研究人員開發了一種創建動態超高密度3D全息投影的新方法。通過將更多細節打包到3D圖像中，這種類型的全息圖可以真實地再現我們周圍的世界，用于虛擬現實和其他應用。

中國科學技術大學研究團隊負責人龔雷說："3D全息圖可以呈現具有連續精細特征的真實3D場景。對于虛擬現實，我們的方法可以與基于耳機的全息顯示器一起使用，以大大提高視角，從而增強3D觀看體驗。它還可以在不需要耳機的情況下提供更好的3D視覺效果。”

產生逼真的3D物體全息顯示需要將具有高像素分辨率的圖像投影到大量緊密間隔的連續平面或層上。這實現了高深度分辨率，這對于提供使全息圖看起來是三維的深度線索很重要。

在光學出版集團的高影響力研究期刊Optica中，龔的團隊和新加坡國立大學的 Chengwei Qiu的研究團隊描述了他們的新方法，稱為三維散射輔助動態全息術 (3D-SDH)。他們表明，它可以實現比多平面全息投影的最先進方法高出三個數量級以上的深度分辨率。

研究人員說：“我們的新方法克服了當前數字全息技術中長期存在的兩個瓶頸——低軸向分辨率和高晶面串擾——這兩個瓶頸阻礙了全息圖的精細深度控制，從而限制了3D顯示器的質量。我們的方法還可以通過允許在全息圖中加密更多數據來改進基于全息圖的光學加密。”

制作更詳細的全息圖

創建動態全息投影通常包括使用空間光調制器（SLM）來調制光束的強度和/或相位。然而，今天的全息圖在質量方面是有限的，因為當前的SLM技術只允許將少數低分辨率圖像投影到具有低深度分辨率的散射平面上。

為了克服這個問題，研究人員將SLM與漫射器相結合，使多個圖像平面能夠以更小的數量分開，而不受 SLM 屬性的限制。通過抑制平面之間的串擾并利用光的散射和波前整形，該設置可實現超高密度 3D 全息投影。

為了測試這種新方法，研究人員首先使用模擬來表明，它可以在每個平面之間產生更小的深度間隔的3D重建。例如，他們能夠在一張1000×1000像素的全息圖中投影一個3D火箭模型，該模型具有125個連續的圖像平面，深度間隔為0.96毫米，而使用另一種最近開發的方法，即基于隨機矢量的計算機生成全息術，則具有32個深度間隔為3.75毫米的圖像平面。

為了通過實驗驗證這個概念，他們構建了一個原型 3D-SDH 投影儀來創建動態 3D 投影，并將其與 3D 菲涅耳計算機生成全息術的傳統最先進設置進行了比較。他們表明，3D-SDH的軸向分辨率比傳統對應物提高了三個數量級以上。

研究人員展示的3D全息圖都是點云3D圖像，這意味著它們無法呈現3D物體的實體。最終，研究人員希望能夠用全息圖投影一組3D物體，這需要更高像素數的全息圖和新的算法。