幾年前，很多人一定被這樣一段影像驚艷過。在體育館中，一頭鯨魚高高地躍起又落下，一時間水花四濺，場邊的觀眾驚呼連連。
而影像背后的美國著名增強現實設備生產公司Magic Leap，當年就憑借幾個類似的“概念”宣傳視頻一時聲名大噪，市場也對全息、AR技術充滿了熱情和期待，而隨著5G的全面鋪開，全息技術也可能迎來新的“拐點”。
今年開學季，北京郵電大學首次采用5G全息直播技術實現兩校區同上一門課，以全息影像的方式，將遠在25公里外的教授“搬”到了另一校區的教室里，讓人們看到了將“天涯變咫尺“的全息技術更多的可能性。
（圖片來自北京郵電大學微信公眾號，版權屬于原作者）
那么，全息技術跟增強現實、虛擬現實有何不同呢？它將給教育行業帶來怎樣的改變，又還會面臨怎樣的技術挑戰？
全息技術與AR、VR的區別
實際上，近些年在虛擬成像領域，我們經常會聽到全息投影、AR、VR技術，很多人可能會迷糊，這幾個技術都能讓用戶產生身臨其境的體驗，它們究竟有何區別？
虛擬現實技術(VR)是指由計算機模擬生成具有實時動態的三維立體逼真虛擬世界，通過佩戴相關設備讓使用者與虛擬環境產生互動。目前VR技術相對成熟，在游戲領域有比較廣泛的應用和開發，關于VR游戲發展可查看硅谷洞察之前的文章：收購Beat Game，Facebook離“VR游戲社交王國”夢還有多遠？ 而VR技術最顯著的特點就是所創造的場景都是虛擬的，與現實世界沒有聯系。
增強現實技術（AR）則是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的技術。把原本在現實世界的很難體驗到的實體信息（包括視覺信息、聲音、觸覺等)，通過計算機模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，讓用戶擁有超越現實的體驗。AR技術的特點就是能在真實環境看到虛擬事物，將其疊加在了同一個畫面或空間，具體應用比如曾風靡一時的尋找寵物小精靈的游戲Pokeman Go。
（圖片來自網絡，版權屬于原作者）
而全息投影技術（front-projected holographic display）也稱虛擬成像技術，是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的技術。該技術記錄了包括外觀、顏色、運動軌跡、空間位置等全部信息，并事先做好的影像，再播放出來以3D形式展示在觀影者面前。
從技術層面講，VR、AR技術都是通過計算機實現，全息技術則是通過光學原理實現本質上是一種投影技術。而全息投影最大的優勢在于可以不通過3D設備就可以裸眼觀看到逼真的虛擬畫面，因此應用的場合和領域更加廣泛。
老師“分身術”、三維全息圖，全息+教育的想象空間在哪里？
全息技術最早是由英國物理學家丹尼斯·蓋伯于1947年在研究增強電子顯微鏡性能手段時偶然發明，并獲得了1971年的諾貝爾物理學獎。最開始，全息投影作為一種科研手段存在，僅被應用于電子顯微技術中。但隨著投影技術的不斷發展，全息投影技術已經被嘗試應用于娛樂、建筑、醫療等多個領域。
比如在演唱會中讓周杰倫與鄧麗君跨時空“對唱”。
比如在博物館里，讓敦煌壁畫上的天女在你眼前“復活”舞動。
比如在臺桌上升起3D建模圖用于工業設計。
而全息技術在教育行業的應用也讓人看到了無限潛能，且意義重大。
首先，全息技術將打破傳統的“面對面”教學模式，打破了課堂的地理、物理限制，更好的促進教育公平。
去年11月，英國帝國理工學院就宣布將在商學院首次開設“全息投影”課程形式，學生和講師將可以實現隔空互動，講師還能直接與學生們進行眼神交流，并同時可以實現4個人的同時交互活動。除了實時呈現影像，授課過程還可以被錄制下來，在需要的時候可以再次播放。
（帝國理工的全息“教授”，圖片來自于網絡）
帝國理工是第一個這樣采用該種方式授課的學術機構，推出后在教育系統引起了很大反響。學校表示雖然全息技術還有一定局限，但該技術的優勢已經遠遠超過了它可能面對的風險。美國政府目前也已經在阿拉斯加等偏遠地區提供了專項資金，用于通過全息投影形式進行教育。
而隨著5G技術的發展，憑借低時延、高速率特性實現的4K影像實時傳輸的特點讓圖像數據傳輸更加穩定，目前包括MIT、斯坦福大學、清華大學、北京郵電大學等在內的國內外頂尖高校也都在嘗試探索將“全息”老師帶進課堂的可能，如同北郵一樣，多個學校都實現了“教授”在不同校區同時上課。
（圖片來自網絡，版權屬于原作者）
除了在教學模式上的轉變，全息技術還能給教育內容帶來多樣性和趣味性，提升教學效率。
通過將書本上的靜態物品和知識進行三維圖像轉化，有效實現動畫轉換，讓書本上的知識活起來，因此充分調動學生的感官與聽覺，幫助學生提高他們的思維發散能力，從而實現更好記憶和更深入的理解。
比如在在飛機制造課程教學中，由于飛機體型巨大，如C919的翼展就有幾十米長，實驗室難以構建場景，而且實驗失敗的成本很高。但是通過虛擬仿真實驗，學生不僅可以在實驗室中體驗這個過程，還可以把原來物理實驗中不能重復做的，在虛擬環境中不斷迭代，增強實驗能力。
（圖片來自網絡，版權屬于原作者）
比如在醫療課程中，過去需要老師帶著學生們進行器官解剖，而通過全息技術，教授們可以將器官通過全息立體投影成像，并且可以看到虛擬成像的具體細節，學生則可以通過這個立體成像一目了然的了解生物的具體的內部結構，從而達到高效教學的目的。
今年11月，位于美國俄亥俄州的凱斯西儲大學的研究團隊使用使用了微軟HoloLens的全息技術創建了第一個交互式的人腦神經通路的全息圖像。研究團隊表示，由于大腦神經通路很小，在現實中很難通過2D書本教學和實物操讓學生精準而生動的認識，而通過全息腦圖將使大腦神經結構更加立體形象，進而幫助老師能夠進行互動性更強、更為立體直觀的額可視化教學和研究。
