港大研究團隊開發全新技術 打造更逼真的全息顯示體驗

環顧你身處的房間，在任何一個瞬間，你實際上看到了多少？也許近處的物體清晰而遠處的模糊，從某個角度被遮擋的表面換個角度便重新出現，光滑桌面上的高光隨着你頭部的移動而游移變化。這些日常的視覺線索正是讓場景顯得真實的關鍵，也恰恰是當今全息顯示技術難以重現的部分。

港大工程學院電機與計算機工程系彭祎帆教授帶領的研究團隊，開發了兩項全新技術，讓全息影像大幅接近這種自然的視覺體驗。

第一項研究發表於《自然·通訊》（Nature Communications），以多邊形網格作為起點。多邊形網格是動畫、工程及科學可視化中構建三維模型所使用的表面描述方法。通過直接使用這些表面描述，而非先將場景轉化為平面圖像，該方法能夠在全息圖生成的全過程中保留場景的幾何結構與深度資訊。基於人工智能的校準技術進一步補償物理顯示系統中的非理想因素。實驗室測試顯示，該方法能夠呈現更平滑的焦點變化、更清晰的影像細節，並在不同觀看位置正確顯示物體的可見性。

兩項研究的共同第一作者孟翔宇表示：「使用網格讓我們能夠在整個全息圖生成過程中保留場景的完整三維結構。」

第二項技術名為HoloPathTracer，針對另一項挑戰：光線如何與不同材質互動。鏡面會反射周圍場景，玻璃會令光線折射，而光滑表面則會向不同方向散射光線。研究團隊將路徑追踪（一種在虛擬場景中追踪光線傳播的標準計算機圖形學技術）與波動光學相結合，使該方法能夠在呈現自然焦點及視角變化的同時，重現反射、折射、隨視角移動的高光以及間接照明等效果。該研究發表於《ACM Transactions on Graphics》，並在計算機圖形學領域的頂尖國際會議ACM SIGGRAPH 2026上發表。

兩項研究的共同第一作者Wenbin Zhou表示：「HoloPathTracer進一步模擬光線如何以物理方式與場景的幾何結構及材質互動。」

兩項研究分別針對同一目標的互補環節：將細緻的數碼世界轉化為令人信服的三維視覺體驗。基於網格的方法提供了一條經校準的路徑，將常見的三維模型轉化為全息影像；HoloPathTracer則透過模擬更複雜的光線與材質互動，進一步擴展全息影像所能呈現的視覺效果。

研究團隊表示，相關技術目前仍處於研究原型階段。要實現面向消費者的實時應用，仍需進一步提升計算速度，並推動全息顯示中用於調控光線的器件的發展。

儘管如此，團隊相信其技術有望為全息顯示的發展帶來重要影響。彭教授表示：「我們相信這一研究方向有望為未來VR及AR系統帶來更加自然、視覺效果更加逼真的全息體驗。」

本內容以英文為準