3D全息投影技术研究现状及前景

《3D全息投影技术研究现状及前景》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、全息投影技术研究现状及前景摘要：全息投影技术是显示领域一直以来研究的热点之一。运用全息投影技术，人眼能直接看到空间中的三维图像，被认为是裸眼3D显示的最佳解决方案。文章介绍了全息投影技术的发展史，详细的阐述了全息投影技术的基本原理及其优势和技术难点，分析了空气投影、激光束投影和360度投影三种实现全息投影的特点，同时也展望了其在军事、教育、医疗、展示、影视等领域广泛的应用前景。关键词：全息投影三维图像发展史应用前景TheStatusandProspectofHolographicProjectionTechnolo

2、gyAbstract:HolographicProjectionTechnologyisoneoftheactiveresearchesindisplayfield.Oureyescanseethe3Dimagesinspacedirectlybyusingthistechnology,andregardedasabestsolutionto3Ddisplay.ThedevelopmenthistoryofHolographicProjectionTechnologyisintroducedinthispaper,

3、anditsbasicprinciple,methodstodisplayandtechnicaldifficultiesareelaboratedanddiscussed.Theprospectswidelyusedinmilitary,,medical,education,filmandsoonarealsoinvolvedinthispaper.Keywords:HolographicProjection;3Dimage;developmenthistory;applicationprospects1引言人眼

4、之所以有立体感的感受，是由于人眼是横向的观察物体的，两眼之间的间隔在6cm左右，并且观察的角度也存在差异，人眼观察到的物体在视网膜形成图像后进过神经中枢的融合反射和视觉心理反应[1]便产生了强烈的三维立体感。全息投影技术的最大优点就是真实感强，显示出来的图像跟现实中的完全相同，给予观看者强烈且深刻的视觉心理反应。从这一角度认为，全息投影才是真正意义上的三维图像，并且也是不久的将来快速发展的趋势。2全息技术的发展简史1947年匈牙利人DennisGabor[2]在研究电子显微镜过程中，首次提出了全息术这一全新的成像概

5、念。全息术利用光的干涉原理，以条文形式记录物体发射的特定光波，并在特殊条件下使其重现，形成可视的三维图像。这种图像记录了丰富的信息，包括物体的振幅、相位、亮度、外形分布等。但在当时的条件下，运用全息术产生的图像质量很差，是因为采用水银灯记录全息信息，而水银灯的性能太差，无法分离同轴全息衍射波，因此大量的科学家花费了十年的时间却没使这一技术有很大的进展。1962年，美国人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息技术基础上，将通信行业中的“侧视雷达”理论应用在全息技术上，发明了离轴全息术[3]，带动了全息技术进入了全新的发展阶段。

6、这一技术采用离轴光记录全息图像，然后再用离轴再现光得到三个空间相互分离的衍射分量，可以清晰的观察到所需的图像，有效克服了全息图成像质量差的问题。1969年，本顿发明了彩虹全息技术[4]，能在白炽灯光下观察到明亮的立体成像。其主要特征是，在适当的位置加入一个一定宽度的狭缝，限制再现光波以降低成像的色模糊，根据人眼的水平排列特性，牺牲垂直方向物体信息，保留水平方向物体信息，从而降低对光源的要求。彩虹全息技术的发明，带动了全息技术进入了第三个发展阶段。传统全息技术采用卤化银等材料制成感光胶片，完成全息图像信息的记录。由于

7、需要进行显影、定影等后期处理，整个制作过程非常繁琐。而现代的全息技术材质采用新型光敏介质，如光导热塑料、光折变晶体、光致聚合物等，不仅可以省去传统技术中的后期处理步骤，而且信息的容量和衍射率都比传统材料较高。然而，采用感光胶片或新型光敏介质，都需要通过光波衍射重现记录的波前信息，肉眼直接观察再现结果，这样难以定量分析图像的精确度，无法形成精确的全息影像。20世纪60年代末期，古德曼和劳伦斯等人针对采用新型光敏介质而无法形成精确的全息影像这一问题，提出了新的全息概念——数字全息技术，开创了精确全息技术的时代。20世纪

8、80年代一种新型的激光全息技术迅速发展，由于其更接近人们的生活而倍受关注。到了90年代，随着高分辨率CCD的出现，人们开始使用CCD等光敏电子元件代替传统的感光胶片或新型光敏等介质记录全息图像，并用数字方式通过电脑模拟光学衍射来呈现影像，使得全息图像的记录和再现真正实现了数字化。1全息投影技术随着科学技术的发展和进步，研究人员发明一种基于全息技术的衍生技术—