全息模擬通信系統

胡洪 吳婕 李培軒

【摘要】 為解決社會現狀局限通信方式所帶來的麻煩，構建全新的人際網絡，并與互聯網、云計算、大數據充分融合，推出在娛樂、生活、學習等方面的全新用戶體驗。本文提出一種零距離交流的全息模擬通信系統，通過云端實現通信的全樣本、全時空、全過程的感知與呈現。讓你置身于不同的場景，讓對方360°無死角地觀看，實現不同場景的同空間化，達到零距離交流的目的。

【關鍵詞】 全新用戶體驗 全息模擬 全方位感知 同空間化 零距離交流

一、引言

古往今來，人與人之間的交流通信方式發生了翻天覆地的變化，從烽火狼煙到飛鴿傳書，從驛站、信件到電報、電話，到現今的移動互聯網通信[1]，通信的方式發生了巨大的改變。現存的通信方式如語音通話、視頻通話等帶給了人們很好的用戶體驗的同時，一方面使得通信方式變得簡單快捷，另一方面讓通信變得形象化。

雖然現存的通信方式縮小了通信距離，增強了通信效果，但仍不能實現零距離的全方位感知通信，讓人們體驗到遠程無間的交流。為此本文提出一種消除人與人之間距離，

實現全方位感知與呈現的全息通信系統（Holography Analog Communication System，HACS）。HACS 系統將雙方用戶的信息以光的形式進行采集，然后通過一系列信息處理方式轉換定式格式的文件，借助高速傳輸的網絡進行數據的傳輸，最后通過用戶終端設備將對方用戶所在的空間信息全樣本、全時空、全過程的感知與呈現。

二、系統設計

2.1 HACS系統概述

用戶以自己 IP 地址作為賬號以及相應的登錄密碼登錄終端（PC、Android Wear、iPad、 iPhone 等）程序進入系統，并通過終端程序向對方IP（即對方的通訊碼）用戶發起應用請求，等待對方用戶確認之后，獲得對方用戶提供的一個云端開放接口。雙方的終端程序通過網絡端口獲取云端數據，經嵌入式系統的分析、處理、轉換成相應的定式文件格式，并傳輸給投影系統。隨后用戶控制嵌入式系統向用戶采集系統發出啟動信號，讓采集系統的掃描儀（多個傳感器組成）采集當前用戶所處的空間環境信息，然后進行網絡信息傳輸到云端。同時投影系統收到嵌入式系統的控制指令，將從云端獲取的通信數據經嵌入式系統轉化后的光電信息，采用全息投影技術[2-3]投射到當前用戶所處的空間，從而實現了整個過程的通信。

三、系統實現

3.1感知層

感知層主要由采集系統和嵌入式系統兩部分組成。采集系統由分布在用戶所處空間環境的傳感器節點構成，以這些傳感節點全方位捕獲用戶的空間信息，并完成光信號到電信號的轉換。嵌入式系統完成傳輸信號的進一步轉換為可直接通過網路傳輸通信的信息（在此系統中我們稱這種可以直接傳輸的信息為HACS制式文件信息），并更新同步到云端。采集系統和嵌入式系統是實現用戶全方位信息采集的關鍵，采集系統是整個系統的感知設施，完成信息的采集，嵌入式系統是采集系統與網絡層鏈接的中轉站，完成用戶空間信息的解析、轉換、傳輸。

3.2 網絡層

網絡層主要由一個大容量的云存儲構成，可以實現用戶之間的數據共享和存儲。處于感知層的嵌入式系統可通過用戶使用的終端程序控制，完成從云端獲取數據和向云端傳輸數據。當用進行全息模擬通信時，用戶的空間信息源源不斷地通過采集系統，經過嵌入式系統的處理，最后到達網路傳輸層，通過高速網絡技術完成對空間數據信息的快速傳遞，而對方用戶可以實時通過終端程序獲取傳輸過來的數據。

網絡層最主要的是用戶雙方通過網絡層提供的網絡端口實時進行全息模擬通信的數據傳輸，使得通信雙方在必要時能夠感覺到對方處于自己當前所處的環境，仿佛對方置身同一空間。

四、應用領域

HACS 不僅能改變人們的通信方式，甚至會引導一場通信革命，在立體電影、電視、展覽、顯微術、干涉度量學、軍事偵探、金屬內部探測、保存珍貴的歷史文物藝術品、信息存儲、遙感，研究和記錄物理變化極快的瞬時現象、瞬時過程（如爆炸和燃燒）等方面都可以應用，通過模擬出各種難以描摹的實體場景，給我們全樣本、全時空、全過程的感知與呈現。

五、結束語

本文所述的全息模擬系統，應用了當前前沿的全息技術，結合嵌入式技術、通信技術、物聯網技術，帶給用戶全新的體驗。不僅影響并改變人們的通信方式乃至日常生活，而且還能提高人們的思想意識。其廣泛的應用領域，定會促進相關技術的發展和進步，為此HACS技術引發的不僅僅通訊史上的一場革命，甚至可能觸及并改變全球數以百萬計的人群。

參 考 文 獻

[1] 肖志輝. 移動互聯網研究綜述[J]. 電信科學. 2009， 25（10）：30-36

[2] 劉紹龍. 李中豪. 全息技術在我國視覺藝術領域的應用研究[C]. 科技風. 2011

[3] Tomoyoshi Shiimobaba， Takashi Kakue， Tomoyoshi Ito. Real-time and low speckle holographic projection[C]. 2015 IEEE 13th International Conference on Industrial Informatics （INDIN） .22-24 July 2015d.