全息通信技术白皮书 （2022年） 中国移动通信集团有限公司 前言 随着当前移动网络的带宽和时延等关键性能的进一步提高以及 未来6G网络的前景越来越明朗，可以依托于高性能网络的业务研究 也进入了一个新的阶段。全息通信以其无以伦比的高真实性和沉浸感 以及应用于元宇宙的前景成为其中一个被广泛关注的领域。 白皮书介绍了全息技术的概念和发展历程，梳理了全息通信的应 用场景，对全息通信技术链条中的内容采集、算法处理、网络传输、 渲染和显示等各重要技术环节进行了分析研究。结合当前全息通信产 业现状，分析了相关的技术案例，并展望了全息通信技术的发展前景。 本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不 得复制或拷贝本文之部分或全部内容。中国移动 全息通信技术白皮书（2022） 1目录 1.全息技术概述..............................................................2 1.1全息概念...............................................................2 1.2发展历程...............................................................2 2.全息技术在通信中的应用....................................................3 2.1一对多场景：全息演讲或教学.............................................3 2.2一对一场景：私人交流...................................................4 2.3多对多场景：会议.......................................................5 3.全息通信关键技术..........................................................6 3.1内容采集...............................................................6 3.1.1彩色相机...........................................................6 3.1.2深度相机+彩色相机阵列..............................................6 3.2算法处理...............................................................7 3.2.1非三维重建.........................................................8 3.2.2传统三维重建算法...................................................8 3.2.3基于深度学习的三维重建............................................12 3.3传输..................................................................13 3.3.1高带宽............................................................14 3.3.2低时延............................................................14 3.3.3强安全............................................................14 3.3.4大算力............................................................15 3.4渲染技术..............................................................15 3.4.1多视图立体渲染技术................................................15 3.4.2超多视点的虚拟立体内容渲染技术....................................16 3.4.3多平面图像渲染技术................................................19 3.5显示技术..............................................................20 3.5.1穿戴式设备........................................................20 3.5.2裸眼3D显示设备...................................................21 4.全息通信技术案例.........................................................22 4.1微软（MICROSOFT）.......................................................23 4.2谷歌（GOOGLE）.........................................................23 4.3螳螂慧视（MANTISVISION）...............................................23 5.总结和展望...............................................................24 6.编写单位和作者...........................................................25 缩略语列表..................................................................26 参考文献....................................................................27中国移动 全息通信技术白皮书（2022） 21.全息技术概述 1.1全息概念 “全息”（Holography）即“全部信息”，这一概念是在1947年由英国匈 牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯首次提出，他也因此获得了1971年的诺贝尔物理 学奖。全息技术是一种利用干涉和衍射原理来记录物体的反射，透射光波中的振 幅相位信息进而再现物体真实三维图像的技术。它与物理学、计算机科学、电子 通信及人机交互等学科领域有着密切的联系。 1.2发展历程 自1947年由丹尼斯·盖伯发明了全息术，全息技术总共经历了三个大的阶 段，分别是：传统光学全息（Traditionalopticalholography），数字全息 （Digitalholography）与计算全息（ComputationalHolography）。在每一个 时期内，存在着一些分支技术的发展，以及全息术与各个领域结合产生的新技术。 传统光学全息：光学全息的全部过程分为信息数据采集与信息图像重构两个 阶段，采集阶段相当于照相机的拍摄过程，而信息图像重构阶段相当于洗照片的 过程。 数字全息：由于全息图只是对物体的物光束和参考光波进行相干叠加时产生 的一些列干涉条纹进行了记录，而要得到物体的再现像，就必须对全息图进行重 新处理，数字全息是利用电荷耦合器件来代替传统的光学记录材料来记录全息 图，将物体的物光信息数字化记录，便于存储、数字处理以及重现。它最早是由 Goodman在1967年提出的。 计算全息：计算全息最早是由Kozma和Kelly提出，但是限于当时计算机 技术水平的不足，计算全息一直没有发展起来，直到21世纪初期数码照相机的 普及和计算机技术的发展成熟才又进入了发展时期。计算全息是一种数字全息领 域的分支，这种新型的方法是利用计算机去模拟物体的光场分布，用算法去进行 全息图的制作，该方法可以不依赖实物，而是基于该物体的数学描述进行全息图 制作，实现了全息术从实际物体到虚拟物体的突破。计算全息三维显示技术是近中国移动 全息通信技术白皮书（2022） 3年来将全息术、光电技术及计算机高速计算技术相结合发展起来的最具潜力的三 维显示技术，与传统光学全息术相比具有灵活、可重复性好的特点。 2.全息技术在通信中的应用 广义上说，全息通信业务是高沉浸、多维度交互应用场景数据的采集、编码、 传输、渲染及显示的整体应用方案，包含了从数据采集到多维度感官数据还原的 整个端到端过程，是一种高沉浸式、高自然度交互的业务形态。结合6G技术， 进行扩展与挖掘可获得包括数字孪生、高质量全息、沉浸XR、新型智慧城市、 全域应急通信抢险、智能工厂、网联机器人等相关全息通信场景与业务形态，体 现“人-机-物-境”的完美协作。 本文所涉及的内容为狭义上的通信概念，即指人与人之间通过某种媒介进 行的信息交流与传递。 目前，远程通信用户面临的痛点主要为：语音通话、视频通话存在着临场感 差和交互