5G全息展示系统黑科技助力进博会，微美全息引领AR+AI全息通讯直播应用

此次进博会期间，上海广播电视台融媒体中心将加强报道力度，并在东方卫视进博会全天大直播中首次使用5G全息展示系统，将展厅中的展品通过全息影像的形式，空降演播室，给观众耳目一新的体验。

四叶草5.2展馆内，这架三角钢琴正在自动演奏，与此同时，它的5G全息影像已经空降在了20公里外的SMG演播室中，主持人足不出户，就能与进博会现场的展品进行互动。

整套全息系统通过现场放置的相机、麦克风、扬声器采集等单元组成，形成的3D物体虚拟数据非常庞大，钢琴的纹路以及演奏时的按键都能清晰展现，这项黑科技正是依托于5G大带宽、低延时的特性。

据介绍，升级后的5G基站，实现了5G独立组网后可摆脱5G手机对于4G网络的依赖，大幅提升上行传输速率，进博会主场馆的上下行峰值速率分别较去年提升228%和200%。据现场实测，在进博会主场馆下载一部4个G左右的高清影片只需要约15秒。

中国联通上海分公司文旅行业中心副总监康嘉玮介绍：“全息影像的传输涉及到的带宽特别大，传统的4G网络可能不太行，现在依托于5G网络大带宽的特性就能保证到大的实时采集信息，能够传送到前方演播室，同时由于它是现场直播的实时画面，低延时的特性也是十分重要。”

除了运营商等通信企业的“秀肌肉”，其他工业企业也积极借助5G等科技智能手段转型升级。其5G、人工智能、物联网等尖端技术将充分应用于保电工作实际，推动进博会电力保障朝更加智能化、云端化的方向发展。

在本届进博会上，国家电网将借助5G和融合指挥平台技术，现场保电团队工作人员只需手持移动设备，就可与后台指挥系统无缝联接，相当于建立了一个个可移动的“指挥部”；运维人员头部佩戴的AR眼镜，能帮助实时查看设备运行工况，自动显示设备参数，并进行故障信息的上报；而针对防疫要求特别开发的智能手环，则可以定时检测作业人员的身体状态并形成健康轨迹报告。

已连续第三年参加进博会的高通公司，此次重点展示5G、AI、XR、智能物联网等前沿科技的应用实践，同时重点展示包括毫米波、载波聚合、工业物联网、无界XR在内的5G前沿技术。

去年,很多观众首次通过SMG 5G全媒体直播,足不出户,就逛遍了进博会,直呼过瘾。今年,联通VR全景远程直播将全面升级,让整个场馆活动从搭建到举办360度展现到大家眼前,身临其境。同时,通过5G+全息技术实现“跨空间”场景展示,给观众带来不一样的视觉冲击与感受。

可以相信，这一新颖的全息展示方式，不仅产业界和媒体界感兴趣，广大民众也会感到惊喜，从更多元的角度去认识5G“黑科技”，不仅仅是网速快。去年的5G直播到今年的5G+全息异地同屏访谈，随着5G技术成熟和规模商用，报道进博会的黑科技也在升级。通过进博会“预热”，5G将在经济社会中获得更广泛的应用。

作为最新一代移动通信技术，5G近几年来从技术创新、标准建设、牌照发放、走向商用，一直站在聚光灯下，其大带宽、高可靠低时延、海量连接等特性逐渐为大众所认知。

对用户而言，5G目前的优点似乎就是网速够快，更有网友调侃称，换5G手机“主要是方便测速发朋友圈”。事实上并非如此，从进博会5G+全息展示系统的成功实践可以看到，5G不仅自身是一门创新的技术，同时作为信息通信基础设施，可以与其它创新技术有效融合，推动其它创新技术走向规模应用。

全息成像并不是最新研发出的技术，其历史可以追溯到上世纪六十年代。全息成像技术利用干涉和衍射原理，记录并再现物体真实影像，需要比普通摄像处理100倍以上的信息量，对拍摄以及处理和传输平台都提出了很高的要求，因此最早的全息技术仅用于处理静态的照片。要实现高清影像的超低时延传输，全息成像等到了5G的商用。

据了解，进博会的5G全息展示系统，在终端层面采用了5G+4K视讯终端、全息膜显示终端，达到了超高清录制、高保真全息显示的效果。由于对真实再现的实时性和体验要求很高，使得全息技术的普及使用存在很多瓶颈，特别是远距离的全息的音视频再现更是对网络传输的带宽、延时和稳定性都提出了很高的要求，5G时代来临之际，5G网络的千兆级超高带宽、毫秒级的低时延使得远程的全息投影可以做到“栩栩如生”，从而使得远程全息互动从科幻走进了现实。

5G网络的千兆级大带宽能力保障了远端音视频的“即采即传”，MEC边缘计算为音视频内容的实时处理、分发提供技术保障。5G的毫秒级低延时，使得本地与远端的互动更加自然和流畅，语音和表情动作的实时自然呈现使得采访互动的双方能够更加沉浸、访谈能够更加深入。

两种创新技术的融合，不仅大幅降低了报道的成本，缩短了制作的周期，赋能新闻媒体行业的科技升级，同时也是5G强大技术驱动力的最新例证。

全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片;其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

以人物为例，全息影像可以让观众看到立体的虚拟人物，动作和表情与真人无异，相比VR，全息的人物建模更为逼真，也支持多人，多角度观看，当然其实现难度也最高。第一个采用全息AR应用的行业是娱乐业。日本虚拟偶像初音未来是世界上第一个使用全息投影技术举办演唱会的人。

虽然，全息技术出现得很早，但是过去的全息投影技术能被打针所熟知的作用只是明星在舞台上产生的幻像，而生活中的全息技术应用可谓是凤毛麟角。过去的全息投影技术只能还原被记录下来的镜像，而不是像科幻电影一样，可以实现双方实时沟通。对普通人来说，这一技术如同鸡肋，毫无用处。

随着科技的发展以及5G的大力部署，全息通讯产业爆发在即，“AR+AI”全息成为全息技术的突破点。以往科幻电影中出现的全息视频通话或将在5G时代实现全面落地。

全息影像通信依托于5G网络高速率的特性，传送大数据量的3D视频信号，可为用户展现出更加真实的世界，在交互性上有质的飞跃，将成为互联网社交的颠覆性技术。目前，三星、Facebook等科技巨头均加入该领域进行技术研发，显示出技术应用前景广阔，而国内从事全息投影领域的企业数量也有大幅度的提升。

在5G全息视频通话中，人与人的交流不再局限于屏幕两端，而能真正的实现三维立体实时交互。利用AR全息设备，通话的双方立即置身于同一房间，可以任意变换距离、视角，看见对方的手势和身体语言，甚至能看清对方皮肤的精度细节。

成功实现这一底层技术解决方案的，正是专注光场采集、重建、渲染以及智能计算视觉的微美全息(WIMI.US)。中国领先的全息AR应用平台微美全息已在美国IPO上市，据数据统计，国内全息投影公司已达到千余家，市场容量也上升到了百亿级别。

随着5G全息通讯网络带宽条件变化，5G全息应用市场将迎来爆发，全息互动娱乐、全息会议、全息发布会等高端应用逐步向全息社交、全息通讯、全息导航、全息家庭应用等方向普及。微美全息计划基于全息AI人脸识别技术和全息AI人脸换脸技术为核心技术，用多个技术创新的系统支持全息云平台服务和5G通讯全息应用。

微美全息通过构建多角度拍摄实时建模系统：对采集对象进行全维度的影像扫描，实时合成为立体模型。六度矩阵式光场系统：多光源综合运用，构建全息虚拟影像的成像场。双眼视差智能增强系统：采集过程中动态跟踪对象轨迹并调整光线，保持双眼差的均衡值。多图像动态融合系统：狭窄空间中的多维图像广角采集技术，应用于云视小型化全息栈仓。全息图像高速处理算法：对图像信息进行极速处理，并保证渲染效果，处理速率达10GB/秒。隐身聚酯光学显像膜：全息成像关键构件，让全息影像完美成像显示。全息虚拟人物画音重建技术：运用人骨骼动态捕捉，图像实时渲染，语音识别技术，声音模拟技术呈现虚拟人。全息云平台：覆盖全国的影像采集和还原，具有数据存储、影像还原、全息社交属性的交互平台。微美通过以上系统组合构建起完整的5G全息通讯应用平台，以支持各种线上终端和个人设备应用，同时拓展全息社交通讯、全息家庭互动、全息明星互动、全息在线教育、全息在线会议等各种主流5G全息应用。

5G落地后第一场景应用将加速VR/AR发展，中国市场增速将高于全球。因此，在5G的加持下，VR/AR等沉浸式游戏场景的通信传输短板将被弥补，预计沉浸式游戏的VR/AR商用将加速。根据中国信息通信院的研究，全球虚拟现实产业规模接近千亿元人民币，2017-2022年均复合增长率有望超过70%，而根据Greenlight预测，2020年全球虚拟现实产业规模将超过2000亿元，其中VR市场1600亿元，AR市场450亿元。此外对于中国市场来说，根据IDC最新发布的《IDC全球增强与虚拟现实支出指南》，至2023年中国AR/VR市场支出规模将达到652.1亿美元，较2019年的预测(65.3亿美元)有显著增长。同时2018-2023年年复合年增长率(CAGR)将达到84.6%，高于全球市场78.3%的增长率。

5G是企业转型的重要抓手，而5G最重要的方向是对数字化的底层支持，庞大的数据量需要5G网络的加持，这也形成了广泛的行业共识，有分析指出，电信运营商将在未来支撑80%的企业级市场，而企业数字化转型也成为近来最火热的关注点。企业间的连接和协同需要5G网络支撑，从而变得更加敏捷，处理能力也将更具柔性。5G与AI的整体提升效果正在发挥无限潜力，实现智慧社会。