第一篇:2015羊年春晚全息投影技術詳解
2015羊年春晚全息投影技術詳解
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2015年羊年春晚,《蜀繡》成為科技含量最高、造價最高、關注度最高的節目之一。春晚劇組利用三維立體投影“復制”出李宇春的三兄弟:李宇夏、李宇秋、李宇冬,其在表演中所利用的高科技技術為全息投影技術,全息投影技術不僅可以產生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產生互動,一起完成表演,產生令人震撼的演出效果。
作為光電技術發燒友的CIOE小編也從各個渠道了解了這種技術:全息投影技術(front-projected holographic display)也稱虛擬成像技術,是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。投影設備將不同角度影像投影至一種國外進口的全息膜上,讓你看不到不屬于你自身角度的其他圖像,因而實現了真正的全息立體影像。
全息技術第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息,記錄的難題早在1947年就被攻克。一般的三維圖只是在二維的平面上通過構圖及色彩明暗變化實現人眼的三維錯覺,而全息影像則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息,觀察者可以多角度來觀察圖像在不同角度的形態變化,如同有個真實的物體在那里一樣。當然,現在的技術已經不再局限于記錄真實的影像,還可以制作完全虛擬的三位數字影像。
全息技術的第二步:利用衍射原理再現物體光波信息。這在2001年才取得突破。主要歸功于全息膜技術的誕生,使三維圖像的再現成為可能。依靠這薄薄的透明膜,無論是T形臺上的流光溢彩,還是舞臺上虛幻影像,都可實現。隨著全息膜的技術進步,現在一些全息膜里面有許多細細的線路絲。人們通過手指觸摸,就能與全息影像進行互動。
了解完全息技術,我們再來看三維全息投影技術,通俗影成像",類似于大自然中的海市蜃樓,是一種無需配戴3D眼鏡的裸眼3D技術,原理是通過不同數量的投影機把真實影像或事先經過精心制作并具有立體效果的數字影像均勻對稱的投射在成像膜上。經過光的衍射和折射,再現三維影像,將三維畫面懸浮在實景的半空中成像。
商業上常用的全息技術大致可分為兩類:一類是背投方式,投影機直接將影像投射到全息膜上。另一類是利用反射,將投影或LED圖像反射到呈45度放置的全息膜上。全息投影是以空氣或其他立體作為光的反射介質,即使用帶有弧度的玻璃也是無法實現360度可視的,一定會有視線死角的,無論選擇哪種投影方式,最重要的是考慮現場環境。如果我們希望物體看起來真實的話,周圍的燈光、舞臺與觀眾的距離、物體的比例大小等因素都是需要考慮進去的。
實際上,全息投影技術已經應用到手機顯示屏,去年深圳某手機廠商就展示過“全息手機”,屏幕可以投射出三維立體的圖像,顯得頗有吸引力。三維全息投影可以分為360度全息投影、270度全息投影、180度全息投影。360度全息投影,自然效果更佳。
第二篇:全息投影技術
原理全息投影技術是近年來興起的一種高科技技術,它是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像。以一種全新的事物改變著人們對那些傳統舞臺的聲光電技術的審美態度。
其第一步是利用干涉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;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片;
其第二步是利用衍射原理再現物體光波信息,這是成象過程:全息圖猶如一個復雜的光柵,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象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,故原則上它的每一部分都能再現原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來。國內比較牛的有清華,中國科技,中國光電研究院,浙江大學,國防科技大學,上海交大,江蘇大學等。除光學全息外,還發展了紅外、微波和超聲全息技術,這些全息技術在軍事偵察和監視上有重要意義。應用全息投影技術在舞美中的應用,不僅可以產生立體的空中幻像,還可以使幻像與表演者產生互動,一起完成表演,產生令人震憾的演出效果。從Disel時裝發布T臺秀中全息投影技術的運用,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世界中,好像使觀眾體驗了一把虛擬與現實的雙重世界。再到夢幻劇場《動漫大師諾曼》中全息投影技術的運用,舞臺藝術與電影片斷在同一空間出現了非凡的融合,給觀眾展示了世界多媒體藝術最新的創新成果。服務和銷售行業是最需要群眾基礎的,能最大限度的吸引消費者就是王道。全息投影技術在這方面的運用以全新的視角聚攏了人們的眼球,勾起了消費者的消費欲望。
展覽展示行業最終的目的就是如何將產品賣出去,而如何最大限度的吸引參展者的眼球便成了這個行業的制勝法寶。最近數虎圖像科技針對展覽展示行業實時推出了360度幻影成像系統,將三維畫面懸浮在實景的半空中成像,營造了亦幻亦真的氛圍,效果奇特,科技感十足。為展覽展示行業開辟了新的營銷方向。
初音未來是世界上第一個使用全息投影技術舉辦演唱會的虛擬偶像。2010年3月9號晚間世嘉公司舉辦了一場名為“初音未來日的感謝祭”“初音之日”(Miku's Day)的初音未來全息投影演唱會,演唱會異常火爆,2500張演唱會門票在瞬間被搶購一空,演唱日當晚更有超過3萬名忠實擁簇者通過付費網絡直播觀看了整場演唱會。前景全息投影技術突破了傳統聲、光、電局限,將美輪美奐的畫面帶到觀眾面前,給人一種虛擬與現實并存的雙重世界感覺。全息照相的方法從光學領域推廣到其他領域。如微波全息、聲全息等得到很大發展,成功地應用在工業醫療等方面。地震波、電子波、X射線等方面的全息也正在深入研究中。全息圖廣泛的用于研究火箭飛行的沖擊波、飛機機翼蜂窩結構的無損檢驗等無疑,未來市場發展潛力將是無可估量的。
第三篇:全息投影不是夢解讀
全息投影不是夢 自己動手制作虛幻科技
2016-01-01 05:08:00 作者:人工智能 小馬哥
本文導航
? 第1頁:電影當中的全息投影技術
第2頁:生活中的全息技術
第3頁:全息技術遇到的問題 ? ? 第4頁:制作全息影像 第5頁:全息投影片源的制作
1電影當中的全息投影技術
[中關村在線鍵鼠頻道原創]當電影大片中出現一次又一次的高科技全息投影的時候,你有沒有想過它什么時候會來到我們的生活中。縱使相隔千里,也能見面如常,這就是全息投影技術.作為最具有未來感的顯示技術,一直以來,全息投影都受到非常廣泛的關注。下面我們先來看看電影中那些全息投影技術。
電影中的全息技術目前還處于科幻片的階段,但是一些簡單的全息技術應用我們生活中就會出現很多,如產品展覽、汽車服裝發布會、舞臺節目、互動、酒吧娛樂、場所互動投影等,能產生令人震撼的演出效果.電影《阿凡達》
電影《鋼鐵俠》
全息投影技術并不是離我們很遙遠,電影中的全息投影是把我們生活中應用的進行擴展和延伸。全息投影系統是將三維畫面懸浮在實景的半空中成像,營造了亦幻亦真的氛圍,效果奇特具有強烈的縱深感,真假難辯。時尚美觀,有科技感;頂端透明,真正的空間成像;色彩鮮艷,對比度清晰度高;有空間感,透視感,形成空中幻象。
2生活中的全息技術
全息投影技術也稱虛擬成像技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。實際上全息技術在我們的日常生活中已經被廣泛地使用了,在產品展覽、汽車服裝發布會、舞臺節目、互動、酒吧娛樂、場所互動投影等,都有全息投影的身影。
著名的初音未來演唱會
“初音未來日的感謝祭”“初音之日”(Miku'sDay)初音未來全息投影演唱會 2010年3月9日世嘉公司舉辦了一場名為“初音未來日的感謝祭”“初音之日”(Miku'sDay)的初音未來全息投影演唱會。投影機直接背投在全息投影膜,雖然是全息,但不是最理想化的全息投影。因為全息投影的圖像是可以360度觀看的,也就是說當你站在圖像的后面,你看到的就是其背面的影響,而初音演唱會則采用了背投的方式,將全息投影圖像投射在投影膜之上,這樣只有在正面才可以看到初音的一顰一笑。盡管是偽全息投影,不過初音演唱會的成功還是不容質疑的。
周杰倫魔天倫世界巡回演唱會
周杰倫魔天倫世界巡回演唱會鄧麗君與周董“同臺對唱”
2013年亞洲天王周杰倫的2013魔天倫世界巡回演唱會中也運用了全息投影技術。時隔20年后,鄧麗君的音容笑貌通過數字技術再次重現。
亦幻亦真的視覺
倫敦Diesel時裝發布T臺秀
倫敦Diesel T臺秀在舞臺的兩邊設置了全息投影膜,在模特走臺的同時,在投影膜上會出現亦幻亦真的煙霧,或者讓人汗毛直立的怪獸,這些都是設計師的靈感,讓發布會的主題更容易為廣大的觀眾所接受。
全息投影技術一共分為以下三種:
空氣投影和交互技術:在美國麻省一位叫ChadDyne的29歲理工研究生發明了一種空氣投影和交互技術,這是顯示技術上的一個里程碑,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,由于分子震動不均衡,可以形成層次和立體感很強的圖像。
激光束投射實體的3D影像:日本公司ScienceandTechnology發明了一種可以用激光束來投射實體的3D影像,這種技術是利用氮氣和氧氣在空氣中散開時,混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質,并在空氣中形成一個短暫的3D圖像.這種方法主要是不斷在空氣中進行小型爆破來實現的。
360度全息顯示屏:南加利福尼亞大學創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,這種技術是將圖像投影在一種高速旋轉的鏡子上從而實現三維圖像,可以說這些技術很多國家都在研制,毫不夸張的說這項技術它包含了未來,誰最先使用這項技術,誰就最先走入未來的先進技術行列。
3全息技術遇到的問題 全息投影魅力無窮,廣大的消費者也對這種技術感到非常新奇,可以說其前景比較光明,但也有一絲隱憂,那就是其昂貴的價格和嚴格的使用環境嚴重阻礙其應用的普遍性。
全息投影成像原理 普通的攝像是二維平面采樣,而全息投影成像則是多角度攝像,并且將這些照片疊加。為了實現立體“疊加”,需要利用光的干涉原理,用單一的光線(常用投影機)進行照射,使物體反射的光分裂(分光技術)成多束相干光,將這些相干光疊加就能實現全息立體影像。全息影像制作需要比普通攝像處理100倍以上的信息量,對拍攝以及處理和傳輸平臺都提出了很高的要求。
全息技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。第一步是利用干涉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;另一部分激光作為參考光束射到全息底片上,和物光束疊加產生干涉,把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度,從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片;第二步是利用衍射原理再現物體光波信息,這是成象過程:全息圖猶如一個復雜的光柵,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象,即原始象(又稱初始象)和共軛象。再現的圖像立體感強,具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息,所以原則上它的每一部分都能再現原物的整個圖像,通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像,而且能互不干擾地分別顯示出來(這些分析作為藝術生的筆者給跪了,來自度娘)。
全息投影目前局限性很大
目前全息投影膜技術只有德國和瑞典的少數廠家所掌控,造價昂貴。加之高清高亮的工程投影機價格也不便宜,整個項目的成本非常之高。并且全息投影的使用場地也有限,其只能位于市內,并且對環境的要求非常高。
全息投影展柜往往體積龐大、造價高昂 盡管如此,全息投影的應用還是在不停的出現,正如文中所說,誰最先使用這項技術,誰就可以引領未來。
4制作全息影像
看了這么多全息投影的介紹,是不是自己手也有點癢癢了,全息投影真的可以自己制作嗎?答案是可以的,下面我們就來看看全息投影的制作方法。
虛擬成像原理:虛擬成像系統是用一種將三維畫面懸浮在柜體實景中的半空中成像系統。虛擬成像系統由柜體、分光鏡、射燈、視頻播放設備組成,基于分光鏡成像原理,通過對產品實拍構建三維模型的特殊處理,然后將拍攝的的產品影像或產品三維模型影像疊加進場景中,構成了動靜結合的產品展示系統。不需要人們佩戴任何偏光眼鏡,在完全沒有束縛下就可以盡情觀看3D幻影立體顯示特效,給人以視覺上的沖擊,具有強烈的縱深感。1.首先是工具和材料:
手機、平板電腦或者直接是電腦顯示屏,只要是能播放視頻設備的就行
直尺、小刀或剪子、圓規(非必須)、膠帶、量角器
透明塑料薄膜(不可太軟透光度越大越好,比如:手機高透貼膜、一些東西的塑料包裝,不過這個比較硬難制作)、一張紙
2.確定屏幕的寬度,用尺子量一下自己要做投影設備的屏幕寬度。3.搭建金字塔
做一個金字塔
這里講一下金字塔的等腰三角形的計量方法,由于底邊是根據自己尺寸隨意變動的,所以腰長就要經過計算后得出,以我們這個為例,IPAD屏幕寬度為12cm,那么我們底邊就是12cm(底邊不用太過標準,只要不比播放的視頻小就行),頂角固定為70.5°,腰長為10.4cm,(這個計算過程對于我們這幫學文的來說可難為死了,數學完全忘干凈了,還好部門有個理科出身的同事,趕緊請大神幫我詳細講解了一二)下面為大家列出計算過程。
一開始用手機做出的
我們一開始用手機做出來的小金字塔,由于手機屏幕的尺寸比較小只有7cm,實在無法滿足我們觀看初音妹子的需求,所以就瞄準了部門妹子的iPAD,下面我們來看金字塔的計算和制作步驟。
腰長計算步驟
由于長度的計算比較麻煩,在這里就為大家列出幾個常用機型的底邊及腰長尺寸:
常用手機型號底邊及腰長
已知尺寸之后就開始剪出4個等腰三角形 我們的材料是就近選取的,把鍵盤包裝的塑料當做金字塔的材料的,不過這種包裝的質地非常硬,透光度也不是特好,剪的時候非常容易不直,所以還是高透手機貼膜比較好,不過如果剪壞了的話成本就比較高了。
金字塔做成
把四個等腰三角形都減下來之后,放在平面,在腰上用透明膠條依次粘好,一個金字塔就做好了。金字塔做好之后還有有一個放置手機的架子,不然舉著手機看一是找不準位置,二也比較累嘛。
桌子下的艱苦
由于周圍燈光很亮,一開始我們很費勁的趴在桌子下面找暗處試效果,結果累了半天拿著也不穩當,拍照也很費勁。
一種簡易架子
為了觀看更清晰,底部最好涂成黑色的。簡易支架不要擋住金字塔的每個面,并且放手機的距離不要離金字塔太遠(這步不是必須的,只是為了觀看方便)。
比較懶的方法……
當然我們都比較懶,又利用職務之便,所以拿著妹子的PAD跑去攝影房,用架子固定好之后下邊墊一個東西找一下水平,再用膠帶開始固定(妹子犧牲一下你的PAD吧)。
基本框架搭好
再把固定好的投影設備降到金字塔上方大概2cm的位置,并移動金字塔找好位置,看到初音在金字塔的正中間即可,金字塔下面我們墊了一個鼠標墊作為黑底。
效果還是蠻不錯的
我們這種懶人方法馬上就看到弊端了……固定在上方的投影設備沒法轉換方向,必須在四個方向轉著看。
5全息投影片源的制作
其實全息投影最難和最麻煩的就是投影片源的制作,全息投影技術是利用干涉和衍射原理,記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術。只要有機玻璃板的折射就能實現。大家記得初音未來日的感謝祭那次吧,那個用的是2.5D的技術,并不是3D,也就是說從側面和背面看不到,只有正臉,而我們這次的完全彌補了這一點,所以視頻要用特殊的制作方法。
全息投影片源的四個面
將四個面融合到一個視頻中
如果專業一點學過動畫會用MAYA的朋友用那個做會更簡單,因為MAYA天生就有三視圖,只需有人物模型、動作,然后分前后左右四個視圖導出視頻即可。
暗黑3 DIABLO模型的各個方向
暗黑3 DIABLO模型的各個方向
大師作品
如圖所示,這個是Zbrush雕刻軟件,一款強大的三維軟件,在軟件中我們做好人物模型,設置好動作,然后就可以從前后左右四個不同的面進行導出渲染了,最后一步同一樣是在視頻軟件中進行合成就好了。雖然用三維軟件做出來的全息投影效果最好,但是由于三維軟件很難學,而且如果自己做一個好模型再做動作,至少要做一周,所以成本還是比較大的。
另外一種方法需要用到的軟件就3個:MikuMikuDance(簡稱:MMD)、會聲會影X5、還有格式轉換(可以不用或者換別的轉換軟件)。
MMD制作的話寫出來會占用大量篇幅,而且可能還會寫不清楚,我們看一個用MMD和會聲會影的制作過程視頻。
看了制作步驟是不是還是很麻煩……而且是麻煩的要死,光是導出四個視頻還有合成一個視頻就要很久……所以筆者還是去下載了片源(科技使人變懶啊)。
總之千辛萬苦之后終于成功了,之前在攝影房里錄了一段,由于太黑就看見初音自己在跳,不知道的還以為放了一段初音的視頻呢,效果甚差。這個視頻中從初音的側面看只有一半的身子是因為在平板電腦上把視頻最大化了,為了讓投影出來的人物更大,而平板的寬度不夠了,所以側面的初音只有一半,大家見諒哈。最后還是在樓層的樓道里錄的,大家看看效果哈,是不是心里癢癢了,想要自己動手制作一個了。如果你有足夠大的投影設備,也可以制作一個足夠大的金字塔,看起來效果更佳。
全息投影技術其實離我們并不遙遠,不像我們想象中的只有在科幻電影中才能出現,只要明白了原理,并且把弊端克服掉,全息投影的這項技術將會是我們人類社會科技上的一次大革命,誰掌握了全息技術誰就引領了未來。
感謝一同幫忙制作的同事,雖然很簡單的一個小玩意兒,但是也很麻煩的。電影大片中出現一次又一次的高科技全息投影的時候,你有沒有想過它什么時候會來到我們的生活中。縱使相隔千里,也能見面如常,這就是全息投影技術.作為最具
讀書的好處
1、行萬里路,讀萬卷書。
2、書山有路勤為徑,學海無涯苦作舟。
3、讀書破萬卷,下筆如有神。
4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文
5、少壯不努力,老大徒悲傷。
6、黑發不知勤學早,白首方悔讀書遲。——顏真卿
7、寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來。
8、讀書要三到:心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器,人不學、不知義。
10、一日無書,百事荒廢。——陳壽
11、書是人類進步的階梯。
12、一日不讀口生,一日不寫手生。
13、我撲在書上,就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基
14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游
15、讀一本好書,就如同和一個高尚的人在交談——歌德
16、讀一切好書,就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒
17、學習永遠不晚。——高爾基
18、少而好學,如日出之陽;壯而好學,如日中之光;志而好學,如炳燭之光。——劉向
19、學而不思則惘,思而不學則殆。——孔子
20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根
第四篇:2015年羊年春晚節目單
2015 羊 年 春 晚 節 目 單
1、聯唱《四世同堂合家歡》 表演者:凱麗、韓童生、李光曦、佟大為、關悅等
2、相聲:《我忍不了》 表演者:岳云鵬、孫越
3、歌曲:《中華好兒孫》 表演者:張豐毅、朱亞文、段奕宏
4、小品:《喜樂街》 表演者:小尼、賈玲、沙溢、瞿穎、李菁
5、反串
陳慧琳《我像雪花天上來》、廖昌永《不如跳舞》
羽泉《三家店》、于智魁《奔跑》
張也《小鎮姑娘》、陶喆《萬事如意》
鳳凰傳奇《小蘋果》、筷子兄弟《最炫民族風》
6、兒童街舞
7、小品:《車站奇遇》 表演者:蔡明、潘長江
8、歌曲:《回家的路》 表演者:劉德華
9、歌曲:《當你老了》 表演者:莫文蔚
10、創意節目:鋼琴+泡泡袖 表演者:郎朗
11、歌曲:《愛的距離》 表演者:鄧紫棋
12、小品:《小棉襖》 表演者:馮鞏、高曉攀等
13、歌曲:《拉著媽媽的手》 表演者:劉和剛
14、雜技:《青花瓷》
15、魔術:周家洪(中國香港)、朱迅
16、小品:《一定找到你》 表演者:郭冬臨、劉濤
17、舞蹈:《絲綢之路》
18、歌曲+沙畫 表演者:那英
19、小品:《高手在民間》 表演者:畢福劍、朱迅、星光大道選手
20、小品:《投其所好》 表演者:馬麗、沈騰、杜曉宇
21、歌曲:《蜀繡》 表演者:李宇春
22、相聲:《這不是我的》 表演者:苗阜、王聲
23、水袖舞:《國色天香》 表演者:秦嵐、馬蘇、佟麗婭、王麗坤
24、京劇聯唱 表演者:于魁智等
25、武術:《江山如畫》 表演者:吳京、張震、塔溝武校
26、致青春環節
《同桌的你》 表演者:吳亦凡
《那些花兒》 表演者:陳偉霆
《一生有你》 表演者:鹿晗
《光陰的故事》 表演者:寧澤濤
27、歌曲:《人間天河》 表演者:韓磊、阿魯阿卓
28、歌舞:《中國夢》
零點鐘聲
29、舞蹈:《大地春回》 歌舞大聯歡 30、歌曲:《恭喜你》 表演者:玖月奇跡
31、兒童歌曲:陸毅、鮑蕾、貝兒
32、歌曲:《燕歸巢》 表演者:張靚穎、張杰
33、創意節目:皮影戲+喜羊羊大拜年
34、相聲:《圈子》 表演者:周煒、武賓
35、歌曲:《搭把手》 表演者:孫楠
36、小品:《社區民警于三快》 表演者:孫濤、邵峰、朱迅等
37、歌曲:《老邊防》 表演者:王宏偉
38、歌曲:《從前慢》 表演者:劉歡
39、小品:《賣畫》 表演者:楊蕾
40、歌曲:《難忘今宵》 表演者:李谷一及全體演員
第五篇:全息投影的的體會嚴燕萍
激光全息成像技術實驗總結
題 目: 姓 名: 學 院: 專 業: 班 級: 學 號: 教 師: 激光全息成像技術試驗總結 嚴燕萍
理學院 電子科學與技術 101 1886100120 劉念
2013年12月29日 安徽科技學院教務處制
全息投影的體會心得
前段時間我做了全息的實驗,體會頗深。我了解了全息技術的發展歷史和實際應用,全息的特點和基本原理,我知道怎么搭設實驗光路,還逐步掌握了拍攝全息照片的技術,學會了全息照片的再現方法。
在實驗中,首先我就在如何搭設光路圖上出現了問題,我搭設的光路圖總是不能將反射光集中在一起,最后才發現時光路中幾個反射鏡之間的距離出現了問題。在對光的時候我的底片架和被攝物不能全部得到均勻照明,最后還是在同學的幫助下才弄好。拍照片的時候是比較好奇和興奮的,因為我從來沒在全部黑暗的情況下做過實驗,我的實驗儀器的激光強度不夠,所以我用了比大家多5秒的時間來曝光,在洗照片的時候等待是焦急的,我們都想快點看看我們的實驗成果,我也不例外。
全息技術由英國物理學家蓋柏于1948年提出,用一個合適的相干參考波與一個物體的散射波疊加,則可以將此散射波的振幅和相位的分布以干涉圖樣的形式記錄在感光板上,所記錄的干涉圖樣稱為全息圖。如移出被攝物體,用相干光照射全息圖,透射光的一部分就能重新模擬出原物的散射波前,于是重現一個非常逼真的三維圖像。1960年激光的出現促進了全息術的發展,全息技術得到了不斷完善。蓋伯為此榮獲1971年諾貝爾物理學獎。解釋一下全息的含義:它是指物體發出的全部光信息。全息通過記錄物體表面漫反射光的相位和振幅信息,使全息與普通區別開來。
所有光都有明暗強度、顏色、方向三種屬性,而黑白只能記錄光的強弱變化,而后來的彩色照片除了能記錄光的明暗強弱外,還能記錄光的波長變化,從而反映出顏色的不同。激光的出現,使可以記錄光的方向的三維全息成為可能。
普通是利用幾何光學的原理,非相干光通過一系列透鏡反射折射成像,形成點點對應的關系。因此,如果相片失去一角,像的那部分信息也會永遠失去,在平面上永不再現。由于只是記錄明暗強度的關系,因此,照片上遮擋的部分也永不再現。
全息投影則是利用光的干涉和衍射原理,記錄光波本身和實物與參考光的相對位相,即物體表面漫射的光波與參考光波的干涉圖。與普通不同的是,全息片上每一點都記錄了物體所有漫射光的信息,因此即便是擋住全息圖的一部分,也能觀察到完整物體的相。當然,全息相無法用肉眼直接觀察,當用一束與參考光波長方向完全相同的再現光照射時便可以看到物體各個側面的立體像。
由于全息立體性強,形象逼真,可以在展覽會上取得良好效果。已有利于珍貴藝術品資料的收藏。激光方防偽技術也許是大家聽說最多的全息應用,其實除了傳統方面的應用之外,激光有廣闊的應用前景。全息的應用從信息儲存到圖像識別,從干涉計量到無損檢測,從物體表面的研究到振動分析,滲透到軍事以及工農業生產的各個領域,甚至進入我們的日常生活,如產品商標,書籍裝幀以及小工藝品等。
首先在軍事上全息技術有著廣闊的應用前景。一般的雷達探測技術只能判斷物體的方位、距離,而如果應用紅外線超聲波全息,則可以得到目標的三維立體圖像,這種技術也可用于水下目標的探測,代替雷達。然而在水中、空中存在的擾動很大,如何向實驗室中一樣,減少外來因素的干擾,將成為該突破的關鍵。
如果全息技術能夠用于電影或電視技術,那將帶來人民生活的一場變革。目前的立體電影是利用光的偏振原理實現的,如果通過全息,將物體在屏幕上顯示出來,則在觀眾面前展示的將是有縱深的一幅立體的畫面。
在醫學方面,全息技術也是前景廣闊。利用全息拍攝的人體器官照片,將會代替X射線用來檢查人體器官有無病變,此原理同樣可用于工業機械零件探傷。此外,在保密方面,出了已有的激光防偽技術外,高保密性能的加密模壓全息圖將是繼激光全息防偽技術后新的發展,甚至我們除了制作三維全息圖外,還可以制造隨時間等變化的四維、五維全息圖,取得更好的防偽和保密效果。
正是鑒于全息的的以上特點,相信在將來的諸多領域中,都會讓我們看到全息物體的身影。