全息科普2【转】
究竟什么是全息?
“全息”并不是個新詞,用來形容可以從各個角度觀看的3D圖像。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,具有強(qiáng)烈的縱深感,真假難辯。觀看者可以從不同的角度不受限制的觀察甚至進(jìn)入影像內(nèi)部。當(dāng)人們想去觸摸看到的3D物體,他們的手會從物體當(dāng)中穿過,圖像給觀眾感覺是完全立體呈現(xiàn)的。
但目前市面上的正面全息投影(front-projected holographic display),寬泛的來說也可以算作是全息影像的一種,但是所謂的全息畫面只是投射在一塊透明的投影膜上面,也稱之為幻象投影技術(shù)。因此,所謂的全息圖像也不過是一個平面而非立體圖像。這是目前最廣泛使用的投影技術(shù)。人們會統(tǒng)稱這些技術(shù)為“全息”。
從幾年前日本的初音演唱會,到周杰倫在演唱會上與“復(fù)活”的鄧麗君對唱,到2015年春晚里李宇春出現(xiàn)三個分身,再到此次G20峰會室外水上晚會,都是幻象投影技術(shù)的應(yīng)用,如此之多的應(yīng)用案例顯示出全息投影技術(shù)強(qiáng)勁的商業(yè)潛力。
那么寬泛的來說全息投影技術(shù)分為哪幾種呢?
一、大型45度全息幻影成像:(適用于發(fā)布會、演唱會、企業(yè)年會等大型舞臺全息互動表演)
大型45度全息成像是以框架作為支撐,把 全息幻像膜(幅寬5米,長度任意)繃裝成與水平面成45度夾角狀態(tài),投影機(jī)光線投射在水平成像幕上,成像幕中的影像依靠矩陣映射光學(xué)原理最終給觀眾呈現(xiàn)漂浮的立體影像
如圖,取薄膜上方任意一物點A所發(fā)射光線中的兩條,經(jīng)過反射后被人眼睛所接收。由于成的是虛像,所以我們所看到的像點A‘ 就在所接受到光線的反向延長線上。所以才感覺畫面在展柜中。 同理,所謂的270度展柜和360度展柜也就是多加了幾個反射面,然后在不同的反射面上投上不同的動畫。
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二、全息屏幕式全息背投投影:(適用于發(fā)布會、演唱會、年會等舞臺懸掛式全息投影,櫥窗廣告、T臺走秀全息立體投影等)全息透明屏幕是在鋼化玻璃(或有機(jī)玻璃)上裝貼 高透全息背投膜(帶背膠)來實現(xiàn)的,其主要安裝方式是背投懸掛,也可以根據(jù)實際情況進(jìn)行鑲嵌式安裝
全息透明屏幕的安裝需要注意:
1.觀眾的視線延長線要與投影機(jī)鏡頭錯開,因為屏幕透明如不錯開觀眾會在屏幕上看到投影機(jī)鏡頭的亮斑;如果屏幕的中心與人眼在同一水平高度,投影機(jī)可以吊裝在天花板從上向下投射,如果屏幕懸掛的比較高,觀眾需要仰視時,投影機(jī)可以從下向上投射,投射角度大概在22-36度范圍;
2.當(dāng)投影距離短的時候,可以采取短焦鏡頭或者光路反射的辦法來解決投影焦距;
?坦言,上述技術(shù)雖然效果尚可接受。但由成像原理而論,不過被冠以全息之名。離真正的全息還有很長的一段距離。那么到底什么才是真正意義上的全息技術(shù)?
傳統(tǒng)的全息需要經(jīng)過“干涉記錄,衍射重現(xiàn)”兩個步驟實現(xiàn)。其中“圖像重現(xiàn)”過程一定經(jīng)過衍射,而不是簡單的投影或者反射。全息的優(yōu)勢在于記錄了物體光場的相位,與現(xiàn)實世界物體的光場更相符
1.空氣投影和交互技術(shù)
在美國麻省一位叫ChadDyne的29歲理工研究生發(fā)明了一種空氣投影和交互技術(shù),這是顯示技術(shù)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(shù)來源海市蜃樓的原理,將圖像投射在水蒸氣液化形成的小水珠上,由于分子震動不均衡,可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。
2.激光束投射實體的3D影像
日本公司ScienceandTechnology發(fā)明了一種可以用激光束來投射實體的3D影像,這種技術(shù)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(zhì),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(jìn)行小型爆破來實現(xiàn)的
3.360度全息顯示屏
南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)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(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實現(xiàn)三維圖像。 http://v.youku.com/v_show/id_XMjUzMzA3MDUyNA==.html" target="_blank"
視頻插入不了,留個連接 3分30秒左右的是在跟地面上的投影互動 互動投影系統(tǒng)是一種新型的多媒體展示平臺。采用先進(jìn)的計算機(jī)視覺技術(shù)和投影顯示技術(shù)來營造一種奇幻動感的交互體驗。與傳統(tǒng)的觸摸屏不同,不需要其它介質(zhì),用戶即可以直接使用腳或手與投影區(qū)域上的虛擬場景進(jìn)行交互。
互動投影系統(tǒng)系統(tǒng)具有很高的新奇性和觀賞性,可以很好的起到活躍展廳氣氛,增加展覽科技含量,提高展覽現(xiàn)場人氣度的目標(biāo)。
互動投影系統(tǒng)包含一組渲染模塊和一組信號采集處理模塊,兩系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通訊。圖像采集子系統(tǒng)的硬件主要包含一個紅外信號感應(yīng)器,其功能是捕捉觀展者的動作對其進(jìn)行分析與處理,并將處理結(jié)果發(fā)送給渲染服務(wù)器。渲染子系統(tǒng)主要包含一臺投影儀,其功能是接收圖像采集子系統(tǒng)的處理結(jié)果,生成相應(yīng)的圖像通過投影儀顯示到圓形展臺上,從而實現(xiàn)最自然的展示效果。所有的圖像采集處理/渲染工作均在工作站上完成。
整個系統(tǒng)通過對用戶的紅外感應(yīng)捕捉,獲取觀眾在投影視窗上的精確位置,并轉(zhuǎn)換為計算機(jī)內(nèi)部的坐標(biāo)和控制指令,對多媒體內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的操作,即可實現(xiàn)用戶在投影視窗上進(jìn)行內(nèi)容的選擇和交互。跟蹤精度可以達(dá)到像素級別。對于投影區(qū)域由兩個或兩個以上的投影儀拼接而成的展項,通過軟件形式解決多個投影區(qū)域間的圖像拼接、融合問題。 互動投影系統(tǒng)的原理:
互動投影系統(tǒng)的運作原理首先是通過捕捉設(shè)備(感應(yīng)器)對目標(biāo)影像(如參與者)進(jìn)行捕捉拍攝,然后由影像分析和系統(tǒng)分析,從而產(chǎn)生被捕捉物體的動作,該運作數(shù)據(jù)結(jié)合實時影像互動系統(tǒng),使參與者與屏幕之間產(chǎn)生緊密結(jié)合的互動效果。
互動投影系統(tǒng)運用的技術(shù)為混合虛擬現(xiàn)實技術(shù)與動感捕捉技術(shù),是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實是通過計算機(jī)產(chǎn)生三維影像,提供給用戶一個三維的空間并與之互動的一種技術(shù)。通過混合現(xiàn)實,用戶在操控虛擬影像的同時也能接觸真實環(huán)境,從而增強(qiáng)了感官性。
互動投影系統(tǒng)的組成:
互動系統(tǒng)由四個部分組成第一部分:信號采集部分,根據(jù)互動需求進(jìn)行捕捉拍攝,捕捉設(shè)備有紅外感應(yīng)器、視頻攝錄機(jī)、熱力拍攝器等;第二部分:信號處 理部 分,該部分把實時采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與虛擬場景系統(tǒng)對接;第三部分:成像部分,利用投影機(jī)或其他顯像設(shè)備把影像呈現(xiàn)在特定的位置,顯像設(shè)備 除了投影機(jī)外,等離子顯示器、液晶顯示器、LED屏幕都可以作為互動影像的載體.第四部分:輔助設(shè)備,如傳輸線路,安裝構(gòu)件,音響裝置等。 這里放個頂裝式的大致示意圖: 全息膜光學(xué)原理:
全息膜在幕投體系中可以說是核心中的核心。其屏幕是將一層全息薄膜壓在半透明的亞克力薄板上。這全息薄膜只對從35°背投的光線有作用。其它光線如太陽光和其它周圍光線被忽略。簡單的來說,就是忽略35°以外的光線,而從35°攝入的光線中,環(huán)境光的亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及投影儀的出射光,導(dǎo)致環(huán)境光被人眼忽略。看見的只有投射出來的像,因此會感覺看見的像孤立的漂浮在空中。
全息屏幕在35° 水平投影角度的增益為3.2。全息屏幕對它所接受的光線的方向非常挑剔。屏幕十分適用于外部光線較強(qiáng)的環(huán)境,比如櫥窗展示。
全息紗幕在活動中充當(dāng)另一種投影介質(zhì),需結(jié)合投影機(jī)產(chǎn)生3D立體畫面效果,微介質(zhì)材質(zhì)以輕盈易安裝的巨大優(yōu)勢攻克了以往其他成像介質(zhì)的自重、不易安裝、空間占用大等問題 其成像效果清晰、細(xì)膩,全息紗幕在投影使用中可產(chǎn)生魔幻般的效果,畫面顯示看不見任何載體,即效果是空中懸浮式效果。(備注:紗幕材質(zhì)有很多種,其中有棉紗、纖維較多,棉紗原材料網(wǎng)孔較大,紗線略粗,投影效果和纖維材質(zhì)相比有明顯的高低檔次之分。)
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總結(jié)
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