把跟最初摄制时所用的激光束颜色相同的激光束按照原来拍摄的方向照射到底片上，“奇迹”出现了。

当激光束照射全息胶片时，胶片上的干涉条纹就如一个个微小的光栅，光线穿过光栅的透明条纹时产生衍射。衍射光射向四面八方，包括射入位于这一侧的我们的眼睛。

无数微小光栅产生的衍射光非常复杂，这些光线汇合在一起，进入观察者的眼睛。最奇妙的是，在观察者的看来，这样的光学过程产生的衍射光的方向和原来小狗所处位置传来的一致，给人感觉好像接收到了来自小狗那个位置的光波，组成了原来的被拍摄物体的影像，也就是看到了在那里的物体(小狗),这个小狗当然不是真实的，而是真小狗的全息影像。

射入左眼和右眼的衍射光是不一样的，就如我们左右眼看到的物体的差异一样，刚好让人产生了立体感。而当我们变换观察角度，衍射光又有了相应的变化；通过不同的方位观察全息摄影胶片时，可以看到被拍摄的物体的不同的面，由此让人产生有别于3D偏振镜成像的更加逼真的立体感觉。如果影像是前后放置的两个平行物体，那么当我们改变观察方向时，就可以看到被前面物体遮盖的后面物体慢慢地露出来。

我们不能指望用被剪下来的一小块胶片就看到清晰的立体物体。这是因为，虽然胶片上的一个点就可以再现全部图像，但是以此还原的图像亮度很小，看起来非常暗弱、缥缈。全息胶片的面积每增大一点，图像的就会清晰一些，没有任何缺损的全息摄影胶片呈现的才是真实亮度的、逼真的物体。

虽然激光的特性之一是单色光，但彩色全息投影还是可行的，只不过需要使用蓝、绿、红(三原色)3个不同颜色的激光源。这个技术还在完善之中，2015年首次实现的彩色全息图像只有7厘米大小!