全息影像技术精益演进,深度赋能元宇宙产业

    2022-02-14 17:49
    头豹研报

    2022年中国元宇宙产业系列研究报告-基础设施篇(八):全息影像应用解析

    2022-03-01

    本文援引于报告《2022年中国元宇宙产业系列研究报告-基础设施篇(八):全息影像应用解析》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。

     

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    全息影像可高度还原物体三维特征,利用计算机技术、光学成像技术以及全息化技术探索行业天花板,持续拓展应用领域,深度赋能元宇宙产业

    全息影像技术可高度还原物体特征,根据介质不同可将全息影像技术分为空气投影技术、激光三维影像技术和全方位全息技术三种。观众可从全息影像技术显示的三维立体图像中自由穿梭。全息影像技术正从介质层逐步向无介质层拓展,未来全息影像技术的发展方向为不通过任何介质,直接从空气中展现出影像。

    当前全息影像应用市场规模接近80亿元,预计未来将实现9.0%的年均复合增长率,2026年整体全息投影行业应用市场规模接近120亿元,主要得益于泛娱乐、医疗、教育等存量领域持续拓展,以及金融、政务等增量领域纵向延伸。

     

     

    以理论全息为开端、以数字全息为过渡、以元宇宙全息为拓展,全息影像技术已成功实现数字虚拟化融合,为元宇宙基础设施构建提供重要支撑

    全息影像技术发展历程可追溯于上世纪四五十年代,以全息摄影技术的概念提出为其理论化诞生点。随着研究进程加速,全息影像技术拓展至三维光学技术、彩虹全息技术、数字全息技术等方面。光学基础叠加技术搭建,全息影像技术为数字虚拟技术融合提供落地实践,已成为元宇宙产业发展重要的底层支撑。

    时至今日,全息影像技术已广泛应用于产品展示、舞台互动、发布会、大型演出领域。作为一种全新的演出形式,2021年Bilibili Macro Link(BML)全息演唱会采用“全息真实化摄影”技术,为虚拟偶像提供线下的呈现方式,拉近其与观众的距离。不仅如此,上海“赛博古典之夜”音乐会通过全息影像技术将贝多芬“呈现于外滩夜空中,配合管弦乐团再次重现《欢乐颂》。

     

    全息影像成像原理涵盖光干涉和光衍射两方面,光干涉通过记录物体光波信息完成拍摄过程,光衍射通过再现物体全息信息,实现成像过程,二者合力构建全息影像技术

    全息影像技术涵盖光干涉和光衍射两大技术,其中光干涉可生成目标物体的全息照片,光衍射可对目标物体的全息照片进行3D成像再现,二者合力造就全息影像技术,助力元宇宙中的影像呈现。从设备端分析,光干涉涵盖激光发射器、分束镜、平面镜、扩束镜以及全息干板等硬件设施。

    全息照图的各部分记录了目标物体各点的光信息,理论上每部分都可再现原物的整个图像,通过多次曝光可在同一底片上呈现多种不同的图像信息,且可以完整互不干扰的展现出来。

     

    根据组成材料不同,入射光线进入分束镜后呈现不同角度化反射、透射、内反射等,最终输出光束并继续传输,分束镜已成为干涉仪运作的关键部分

    分束镜又称分束器、Beamsplitter,其表面结构为达曼光栅。根据光线维度不同,分束镜可分为一维分束镜和二维分束镜,二者已应用于激光切割、激光划片、激光显示器、医美等行业中。预计未来随着激光加工功率的提升,分束镜的应用领域将进一步拓展。

    根据组成材料不同,分束镜可划分为聚酯、环氧树脂或聚氨酯类分束镜,半镀银镜类分束镜以及二向色镜像分束镜:

    1. 环氧树脂或聚氨酯类分束镜:将两个三角形玻璃棱镜通过聚酯、环氧树脂或聚氨酯类粘合剂粘合在基体上,入射光线透过立方体,其中一半光线被反射,另一半光线被内反射从而继续传输。

    2. 半镀银镜类分束镜:该分束镜采用半镀银镜或铝蒸气沉积铝方法,控制沉积物的厚度,使得以45°方向入射且不被图层吸收的光被透射,剩余部分被反射,通过反射光和透射光占比为1:1。

    3. 二向色镜像分束镜:该分束镜为二向色镜像棱镜组件,二向色光学涂层可将入射光线分为不同光谱的若干光束,目前该设备已用于三色彩色印片法电影摄影机、CCD相机等。根据二向色光学涂层的特性,反射光线与入射光线的比例会入射光的波长函数变化而变化。

     

    中国全息投影行业市场规模已破百亿元,预计未来五年将维持9.0%的年均复合增长率,2026年整体全息投影行业市场规模接近两百亿元

    从市场应用端分析,中国全息影像市场已进入产业与技术融合阶段,应用领域延伸至泛娱乐领域、教育领域、医学领域、军事领域等,预计未来随着元宇宙产业布局逐步完善以及全息影像技术深度拓展,中国全息投影市场应用领域有望持续拓展,金融、政务等蓝海市场将成为未来全息投影行业的“主力军”。

    从市场规模端分析,中国从事全息影像领域的企业数量已上升至千余家,市场规模从2017年的70.6亿元增长至2021年的百亿元,年均复合增速高达15.0%,预计未来五年中国全息投影行业市场规模将维持9.0%的年均复合增长率,主要系中国全息影像领域存量市场已基本饱和,增量市场有望持续提升,加之元宇宙概念火热以及虚拟演艺行业浪潮迭起,有望带动中国全息投影行业市场规模超两百亿。

    从设备端分析,中国全息投影行业设备销售额增速较缓,设备利润总额增速较快,近五年复合增长率达20.0%,主要系全息技术稳步提升带动设备价格有所降低。

     

     

    全息投影技术已成功落地于影视、医疗、教育、文旅、军事等行业,未来随着无介质化全息技术的实现,应用场景有望持续拓展

    得益于国家政策支持、技术迭代加速、投资规模扩大等因素,中国全息影像行业发展突飞猛进,全息投影专利技术不断涌现,推动元宇宙产业运转。

    全息影像产品制作受搭建材料、投影面积、投影设备、投影素材、投影膜价格、投影形式、安装难度、制作时间以及现场装饰等全产业链因素的影响:

    1. 投影膜涵盖全息投影膜、全息纱幕以及幻影成像膜三种类型,价格各有所异

    2. 投影设备选择与搭建项目难度挂钩,根据投影机的流明度和清晰度高低,价格随之变化

    3. 全息视频的制作时长、难度、质量等对全息影像价格亦会产生影响

     

    重点关注企业

    微光视界、启迪数字天下、优立科技、幻维数码

     

    深度见解:

    全息影像技术已成功实现数字虚拟化融合,为元宇宙基础设施构建提供重要支撑。中国全息投影行业市场规模已破百亿元,预计未来五年将维持9.0%的年均复合增长率,2026年整体全息投影行业市场规模接近两百亿元。全息投影技术已成功落地于影视、医疗、教育、文旅、军事等行业,未来随着无介质化全息技术的实现,应用场景有望持续拓展。

     

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