全息投影技术与3d技术的对比及个人实验

《全息投影技术与3d技术的对比及个人实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数字王国3D全息投影全息投影技术与3D技术的对比及个人实验一、全息投影的工作原理全息投影技术，又称为虚拟成像技术，是一种基于三维空间的利用光的干涉与衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的立体投影技术。所谓全息，是指物体的全部图像信息。全息投影出现于上世纪60年代，由德国科学家首次提出创建一种能够及时记录物体所有信息并再现的技术，全息由此而来。喜爱科幻电影的读者一定不会陌生，电影中有一种三维的通讯系统，可以把远处的人和物以立体的形式投影在空中并即时通讯。比如《阿凡达》电影中人类基地的中央控制室中的那台巨大的三维地图显示仪和众多的电脑，再比如

2、《钢铁侠》中主人公的实验室的三维电脑等等。可见，在众多科幻作家的笔下，全息投影技术都被选为未来特有的成像技术。所以可以说，全息投影是一项包含了未来的技术。人眼之所以可以观察到周边世界，是由于光照射在物体上，由物体漫反射出的光带上了物体表面的图像信息进入了人的眼睛，每一束反射光都带有物体一个点上图像信息，众多的反射光便携带了物体表面所有点的信息，在视网膜上重组，于是视网膜获得了图像信息，再通过大脑处理便得到物象。全息投影的工作原理与此类似。在全息投影之前，首先要进行的是对物体进行360°的全息摄影，这便需要运用光的干涉原理（物理选修3-4第

3、十二章第三节）进行记录。自然界的光多为集合光，由众多频段和颜色不同的单色光组成，且很难朝一个方先集中发射，因而相干性、精准性较差，能量较低，难以产生干涉条纹。因此全息常用激光来进行摄影，激光单色性好，频段一致且相干性与精准性好，能量高，能在感光底片上产生明显的干涉条纹。（1）、全息摄影首先，将参考激光束直接照射在全息底片上，在底片上产生一次感光。在将拍摄物体置于辐射式拍摄激光下照射。拍摄激光照射在物体表面，由于漫反射，便向四方反射激光。反射激光束携带着物体所有点上的图像信息照射在全息底片上，并与参考激光束叠加干涉，根据惠更斯定理，两种激光

4、会由于相互干涉，在全息底片上产生明暗、粗细和间隔不同的干涉激光条纹，干涉激光条纹可以将物体反射光波上各点的位相和振幅（即图像信息）转化为空间上的物理信息（条纹的明暗程度，粗细大小，间隔距离），由底片二次感光记录下来。底片在经过显影，定影处理后，便成为一张全息图片。全息图片并不是一般图片一样有图像，它没有图像，只有一条条的干涉条纹，就如同粗细不同的栅栏组成的图像一样。只有在特定角度下的激光照射，才能还原出图像。（1）、全息投影拍摄完成后，将全息图片置于暗室，利用相干激光以一定角度进行排照，全息图片上便出现了两个物象，其中一个处于全息图片上，

5、被称为原始象，另一个由于全息图片的反射，反射激光则会在全息图像的上方空间中形成一个物象，被称为共轭象。单由一个方向的相干激光产生的共轭象是模糊的，因此，再用一束相干激光从全息图片的背面以一定的角度进行拍照，同样产生原始象和共轭象，不过这是两个共轭象处于同一位置，两个共轭象叠加后，产生的叠加共轭象十分真实立体，物体便被再现出来。由于全息图片上的干涉条纹携带有物体所有的图像信息，因此，共轭象与原物体是一模一样的。（2）、总结全息投影技术可以被看作是在空间中进行立体几何的作图，它相当于把物体表面分为无数个点，记录它们的坐标（相位与振幅），再在另

6、一个空间坐标系中还原它们，由此重组出原物体。就如解析几何中，告诉三角形的三个顶点坐标（或三条边所在的直线方程），要求还原三角形一样。数字王国3D全息投影二、3D立体投影技术的工作原理3D立体投影技术，是一种基于二维平面的利用光的偏振来营造“双目效应”的方式来再现物体的投影技术。3D技术起源于上世纪末，现在几乎每个大型电影院都配备有先进的3D影院，还有一种专门的3D电视机，3D技术已经融入到我们的生活中。要了解3D的工作原理，首先了解双目效应。（1）、双目效应人分为左右两眼，每只眼睛的视角为80°左右，人的总视角只有120°左右，那么，这便

7、意味着约有40°的视角重叠。因此，在观看物体时，我们左右两眼看到的物体是不同的，左眼看见的左侧图像较多，右眼看到的右侧图像较多。左右眼接收到的不同图像由大脑处理，使我们能判断物体远近而产生立体感。3D技术便是模拟“双目效应”工作的。（2）、3D摄影在3D投影前，要对物体进行120°的3D摄影。看过3D电影的读者应该知道，如果取下3D眼镜观看，画面有重影而模糊不清。只是因为，银幕上的画面并不是一幅，而是两幅角度不同的画面叠加的效果。为了模拟“双目效应”，我们必须拍摄出偏左侧的画面和偏右侧的画面。在拍摄时，其实有两台3D摄像机同时工作，一台偏

8、向演员左侧，记录偏左的图像；一台偏向演员右侧，记录偏右的图像，再通过电脑处理，将两幅图像叠加，便成了3D电影源。（3）、3D投影完成摄影后，在放映室里，3D电影源投放在一定角度的银幕上，观众需