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全息影像技术全方位解密

2012-06-07 16:165250

到底什么是全息影像技术呢?

全息影像技术全方位解密

  我们知道,要想表现物体的立体感,除了需要记录物体表面光强度信息外,物体反射光的信息也很重要,二者信息叠加即实现了平面物体加物体阴影的立体感。

  全息摄影就是在摄影的同时将上述两类信息同时记录来实现的。采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉,感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度,也记录了位相信息。与普通的摄影技术相比,全息摄影技术记录了更多的信息,因此容量比普通照片信息量大得多。

  全息影像的显示,则是通过光源照射在全息图上,这束光源的频率和传输方向与参考光束完全一样,就可以再现物体的立体图像。观众从不同角度看,就可以看到物体的多个侧面,只不过看得见摸不到,因为记录的只是影像。

  目前最常用的光源是投影机,因为一来光源亮度相对稳定,二来,投影机还具有放大影像的作用,作为全息展示非常实用。

 

全息影像的技术原理

  为了让大家更加直观的了解全息影像的技术原理,我们通过下面的一张原理图来介绍。

全息影像技术全方位解密

使用投影机实现全息投影成像

  在影像的周围有一个支架,事实上那些是玻璃体(透明度高的介质均可)构成的多棱锥,全息影像经由电脑传输到投影机中投射到玻璃体上,再通过不同角度光线的衍射从而实现立体影像。

  由于同时显示的是物体各个角度的全部信息,因此人眼望去,在视线所及的范围内就像看到了物体的全貌一样,从而实现立体效果。

 

传统的3D显示原理

  与全息影像技术相比,为何以往我们常见的传统3D显示环境会需要用特制的偏光眼镜呢?这与其技术原理有关。

全息影像技术全方位解密

LED背光的3D背投电视

全息影像技术全方位解密

需要借助于偏光眼镜
 

  大家留意的话会发现,在上面第一张3D效果图中,瞬间其实有两组画面同时显示,但在没有戴上偏光眼镜的时候,我们看到的是叠加的两幅画面。而事实上,这是因为采用了左右眼图像交互显示在屏幕上的方式,将垂直同步讯号作为快门切换即可达成立体显像的目的。因此,如果不戴上专门的偏光眼镜或者遮住任何一只眼睛,那么就无法在人眼中合成立体图像。由于左右眼的输出画面都必须提供至少每秒60帧画面,因此对显示设备的垂直扫描频率必须达到120Hz或更高。

全息影像技术全方位解密

不戴偏光眼镜的效果(两组不同内容的图片同时显示)

全息影像技术全方位解密

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实现3D显示的核心部件

  传统的3D影像需要借助于垂直扫描频率必须达到120Hz或更高的显示器或者电视或者投影机,另外还有偏光眼镜以及专门的3D显卡驱动。另外,由于3D图像是左右眼同步显示,为了避免左右眼信号出现偏差(影像错位),还需要借助一个信号同步器,将左右眼信号进行同步。上面一组图就是实现传统3D显示的核心部件。与全息技术相比,传统的3D显示技术所涉及到的硬件软件设备较多,其中任何一个设备出现问题都会影像立体成像效果。

全息影像技术有哪些优势?

  由于全息摄影不仅记录了物体上的反光强度,也记录了位相信息。因此,一张全息摄影图片即使只剩下一小部分,依然可以重现全部景物。这对于博物馆,图书馆等保存藏品图片等,非常方便。

  另外,由于全息摄影技术能够记录物体本身的全部信息,存储容量足够大,因此,作为存储的载体,全息存储技术也可以应用于图书馆、学校等机构的文档资料保存。

  与传统的3D显示技术相比,全息影像技术无需戴专门的偏光眼镜,不仅给观众带来了方便,同时也降低了成本。而且立体显示方式能够将展品以多视角的方式介绍给观众,更加直观。

  同时全息摄影可应用于工业上进行无损探伤,超声全息,全息显微镜,全息摄影存储器,全息电影和电视等许多方面。

 

全息影像技术如何应用?

  既然全息影像技术有诸多优势,那么它如何结合不同行业的特点发挥这项技术的优势呢?以下我们有介绍一些现有的全息影像应用案例

全息影像技术全方位解密

投影应用:能穿越空间的全息影像技术

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投影技术应用:立体佛像空中悬浮旋转
 

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