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裸眼3D全息投影

时间:2019-02-15 09:55:07  来源:新华网 放大 缩小 默认

  在电影院看过3D电影的人都经历过一个入场环节——从工作人员手中拿到特制眼镜。这对于不戴眼镜的观众还好,但是对于已经戴有眼镜的观影者而言可能还是不太友好,在近视眼镜外再套上一层,鼻梁真是遭了不小的罪。因此,裸眼3D全息投影技术的发展则让人类摆脱了立体眼镜的束缚。

  3D全息投影技术是通过在照相胶片或干版上记录光波的振幅和相位分布再现物体三维图像的技术,全息技术通过记录被摄物体反射(或透射)的光波中全部信息 (振幅、相位)来实现3D视觉效果。其过程主要分两步:

  第一步,利用光的干涉原理记录物体光波信息,即拍摄。被摄物体在激光的辐照下形成漫反射的物光束,另一部分激光作为参考光束照射到全息底片上,和物光束叠加并相互干涉,把物体光波上各点的振幅和相位转换成在空间上变化的光波强度,从而利用干涉条纹间的间隔和反差将物体空间的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等程序处理后,便成为一张诺利德全息图,简称全息照片;第二步则是利用衍射原理来再现物体的光波信息,即成像。第一步形成的全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个像,即原始像和共轭像,两像叠加后具有真实的视觉效应。这就是3D全息投影技术的原理。

  常见的3D全息成像分为:180°、270°和360°。180°适合单面展示,一般应用在3D成像面积较大的舞台全息投影,并且可以实现互动;360°可将成像投射在实景的半空中,形成纵深感,从任意角度观众均可观看。3D全息投影技术的产生,不仅解决了3D投影技术必须佩戴眼镜才可以观看展示设计的问题,更使全息投影技术无法全方位无死角的弊端得以改进。

  当前,裸眼3D全息投影技术的运用十分广泛,涉及各个领域。在军事领域,3D全息投影技术可模拟战场环境,从而提供分析决策与行动的支持,真实且便携;在教育领域,可以突破时间和空间的限制,用动态的、具有时间性和故事性的虚拟影像来展现历史,真正达到学生参与体验,实现寓教于乐;在影视领域,3D全息影像技术能使人有更强的真实感,在超大屏幕的影院中,无需带上特制的眼镜,借助超大立体画面配合环绕立体声音效就能使观众有身临其境的感觉;在舞台效果上,能使观众直接看到舞台上立体的虚拟人物和景物,从而营造出亦幻亦真的视觉氛围,具有超级强烈的视觉冲击力。

  裸眼3D全息投影技术在今天依旧在不断发展,将会为人们的生活带来更多便利。

  本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

  作者: 郑玉婷

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