乾貨分享《全息投影技術的原理 》

什麼是全息影像技術？這個詞彙看起來非常抽象和專業，大部分人也非常陌生。其實，它與我們熟悉的3D顯示技術有關。提到3D顯示技術，相信一些朋友首先想到的是國內一些大城市的IMAX 3D影院

在超大屏幕的影院裡，戴上特製的眼鏡，以超大立體畫面配合環繞立體聲音效讓觀眾本身融入影片中，帶來身臨其境的真實感。那麼，是不是看3D特效就必須戴眼鏡呢？因為小編從周圍看過3D影片的朋友那裡得到的反饋是，眼鏡尺寸不適合的話，帶著不甚舒服，而且對於本身近視的朋友而言，還需要在原本的近視鏡之外再戴上這個特製眼鏡就更加不方便。有沒有不需要帶眼鏡就能看到的3D影像呢？全息影像技術就提供了這樣一種解決方案

全 息 影 像 特 效

在2006年巴黎秋冬時裝周新品發布會上，採用了全息影像技術實現的名模Kate Moss的3D立體影像服裝展示，此次非常特別的表現形式引起了不小的轟動。大家不妨留意，畫面中並非名模Kate Moss本人，而是她本人的動態立體影像。與以往欣賞3D影像的程序不同，出席發布會的觀眾並沒有戴上特製的眼鏡，同時也沒有藉助任何設備。那麼，這一現象是如何實現的呢？今天我們就通過本文為大家詳細介紹這種開始日益流行的全息影像技術

IMAX影院，來自"image maxium"（圖像最大化），具有七層樓高、20多米寬的超大屏幕、水晶般清晰的畫面、極逼真的六聲道加超低音音響。在國外被譽為「電影的終極體驗」

那麼什麼是全息影像技術？它有哪些特色？是如何實現影像的動態立體展示的呢？首先我們要從全息攝影、全息影像顯示等兩個重要環節來詳細了解。

我們知道，要想表現物體的立體感，除了需要記錄物體表面光強度信息外，物體反射光的信息也很重要，二者信息疊加即實現了平面物體加物體陰影的立體感（類似於美術中靜物素描的表現手法）

全息攝影就是在攝影的同時將上述兩類信息同時記錄來實現的。採用雷射作為照明光源，並將光源發出的光分為兩束，一束直接射向感光片，另一束經被攝物的反射後再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產生幹涉，感光底片上各點的感光程度不僅隨強度也隨兩束光的位相關係而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。與普通的攝影技術相比，全息攝影技術記錄了更多的信息，因此容量比普通照片信息量大得多（百倍甚至千倍以上）

全息影像的顯示，則是通過光源照射在全息圖上，這束光源的頻率和傳輸方向與參考光束完全一樣，就可以再現物體的立體圖像。觀眾從不同角度看，就可以看到物體的多個側面，只不過看得見摸不到，因為記錄的只是影像

目前最常用的光源是投影機，因為一來光源亮度相對穩定，二來，投影機還具有放大影像的作用，作為全息展示非常實用

全息影像技術原理：

為了讓大家更加直觀的了解全息影像的技術原理，我們通過下面的兩張原理圖來介紹

使用投影機實現全息投影成像

在影像的周圍有一個支架，事實上那些是玻璃體（透明度高的介質均可）構成的多稜錐，全息影像經由電腦傳輸到投影機中投射到玻璃體上，再通過不同角度光線的衍射從而實現立體影像。

由於同時顯示的是物體各個角度的全部信息，因此人眼望去，在視線所及的範圍內就像看到了物體的全貌一樣，從而實現立體效果。

與全息影像技術相比，為何以往我們常見的傳統3D顯示環境會需要用特製的偏光眼鏡呢？這與其技術原理有關

LED背光的3D背投電視 需要藉助於偏光眼鏡

瞬間其實有兩組畫面同時顯示，但在沒有戴上偏光眼鏡的時候，我們看到的是疊加的兩幅畫面。而事實上，這是因為採用了左右眼圖像交互顯示在屏幕上的方式，將垂直同步訊號作為快門切換即可達成立體顯像的目的。因此，如果不戴上專門的偏光眼鏡或者遮住任何一隻眼睛，那麼就無法在人眼中合成立體圖像。由於左右眼的輸出畫面都必須提供至少每秒60幀畫面，因此對顯示設備的垂直掃描頻率必須達到120Hz或更高

不戴偏光眼鏡的效果

傳統的3D影像需要藉助於垂直掃描頻率必須達到120Hz或更高的顯示器或者電視或者投影機，另外還有偏光眼鏡以及專門的3D顯卡驅動。另外，由於3D圖像是左右眼同步顯示，為了避免左右眼信號出現偏差（影像錯位），還需要藉助一個信號同步器，將左右眼信號進行同步。上面一組圖就是實現傳統3D顯示的核心部件。與全息技術相比，傳統的3D顯示技術所涉及到的硬體軟體設備較多，其中任何一個設備出現問題都會影像立體成像效果

看過了上面的介紹，相信大家會比較關注全息影像技術的優勢。那麼，與傳統的3D顯示技術相比，全息影像的優勢有哪些呢？

由於全息攝影不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。因此，一張全息攝影圖片即使只剩下一小部分，依然可以重現全部景物。這對於博物館，圖書館等保存藏品圖片等，非常方便

另外，由於全息攝影技術能夠記錄物體本身的全部信息，存儲容量足夠大，因此，作為存儲的載體，全息存儲技術也可以應用於圖書館、學校等機構的文檔資料保存

實現3D顯示的核心部件

與傳統的3D顯示技術相比，全息影像技術無需戴專門的偏光眼鏡，不僅給觀眾帶來了方便，同時也降低了成本。而且立體顯示方式能夠將展品以多視角的方式介紹給觀眾，更加直觀。

同時全息攝影可應用於工業上進行無損探傷，超聲全息，全息顯微鏡，全息攝影存儲器，全息電影和電視等許多方面

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