有360°视角，参与视频会议的人可以环绕圆筒行走，看到说话者身体的前方和后方。
我们可以想见一下，如果将这种形式用到多方交流和群组会议中，是不是类似下图呈现的方式，每个与会人员都要单独投影出来才能全角度的交互。
但全息投影容易受介质的影响，虽然能够全方位的角度去观察，得到了更好的交互体验。
但仍和自然交流的体验有一定差距。
当然也有通过空气介质或更隐形的介质来进行全息投影，形式更接近真实的交流。
例如思科总裁演讲以及霍金在悉尼大剧院的全息亮相，就是通过思科的网真视频会议系统实现的。
活动中最吸引人眼球的自然是霍金通过3D全息投影出现在舞台上，与观众实时互动，而实现这一背后技术正是思科网真。
此次大会，思科与悉尼歌剧院及新南威尔士大学“Big Questions”研究院合作，提供了DVEtelepresence全息投影技术，实现了霍金穿越重洋，“出现”在众人面前。
上面的图景看起来和未来全息通信很相近了，但其实上面的两个实例中只是单向直播全息影像。
也就是霍金在远端是没有看到主持人和会场的全息景象的，而只是普通的视频图像，因为霍金博士的全息影像是通过四周遍布的全息摄录器材拍摄合成的，而会场里则没有类似的设备。
全息投影成像不仅摄录系统较为复杂，而且对投影显示环境要求比较苛刻，现有应用案例中都是在光线暗的场场景下才能得到较好的全息效果，另外由于显影介质的影像，全息影像的分辨率和清晰度也不是很理想。
再来看星球大战中的全息会议场景，你会想全息图像那人的本地场景又会是什么样的呢？也许他真是坐在一个全息投影的会场场景当中，也或许他只是戴了个虚拟现实的设备在操控自己的替身在现实世界的做各种行为。
(二)虚拟现实VR
虚拟现实：真实幻觉(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术。
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
沉浸式虚拟现实提供参与者完全沉浸的体验，使用户有一种置身于虚拟世界
之中的感觉。
其明显的特点是：利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉，同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。
系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性。
临境系统是真实环境替代的理想模型，它具有最新交互手段的虚拟环境。
用虚拟现实技术建立所有与会者共享的虚拟会议空间，并为每个与会者构建三维模型，作为虚拟空间会议中与会者的替身，与会者通过操纵虚拟会场中的替身与其他与会者进行交互。
研究趋势是建立具有真实感的虚拟会场环境和与会者替身模型，实现虚拟会议空间。
现阶段虚拟现实技术只是在发展初期甚至是概念阶段，其呈现形式类似于
3D动画的虚拟世界，更多的被应用到了类似《虚拟人生》这样的游戏。
计算机构建的虚拟空间的真实性和真实环境还有很大的差距，另外感官传感器等技术短时间也很难有根本性的突破，使得代替真实人体的感官反馈仍存在于在科幻电影当中，其无法代替真实世界的感受，使得其大范围应用受到限制，这也是很多高科技公司转而研究AR增强现实的原因，虚拟现实技术的成熟仍需要若干年的积累。
在未来的全息通信中，虚拟现实技术会一种很重要的形式，沟通的各方不再需要一个真实的会面场景，一切的交流都在网络的虚拟空间中完成。
(三)增强现实AR
1)增强现实概念：
AR技术，增强现实是利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境,通过各种传感设备使用户“沉浸”到该环境中实现用户和环境直接进行自然交互。
AR是直接在现实环境中将计算机的人机界面或虚拟构建的场景进行在真实世界中进行全息投影。
AR是虚拟现实、现场互动的结合，它需要配合特定的头戴式显示器才能够看到，
2)AR在目前阶段和全息技术的异同
传统的全息（投影）技术指利用光学技巧，实现完整的，可以从360度观察的虚拟形象，通常是依托可以多方向观察的多面体设备和多个不同角度的投影来实现，由于这个形象是确实的光学形象，是开放的，多人可见的，因此也可视为面向全体的AR/全息技术。
而微软和Google系目前的解决方案，也是是基于Head-mounted display（头戴式显示器）和Immersive multimedia（浸入式多媒体技术）的方式。
也就是以计算机技术为依托，以全视野或部分视野视觉为基本媒介，使用户产生看到了虚拟实体存在于现实空间中的效果，因此可以视为面向个人的AR/全息技术。
以微软的AR设备HoloLens为例：
由HoloLens构造的全息3D世界：人们头戴着HoloLens走进房间的同时，HoloLens上的两颗摄像头便会迅速扫描整个房间构建三维模型，随着使用者的移动，房间的三维模型是实时动态的。
使用者的操作上也是完全是悬空的，只需要通过简单的手势和语音命令控制，就可以在房间任意平面上呼出菜单、文档、网页，甚至3D游戏。
3)AR运用到全息通信当中
主要方法是运用增强现实技术将本地的真实会场与计算机生成的虚拟会场在空间上进行关联，构造虚实结合的虚拟会议空间，与会者以视频对象的方式在虚拟会议空间中合成、交互。
发展趋势是消除虚拟环境和真实环境之间的界限，实现两者的无缝融合，使与会者无法区分是在虚拟或者是真实环境当中。
4)AR可以增强通信的协同功能
协同浏览负责人机交互界面或者是虚拟物体模型在各与会终端处的同步显示，包括模型加载，模型操作，模型操作权限控制及场景视点控制。
模型加载入本地客户端后，系统通过网络把模型数据发送给其他各与会终端，其他与会终端接收数据并自动把模型加载到各自的预览场景中，从而实现了远程模型的异地共享。
以微软的Skype为例，最近的demo中，就运用了HoloLens眼镜。
带上HoloLens进入Skype，你的眼前会出现联系人列表，你可以将手举起，置于眼睛前方，用食指在空中划过选择联系人并进行呼叫。
通话双方可以实时共享环境，就像图中这样完成真正的“场外指导”。
用虚拟的工具来对现实事物进行操作指导。
微软sky视频通话中只是构造了虚拟的显示设备和操作界面，仍然是视频通话，并没有用到全息的人像。
未来的全息通信应该更像下面电影画面所展现的，不在同一地点的人在浏览同一个虚拟的界面，以增强现实的方式呈现在真实的环境场景当中。
5)AR的广泛应用领域
微软已经暗示了AR设备的多种潜在功能，在4月份的开发者大会上，微软首次推出的应用包括教育、工作场所、手术室、实验室等。
凯斯西储大学(Case Western University)的研究者们与微软合作，试图变革医疗教育和健康管理。
例如，借助于HoloLens，它能够展示出一个全3D的还在供血的心脏模型，你还可以对它进行旋转，这将为有经验的外科医生和医学专业的学生提供重要的可视化线索。
在视频中可以看出HoloLens允许学生与解剖模型进行交互，观察和理解神
经系统、骨骼结构和器官的系统性以及相互之间又是如何有效地组织起来。
结合现实增强的全息通信也许就类似于上图呈现给我们的样子，只不过里面的人不再是同处一室，而是分处在不同的地方。
每个与会者都身临其境于这个环境，协同处理一件事物。
当然甚至不需要戴这样一幅厚重的眼镜，而是以更自然的方式来交流。
也许有一天，你真分辨不出，远处站立聊天的两个人，也许其中一个人是异地传来的全息影像。