上一篇談到2D視差立體圖或立體電影的罩門,便是感覺起來總是只有遠近幾個不同層狀的感受,而無實物立體飽足感。那你會問現代科技如此昌明,歷來科學家們如此聰明,難道還未發明看起來真正立體飽足感的平面立體圖?答案是有的,稱為全像圖。

回顧前一篇所提到的的立體圖原理,我們會發現最重要的是,若平面立體圖能留下所觀察物體的不同面貌詳細遠近與視角資訊,則我們便有機會還原看此物體的真實立體感覺。全像圖所運用的,便是利用光學干涉的方法,紀錄物體上每一位置相對於某一固定參考位置,在不同觀察位置的距離。這種紀錄在高解析度感光片的方法稱為全像術(holography)。這是Dr. Dennis Gabor在雷射尚未發明前,為了解決電子顯微鏡解析度問題,而想出的”波前重建”解決方法。1964年,雷射發明四年後,美國密西根大學的Emmett Leith 與Juris Upatnieks二位教授,運用他的構想而有現今的全像術。此方法直接紀錄了物體遠近與視角的資訊,因此再利用雷射光重現時,便可不須輔助器具而看出原物的立體相貌(如圖一)。想出這種利用高同調性的雷射做出全像片,還有一段小插曲。根據Leith的回憶,想到可以製作3D影像的點子,完全是來自他們高度機密的side-looking radar的研究所看到的應用。本來他們以為挖到寶,從此可以揚名立萬!沒想到一經文獻的搜尋,才發現Gabor早已提出相關理論與想法!

利用雷射光,照射在已拍好的全像片,便可重建顯現如圖一全像術所記錄的立體資訊。因此所見顏色為重現雷射光之單色,且與原來物體顏色無任何相關。讀到這裡,常去科博館的讀者可能會開始納悶!且慢!去科博館科學中心地下一樓的雷射全像片展示區,明明看到的是彩色的引擎、彩色的吹汽球人、彩色的鯊魚,與彩色的DNA等全像圖(如圖二),怎麼會是無彩色呢?且那些投射的燈光,看來看去好像也不是雷射,這是怎麼回事?原來為了解決原先只有雷射光才能重現全像片內立體影像的問題,物理學家們發展出了不須雷射光而以一般光源顯現的虹彩全像片(rainbow hologram)。科博館的全像片便屬此類。

有機會再去科博館科學中心的全像片區時,你可以仔細再觀看一下每一片全像片的顏色,你會發現好像由紅橙黃綠到藍紫,由上而下似乎一層一層的色彩,而非物體原始的色彩!終於發現被騙了!真的,科博館全像片的顏色非原色!

圖一:以擴束的雷射光適當角度照在以拍好的全像片上,觀察者並不需要任何輔助器具,即可直接看到完整立體的影像。

圖一:以擴束的雷射光適當角度照在以拍好的全像片上,觀察者並不需要任何輔助器具,即可直接看到完整立體的影像。

圖二:科博館科學中心地下一樓的全像片展示區中的鯊魚主題全像片。注意其顏色為由上而下,由紅橙到綠紫。

圖二:科博館科學中心地下一樓的全像片展示區中的鯊魚主題全像片。注意其顏色為由上而下,由紅橙到綠紫。