全息显示是一种三维显示，但与传统三维技术实现的三维效果不同，它包含了真实视差元素。这意味着观看者可以在图像的任何方向上移动，并且图像保持其完整性。这项技术有两种用途。它可以用于在平面显示表面上创建全息图像，该平面实际上并不存在于三维空间中，但在没有任何特殊眼镜或其他观看辅助设备的情况下，它看起来似乎存在于三维空间中。第二个应用是在空间中创建一个虚拟图像，该图像实际上占据了三维空间，可以从任何方向观看，就像它是一个实际的物理对象一样。。

平面全息显示技术并不是新技术，几十年来一直用于在平面上创建三维图像的错觉。像所有全息显示器一样，这样的图像不需要特殊的眼镜或其他特殊设备来观看。它显示为一个三维图像，随着观察者视角的变化，该图像在空间中旋转。这些显示器的最先进版本能够描绘互联网上常见的航空地图的三维版本。当放置在一个表面上并被照亮时，物体和建筑物看起来具有真实的物质，并且观看者可以在图像的周围移动。无论观察角度或方向如何，对象和图像都保持其透视效果。。

新技术的进步使真正的三维全息显示成为可能。这项技术使用特殊的旋转镜和激光投影仪来创建一个三维空间的图像，但没有物理实体。这种显示器的观看者可以在物体的任何方向上移动，物体将保持其完整性，就像真实物体一样。例如，一个苹果的全息显示器可以以与基座上的真实苹果完全相同的方式观看。在任何方向上改变观察视角都会在视觉上产生与真实物体完全相同的图像感知。
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这项技术的两个版本的研究仍在继续。2011年，麻省理工学院（MIT）的研究人员还开发了一种早期的三维全息电视显示器原型。这将结合现有的电视技术，使三维电视显示真实的图像完整性，不需要特殊的眼镜。当观众改变相对于屏幕的位置时，全息显示似乎保留了其形状和深度，而不像当前的三维电视图像，当观众的视角移动超过临界角度时，三维电视图像会迅速扭曲并失去准确描绘三维的能力。。