基于激光的3D全息技術(shù)

　　一.3D技術(shù)原理

　　(一)偏光眼鏡法

　　它以人眼觀察景物的方法，利用兩臺(tái)并列安置的電影攝影機(jī)，分別代表人的左、右眼，同步拍攝出兩條略帶水平視差的電影畫(huà)面 。

　　當(dāng)觀眾戴上特制的偏光眼鏡時(shí)，使觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通過(guò)雙眼匯聚功能將左、右像疊和在視網(wǎng)膜上，由大腦神經(jīng)產(chǎn)生三維立體的視覺(jué)效果 。這種3D技術(shù)并不是真正意義上的3維技術(shù)，其成像依舊是建立在二維平面上的投影技術(shù)。

　　(二)全息3D技術(shù)

　　1.全息照相原理

　　全息照相分為兩步：波前的干涉記錄和波前的衍射重建[7]。以菲涅耳全息為例，首先是波前的干涉記錄，如圖1就是菲涅耳全息照相的記錄光路。

　　圖1　全息照相的記錄光路

　　如圖，激光束通過(guò)快門(mén)后經(jīng)過(guò)分束板分為兩束：透射的一束經(jīng)平面鏡M2反射、擴(kuò)束鏡L2擴(kuò)束后作為參考光投射到全息干板E上;反射的一束經(jīng)平面鏡M1反射、擴(kuò)束鏡L1擴(kuò)束后照到被攝物上，再經(jīng)過(guò)物體的漫反射作為物光束也投射到E上。整個(gè)光路光軸在同一個(gè)水平面上，光束通過(guò)各元件中心。物光與參考光夾角在45o左右。

　　黑暗中把全息干板夾在干板架上，使感光乳劑面朝向物光和參考光，靜置一分鐘后啟動(dòng)定時(shí)曝光器。取下干板，在暗室中顯影，水洗后定影一段時(shí)間用水沖洗干凈，最后晾干，全息圖就制作好了。

　　下面說(shuō)全息圖的再現(xiàn)[8]，菲涅耳激光全息是用激光再現(xiàn)的。觀察虛像的方法如圖2所示：

　　圖2 虛像的觀察

　　將制作好的全息圖放回拍攝時(shí)原物體的位置，用參考光照射全息圖，在全息圖后面原物所在位置上可以觀察到物體的虛像。

　　若要觀察到原物體的實(shí)像，就要改用參考光的共軛光線來(lái)照射全息圖，則可以用光屏在全息圖后面接受到物的實(shí)像，如圖3所示光路。

　　圖3 實(shí)像的觀察

　　2.全息成像原理

　　全息投影技術(shù)的成像是不需要傳統(tǒng)的銀屏的技術(shù)，而是采用在空氣霧幕上投影?？諝忪F幕投影成像是一種全新的空氣成像設(shè)備。該設(shè)備是利用海市蜃樓的成像原理借助空氣中存在的微粒將光影圖像呈現(xiàn)。使用一層很薄的水霧墻代替?zhèn)鹘y(tǒng)的投影幕，使您能在該屏幕影像中隨意穿梭，達(dá)到真人可進(jìn)入視頻畫(huà)面的虛幻效果。使用霧化設(shè)備產(chǎn)生大量人工霧，結(jié)合空氣流動(dòng)學(xué)原理而制造出來(lái)的能產(chǎn)生形成平面霧氣的屏幕，再將投影設(shè)備投射在該屏幕上，便可以在空間中形成虛幻立體的影像，形成一種三位空間立體圖像，給人一種新的立體視覺(jué)享受，其影象給人的感受如同人行畫(huà)中，畫(huà)在人中，亦真亦幻，如置身仙境身處瑤池般。忽隱忽現(xiàn)，神秘誘人的特性開(kāi)發(fā)一些令人稱奇的展示項(xiàng)目。在迷茫的霧屏上，放映如幻似真的神話故事。將帶給觀眾前所未有的視聽(tīng)體驗(yàn)。

　　空氣霧幕立體成像展示特點(diǎn)：1. 空氣霧幕成像系統(tǒng)包括一臺(tái)投影機(jī)和一個(gè)空氣屏幕系統(tǒng)，空氣屏幕系統(tǒng)可以制造出由水蒸氣形成的霧墻，采用背投技術(shù)將影像投映至幾乎看不見(jiàn)的空氣墻中，觀看者看到的將會(huì)是漂浮在空氣中的影像或影片。2. 空氣霧屏成像發(fā)生裝置可將計(jì)算機(jī)、程序、紅外線、激光、雷達(dá)通過(guò)投影機(jī)光速和風(fēng)場(chǎng)投射到霧屏上，形成多種動(dòng)感、虛擬圖像。3. 空氣霧屏成像系統(tǒng)內(nèi)部采用集成式超音波機(jī)芯，無(wú)機(jī)械驅(qū)動(dòng)、寧?kù)o無(wú)噪音、霧化效率高、產(chǎn)生一定濃度負(fù)離子，故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)單。

　　空氣霧幕立體成像系統(tǒng)原理：這套系統(tǒng)包括專有的投影機(jī)和基本零件，其中空中圖像顯示從正面看起來(lái)使用，該系統(tǒng)不需要任何額外的屏幕，形成圖像的主要原理是利用空氣以及一個(gè)小型機(jī)柜。不使用特殊的化學(xué)物質(zhì)或有害影響的環(huán)境。Heliodisplay投影系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于海市蜃樓的成像原理，一套投影系統(tǒng)包括一臺(tái)投影機(jī)和一個(gè)空氣屏幕系統(tǒng)，空氣屏幕系統(tǒng)可以制造出由水蒸氣形成的霧墻，投影機(jī)將畫(huà)面投射在上面，由于空氣與霧墻的分子震動(dòng)不均衡，可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像