上海光子全息投影技術(shù)原理

1、上海光子全息投影技術(shù)原理一全息成像原理全息投影技術(shù)front-projected holographic display也稱虛擬成像技術(shù)是利用干預(yù)和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù).它分為兩步,干預(yù)照相,衍射重現(xiàn).第一步如圖1,是利用干預(yù)原理記錄物體光波信息,此即拍攝過程：被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束另一局部激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產(chǎn)生干預(yù),把物體光波上各點(diǎn)的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強(qiáng)度,從 而利用干預(yù)條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來.記錄著干預(yù)條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后,便成 為一張全息圖,或稱全息照片.第二步

2、如圖2,是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息,這是成象過程：全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵,在相干激光照射下,一張 線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個(gè)象,即原始象又稱初始象和共軛象.再現(xiàn)的圖像立體感強(qiáng),具有真實(shí)的視覺效應(yīng).全息圖的每一局部都記錄了物體上各點(diǎn)的光信息,故原那么上它的每一局部都能再現(xiàn)原物的整個(gè)圖像,通過屢次曝光還 可以在同一張底片上記錄多個(gè)不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來.全念干板1、雙視作用每個(gè)人都有兩個(gè)眼睛,每個(gè)眼睛的視角大約為80度,但是兩個(gè)眼睛一起的視角只有 120度,也就是說有40度的視角是重合的,所以我們的左右兩個(gè)眼睛所看到的的東西其實(shí)是不同的,比方你閉上左眼用

3、右眼看或者反過來,就能測(cè)試出來效果,左右兩眼接收到的物體轉(zhuǎn)發(fā)給大腦做判斷物體的遠(yuǎn)近才能形成立體感.3D立體技術(shù)就是模擬這個(gè)過程而形成的.2、3D攝影在3D投影前,要對(duì)物體進(jìn)行120 ° 的3D攝影.看過3D電影的讀者應(yīng)該知道,如果取下3D眼鏡觀看,畫面有重影而模糊 不清.只是由于,銀幕上的畫面并不是一幅,而是兩幅角度不同的畫面疊加的效果.為了模擬“雙目效應(yīng),必須拍攝出偏左側(cè)的畫面和偏右側(cè)的畫面.在拍攝時(shí),其實(shí)有兩臺(tái)3D攝像機(jī)同時(shí)工作,一臺(tái)偏向演員左側(cè),記錄偏左的圖像一臺(tái)偏向演員右側(cè),記錄偏右的圖像,再通過電腦處理,將兩幅圖像疊加,便成了3D電影源完成攝影后,在放映室里,3D電影源投放

4、在一定角度的銀幕上,觀眾需要帶上3D眼鏡觀看.仔細(xì)觀察3D眼鏡,會(huì)發(fā)現(xiàn)左右鏡片上有密集而細(xì)小的朝向不同的條紋.左鏡片是縱紋,右鏡片是橫紋.正是這些條紋,才能看到美妙的3D立體圖完成攝影后,根據(jù)“雙目效應(yīng),需要將圖像分解,讓左眼只看見偏左的畫面,右眼只看見偏右側(cè)的畫面,這樣才能使大腦產(chǎn)生遠(yuǎn)近的判斷而生出立體感.在放映時(shí),偏左的畫面和偏右側(cè)的畫面所用的投射光是不同的,雖然顏色畫面一樣,但投影用的光的傳播方向是不同的,偏左畫面用的是縱波光光波沿縱向傳遞,偏右畫面用的是橫波光光波沿橫向傳遞,由于偏振光的特點(diǎn)物理選修3-4第十二章 第三節(jié)縱波光只能穿過縱紋,不能穿過橫紋,因此,透過左鏡片,只能看見偏左側(cè)

5、的畫面,同 理與右鏡片.由此,重疊的畫面被分解,左眼只看見偏左側(cè)的畫面,右眼只看見偏右側(cè)的畫面,由于雙目效應(yīng),便產(chǎn)生了遠(yuǎn)近感和立體二全息投影技術(shù)全息投影技術(shù) front-projected holographic display 也稱虛擬成像技術(shù)是利用干預(yù)和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三 維圖像的技術(shù).全息投影技術(shù)不僅可以產(chǎn)生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產(chǎn)生互動(dòng),一起完成表演,產(chǎn)生令人震撼 的演出效果.適用范圍產(chǎn)品展覽、汽車服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂、場(chǎng)所互動(dòng)投影等.全息投影技術(shù)一共分為以 下三種：1 、在美國(guó)麻省一位叫 Chad Dyne 的 29 歲理工研究生創(chuàng)造了一種空

6、氣投影和交互技術(shù),這是顯示技術(shù)上的一個(gè)里程碑, 它可以在氣流形成的墻上投影出具有交互功能的圖像.此技術(shù)來源海市蜃樓的原理,將圖像投射在水蒸氣上,由于分子震動(dòng)不均衡,可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像.2 、日本公司 Science and Technology 創(chuàng)造了一種可以用激光束來投射實(shí)體的 3D 影像,這種技術(shù)是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳?氣中散開時(shí),混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì),并在空氣中形成一個(gè)短暫的 3D 圖像.這種方法主要是不斷在空氣中進(jìn)行小型爆破來實(shí)現(xiàn)的.3、南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院的研究人員宣布他們成功研制一種 360 度全息顯示屏, 這種技術(shù)是將圖像投影在一種 高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上

7、從而實(shí)現(xiàn)三維圖像,只不過好似有點(diǎn)危險(xiǎn).可以說這些技術(shù)很多國(guó)家都在研制,毫不夸張的說這項(xiàng)技術(shù)它包含了未來,誰最先使用這項(xiàng)技術(shù),誰就最先走入未來的先 進(jìn)技術(shù)行列.全息投影技術(shù)是全息攝影技術(shù)的逆向展示,本質(zhì)上是通過在空氣或者特殊的立體鏡片上形成立體的影像.不同于平面銀幕 投影僅僅在二維外表通過透視、陰影等效果實(shí)現(xiàn)立體感,全息投影技術(shù)是真正呈現(xiàn) 3D 的影像,可以從 360 °的任何角度觀看影 像的不同側(cè)面.3D 全息投影制作教程工具：一、 、平板電腦、直接用電腦屏 能放視頻的設(shè)備 .二、直尺、小刀 或剪刀、圓規(guī)或量角器、膠水或透明膠帶 .材料： 普通透明塑料薄膜或者專用的投影膜 不要太軟

8、、一張草稿紙.考前須知：等腰三角形的頂角為 70.5 度,“底邊等于屏幕的寬度這個(gè)不需要太標(biāo)準(zhǔn),只要不比播放的視頻寬度小就行 !制作流程：步驟一：確定屏幕的寬度,用尺子量下. 即屏幕寬度 步驟二：在草稿紙上畫以等腰三角形的腰長(zhǎng)為半徑畫圓,在圓上任意一點(diǎn)為圓心,半徑為等腰三角形的底邊步驟三：將塑料薄膜覆蓋在所畫的圓上,在三角形的頂點(diǎn)處扎孔以作標(biāo)記.用刀切割下四個(gè)連在一起的等腰三角形步驟四：將邊沿兩邊用膠水或膠帶連在一起,呈金字塔狀.圖3偽全息,真全息有一種偽全息投影應(yīng)用在商業(yè)用途上.大體分為兩類：投影機(jī)直接背投在全息投影膜上的也就是初音演唱會(huì)那種應(yīng)用的圖4LED屏折射光源,舞另一種是采用投影機(jī)或

9、其他顯示方法光源折射45度成像在幻影成像膜的全息投影,后者成像效果相對(duì)更炫一些,不過本錢臺(tái)效果很炫.如下列圖相對(duì)會(huì)高出很多,受場(chǎng)地限制也多一些.在水立方舉辦的聚仙游戲全息發(fā)布就是應(yīng)用的幻影成像膜,用的tudou,conn360度偽全息成像是由透明材料制成的四面錐體,由四個(gè)不同角度拍攝的、二維物體的視頻,折射45度成像并聚集到一起后形成具有感觀維度的立體影像.如圖6 :所以：可以從錐體的四個(gè)面分別看到物體的不同側(cè)面,但它不是立體的.圖7中很明顯的偽全息方式：錐體上方四個(gè)面有四個(gè)不同的視頻圖像,通過錐體面45度折射成像.實(shí)現(xiàn)上是普通平面鏡成像原理轉(zhuǎn)了 45度角而已門鏡的檢 艘曲也tt 佔(zhàn)平所慮進(jìn)圖

10、8然而：既使等到用激光息全相干法制作出低本錢的視頻像源,這個(gè)錐體合成的成像裝置也不可取.立體影像衣然被鎖定在這個(gè)小小的空間.對(duì)于圖9那樣深度遠(yuǎn)景的立體怎么可能有深入臨境的享受.再過二三十年也沒有幾個(gè)家庭有圖 6、7這么多余空間.它怎么可能普及到億萬家庭中去實(shí)現(xiàn)家庭立體影院的夢(mèng)想.三全息技術(shù)的開展?fàn)顩r1947年,英國(guó)匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯蓋伯創(chuàng)造了全息投影術(shù),他因此項(xiàng)工作獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).其它的一些科學(xué)家在此之前也曾做過一些研究工作,解決了一些技術(shù)上的的問題.全息投影的創(chuàng)造是蓋伯在英國(guó)BTH公司研究增強(qiáng)電子顯微鏡性能手段時(shí)的偶然發(fā)現(xiàn),而這項(xiàng)技術(shù)由該公司在1947年12月申請(qǐng)了專利

11、專利號(hào)GB685286.這項(xiàng)技術(shù)從創(chuàng)造開始就一直應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中,在這個(gè)領(lǐng)域中被稱為電子全息投影技術(shù),但是全息投影技術(shù)一直到 1960年激光的創(chuàng)造才取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展.第一張實(shí)際記錄了三維物體的光學(xué)全息投影照片是在1962年由蘇聯(lián)科學(xué)家尤里丹尼蘇克拍攝的.與此同時(shí),美國(guó)密歇根大學(xué)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室的工作人員艾米特利思和尤里斯烏帕特尼克斯也創(chuàng)造了同樣的技術(shù).尼古拉斯菲利普斯改良了光化學(xué)加工技 術(shù),以生產(chǎn)高質(zhì)量的全息投影圖片.全息投影可以分為如下假設(shè)干類.透射全息投影,如利思和烏帕特尼克斯所創(chuàng)造的技術(shù),這種技術(shù)通過向全息投影膠片照射 激光,然后從另一個(gè)方向來觀察重建的圖像.后來經(jīng)過改良,彩虹全息投影可

12、以使用白色光來照明,以觀察重建的圖像.彩虹 全息投影廣泛的應(yīng)用于諸如信用卡平安防偽和產(chǎn)品包裝等領(lǐng)域.這些種類的彩虹全息投影通常在一個(gè)塑料膠片形成了外表浮雕 圖案,然后通過在反面鍍上鋁膜使光線透過膠片以重建圖像.另一種常見的全息投影技術(shù)稱為反射全息投影,或稱為丹尼蘇克 全息投影.這種技術(shù)可以通過使用白色光源從和觀察者相同的方向來照射膠片,通過反射來重建彩色的圖像,以重建圖像.鏡 面全息投影是一種通過限制鏡面在二維外表上的運(yùn)動(dòng)來制造三維圖像的相關(guān)技術(shù).它通過限制反射光線或者折射光線來構(gòu)造全 息圖像,而蓋伯的全息投影是通過衍射光來重建波前的.促使全息投影在短短的一段時(shí)間內(nèi)就蓬勃開展的關(guān)鍵原因是低本錢

13、的固體激光器的大規(guī)模生產(chǎn), 如 DVD 播放機(jī)和其他的一 些常用設(shè)備中所使用的激光器.這些激光器對(duì)全息投影的開展也產(chǎn)生了極大的促進(jìn)作用.這些廉價(jià)的體積又很小的固體激光器 可以在某些條件下與最初用于全息投影的那些大型的昂貴的氣體激光器相媲美,因此使得預(yù)算較低的研究者、藝術(shù)家甚至業(yè)余 愛好者都可以參與到全全息投影研究中來.2021 年 6 月,美國(guó)加州的一家新創(chuàng)公司,正在研發(fā)三維全息投影芯片,最早 2021 年底之前,智能 將具備三維投影的 功能.研制出一個(gè)體積只有藥片大小的三維全息投影儀,分辨率高達(dá) 5000PPI ,可以精確限制每一個(gè)光束的亮度、顏色,以及 角度.只需要一個(gè)芯片,就可以投射出一

14、個(gè)可以接受的三維全息圖像,不過只要增加芯片數(shù)量,那么可以投射出形狀更加復(fù)雜的三 維物體,細(xì)節(jié)更加詳實(shí),這一芯片和技術(shù)的研發(fā)還在初始階段,第一款芯片,目的是全息投影二維圖像,預(yù)計(jì)芯片可以在 2021 年的夏天交付給 廠商.他們研制的第二款投影芯片,將可以實(shí)現(xiàn)全息三維投影,立體影像可以漂浮在空氣中,看上去就像是一個(gè)真實(shí)存在的物體. 第一款芯片推出幾個(gè)月之后,第二款芯片也將開始進(jìn)入生產(chǎn)制造.另外除了智能 之外,該公司研發(fā)的三維全息投影芯片,還將進(jìn)入到各種顯示設(shè)備中,比方電視機(jī)、智能手表,甚至是 “全息桌面.屆時(shí),三維全息投影時(shí)代將真正到來 .應(yīng)用范圍全息投影技術(shù)在舞臺(tái)中的應(yīng)用,不僅可以產(chǎn)生立體的空中

15、幻像,還可以使幻像與表演者產(chǎn)生互動(dòng),一起完成表演,產(chǎn)生令 人震撼的演出效果.從 Disel 時(shí)裝發(fā)布 T 臺(tái)秀中全息投影技術(shù)的運(yùn)用,美輪美奐的全息投影畫面伴隨模特的走步把觀眾帶到了另一個(gè)世界中, 好似使觀眾體驗(yàn)了一把虛擬與現(xiàn)實(shí)的雙重世界.再到夢(mèng)幻劇場(chǎng)?動(dòng)漫大師諾曼?中全息投影技術(shù)的運(yùn)用,舞臺(tái)藝術(shù)與電影片斷 在同一空間出現(xiàn)了非凡的融合,給觀眾展示了世界多媒體藝術(shù)最新的創(chuàng)新成果.效勞和銷售行業(yè)是最需要群眾根底的,能最大 限度的吸引消費(fèi)者就是王道.全息投影技術(shù)在這方面的運(yùn)用以全新的視角聚攏了人們的眼球,勾起了消費(fèi)者的消費(fèi)欲望.展覽展示行業(yè)最終的目的就是如何將產(chǎn)品賣出去,而如何最大限度的吸引參展者的眼

16、球便成了這個(gè)行業(yè)的制勝法寶.針對(duì) 展覽展示行業(yè)實(shí)時(shí)推出了 360 度虛擬成像系統(tǒng),將三維畫面懸浮在實(shí)景的半空中成像,營(yíng)造了亦幻亦真的氣氛,效果奇特,科 技感十足.為展覽展示行業(yè)開辟了新的營(yíng)銷方向.全息投影系統(tǒng)景象全息投影系統(tǒng)是一種利用干預(yù)和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像. 3 維動(dòng)畫是以這種全新的事物改變著人們對(duì)那些 傳統(tǒng)舞臺(tái)的聲光電技術(shù)的審美態(tài)度.適用范圍產(chǎn)品展覽、汽車服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂、場(chǎng)所互動(dòng)投影等.全息景象是指觀眾可以在發(fā)生器的發(fā)生口度即一圈內(nèi)可以看到幻像,全息投影系統(tǒng)將三維畫面懸浮在實(shí)景的半空中成像, 營(yíng)造了亦幻亦真的氣氛,效果奇特具有強(qiáng)烈的縱深感,真假難辯.

17、時(shí)尚美觀,有科技感;頂端透明,真正的空間成像 ;色彩鮮艷, 比照度,清楚度高 ;有空間感,透視感,形成空中幻象 ;中間可結(jié)合實(shí)物,實(shí)現(xiàn)影像與實(shí)物的結(jié)合 ;也可配加觸摸屏實(shí)現(xiàn)與觀眾的互 動(dòng);可以根據(jù)要求做成四面窗口.例實(shí)2021 年 3 月 9 號(hào)晚間世嘉公司舉辦了一場(chǎng)名為“初音未來日的感謝祭 “初音之日 (Miku's Day) 的初音未來所謂的全息 投影演唱會(huì).投影機(jī)直接背投在全息投影膜,是全息,但不是最理想化的全息投影.2021 年 7 月份中國(guó)歌手韓庚在其個(gè)人演唱會(huì)上也應(yīng)用了這種技術(shù).2021 年 12 月 31 日,江蘇衛(wèi)視跨年演唱會(huì)邀請(qǐng)到電影?阿凡達(dá)?的后期團(tuán)隊(duì),還有英國(guó)?

18、X-Factor ?的燈光團(tuán)隊(duì),為華 語樂壇新天后周筆暢花巨資打造全息投影效果,讓周筆暢與梅艷芳、鄧麗君、張國(guó)榮等已故明星完成了一次“跨時(shí)光的演唱, 取得了當(dāng)晚同時(shí)段的收視冠軍.2021 年亞洲天王周杰倫的 2021 魔天倫世界巡回演唱會(huì)中也運(yùn)用了全息投影技術(shù).2021 年以色列開發(fā)出了一種夢(mèng)幻般的醫(yī)用 3D 全息投影.通過新技術(shù),醫(yī)生可以用 3D 全息投影進(jìn)行模擬操刀練習(xí),為手 術(shù)治療和遠(yuǎn)程醫(yī)療打造了一個(gè)新平臺(tái).2021年BBAMS音樂盛典上實(shí)現(xiàn)了已故巨星邁克爾杰克遜(MichaelJackson)在舞臺(tái)上的表演,據(jù)聞也是應(yīng)用了這種技術(shù), 取得了極好效果.房地產(chǎn)展示房地產(chǎn)行業(yè)可以涉及到的有全

19、息沙盤、全息樣板間、三維全息平面圖、三維全息結(jié)構(gòu)圖等.目前我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)所使用的沙盤主要為電子沙盤,對(duì)于樣板房,房地產(chǎn)行業(yè)的普遍是以三維效果圖、樣板間模型和實(shí)地 參觀考察來向客戶展示樣板房.但這些都是不可重復(fù)利用,一旦樓盤售馨就成為廢品,這是對(duì)資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染.而 全息投影沙盤的模塊化硬件可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用,而且展示內(nèi)容以數(shù)字影像方式存在,展示內(nèi)容靈活可變,展示內(nèi)容量巨大,還 可以很好的完成客戶與樓盤間的互動(dòng).全息投影沙盤可將傳統(tǒng)的沙盤展示、建筑動(dòng)畫、樣板間展示、房屋結(jié)構(gòu)展示等融合到一 起,只用一套全息投影沙盤即可滿足整個(gè)樓盤的從外至內(nèi)、從大環(huán)境到局部細(xì)節(jié)的展示.全息投影沙盤唯一的消耗就

20、是電能, 不但起到了很好的展示效果,也順應(yīng)環(huán)保節(jié)能的時(shí)代趨勢(shì).全息投影照片社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速開展的今天,攝影攝像技術(shù)的簡(jiǎn)化和人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的審美需求加快了攝影攝像的普及,我們可以輕易的在身 邊找到攝影攝像設(shè)備,我們的生活被無數(shù)的影像所包圍,有趣的是我們對(duì)于膠卷相機(jī)和紙制照片的需求越來越少,我們將數(shù)字 形式的照片放在電腦、電子相框、 等設(shè)備上來欣賞,這可以看出消費(fèi)者對(duì)于新技術(shù)的認(rèn)可和追捧.在電子相框、MP4 等設(shè)備的根底上,全息投影照片將傳統(tǒng)的二維平面圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的、有體感的、可全方位視角觀看的圖像,消費(fèi)者可將自己、親 友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中,操作方式同將電子照片放電子相框一樣方便簡(jiǎn)單,但相對(duì)于電子照片,全 息投影照片的視覺效果和感官體驗(yàn)是全新的、震撼的.將全息投影應(yīng)用到攝影中讓消費(fèi)者得到一種全新的視覺體驗(yàn),給予消費(fèi) 者更高一級(jí)的美的享受.全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一樣,在高度普及的平面攝影的根底上向社會(huì)進(jìn)行推廣,讓更 多的人得到全息投影帶來的視覺享受與體驗(yàn)樂趣.當(dāng)然,全息投影的應(yīng)用還有很多方式,如全息投影博物館