港大研究团队开发全新技术 打造更逼真的全息显示体验

环顾你身处的房间，在任何一个瞬间，你实际上看到了多少？也许近处的物体清晰而远处的模糊，从某个角度被遮挡的表面换个角度便重新出现，光滑桌面上的高光随着你头部的移动而游移变化。这些日常的视觉线索正是让场景显得真实的关键，也恰恰是当今全息显示技术难以重现的部分。

港大工程学院电机与计算机工程系彭祎帆教授带领的研究团队，开发了两项全新技术，让全息影像大幅接近这种自然的视觉体验。

第一项研究发表于《自然·通讯》（Nature Communications），以多边形网格作为起点。多边形网格是动画、工程及科学可视化中构建三维模型所使用的表面描述方法。通过直接使用这些表面描述，而非先将场景转化为平面图像，该方法能够在全息图生成的全过程中保留场景的几何结构与深度信息。基于人工智能的校准技术进一步补偿物理显示系统中的非理想因素。实验室测试显示，该方法能够呈现更平滑的焦点变化、更清晰的影像细节，并在不同观看位置正确显示物体的可见性。

两项研究的共同第一作者孟翔宇表示："使用网格让我们能够在整个全息图生成过程中保留场景的完整三维结构。"

第二项技术名为HoloPathTracer，针对另一项挑战：光线如何与不同材质互动。镜面会反射周围场景，玻璃会令光线折射，而光滑表面则会向不同方向散射光线。研究团队将路径追踪（一种在虚拟场景中追踪光线传播的标准计算机图形学技术）与波动光学相结合，使该方法能够在呈现自然焦点及视角变化的同时，重现反射、折射、随视角移动的高光以及间接照明等效果。该研究发表于《ACM Transactions on Graphics》，并在计算机图形学领域的顶尖国际会议ACM SIGGRAPH 2026上发表。

两项研究的共同第一作者Wenbin Zhou表示："HoloPathTracer进一步模拟光线如何以物理方式与场景的几何结构及材质互动。"

两项研究分别针对同一目标的互补环节：将细致的数码世界转化为令人信服的三维视觉体验。基于网格的方法提供了一条经校准的路径，将常见的三维模型转化为全息影像；HoloPathTracer则通过模拟更复杂的光线与材质互动，进一步扩展全息影像所能呈现的视觉效果。

研究团队表示，相关技术目前仍处于研究原型阶段。要实现面向消费者的实时应用，仍需进一步提升计算速度，并推动全息显示中用于调控光线的器件的发展。

尽管如此，团队相信其技术有望为全息显示的发展带来重要影响。彭教授表示："我们相信这一研究方向有望为未来VR及AR系统带来更加自然、视觉效果更加逼真的全息体验。"

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