1．全息投影技術簡介
在科幻電影或者廣告節目中，我們經常可以看到一種三維的全息通訊技術，能夠把遠處的人或物體以三維的形式展現在主角的眼前，讓主角可以和虛擬場景的人或物體產生互動。
例如：圖1 是最著名的《星球大戰》中的場景。其實這樣的全息技術近幾年已經在我們的周邊流行起來。全息技術最早於1948 年由英國科學家DennisGabor 發明。
他首先提出了光全息術的概念，利用光波幹涉和衍射特性來完整地記錄物波振幅和相位，再現的時候可以形成逼真的三維圖像，從而消除了圖像的相差。
全息投影技術在應用方案分為兩種：
第一種就是利用全息投影膜單面進行投影，虛擬角色可以在懸浮的空中進行展示以及表演，效果逼真，仿佛虛擬的角色真實地出現在舞臺中央；
第二種是360度全息投影技術，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，真假難辨。空中幻想中間可結合實物，實現影像與實物的結合。現場觀眾可以從360 度的任何角度觀看影像的不同側面，也可配加觸控螢幕實現與觀眾的互動。
全息投影技術將展示效果和實用性融為一體，製造出全新的互動體驗，給使用者以更加真實的感受。目前已逐步應用於現場演唱會、電視綜藝節目、戲劇話劇演出、展示展覽等視覺藝術行業。
2．全息投影原理
全息投影數位技術，實際上是一種虛擬成像技術，包含了前期的事物記錄部分，以及後期的事物還原部分。通過光學的幹涉和衍射原理，形成的空間成像色彩鮮豔，對比度、清晰度均提高了很多。
下面從記錄和還原兩部分來詳細分析全息技術：
第一步是利用幹涉原理記錄物體光波信息，此即拍攝過程：被攝物體在雷射輻照下形成漫射式的物光束；另一部分雷射作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產生幹涉，把物體光波上各點的相位和振幅轉換成在空間上變化的強度，從而利用幹涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著幹涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程序後，便成為一張全息圖。圖2 展示了全息圖記錄的物理過程。
第二步是利用衍射原理再現物體光波信息，也就是成像過程。全息圖猶如一個複雜的光柵，在相干雷射照射下，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像，即原始像（虛像）和共軛像（實像）。再現的圖像立體感強，具有真實的視覺效應。圖3 展示了全息圖成像的物理過程。
3．全息投影系統的組成
在目前的視覺藝術節目中，更多的情況是對全息投影系統的合理應用，產生活靈活現的藝術效果。因此，當全息圖已經生成後，本文主要著眼於介紹全息圖像還原成像的全息投影系統。
全息投影系統一般包括：高性能圖形計算機工作站、三維圖像顯示及控制系統、專用投影設備、進口透明全息投影膜和圖像反射系統及顯示系統。圖4 展示了全息投影系統的組成。
全息投影膜是全息投影系統的核心部件，類似於屏幕顯示部件。全息投影膜擁有極高的透明特性，它的特點是只對從35°背投的光線有穿透作用，而其它光線如太陽光和其它周圍光線則被忽略。這樣全息圖像在經過全息膜的折射和衍射後成像與舞臺中央，觀眾就能直接看到具有真實空間關係的立體圖像。
將全息薄膜壓在透明度很高的亞克力薄板上就形成了全息屏幕。圖5 展示了全息屏幕的結構。
4．綜藝節目中的應用模式
全息投影技術是一種技術與藝術的結合，在表現形式上的創新為藝術創作提供了廣闊的發展空間。目前全息投影技術已被廣泛的應用於攝影藝術方面、電影製作方面、商業演出方面、展覽展示方面等。在此本文討論的是全息投影技術在綜藝節目錄製現場的應用。
再現偶像，重現經典。在節目現場的表演中，讓當代明星和歷史上的偶像明星同臺登場，形成多個偶像同時演繹互動的絢麗效果。甚至把某個不可能再現的經典場景為現場觀眾重現，令人穿越時空，造成極大的視覺與心理震撼。
這樣的應用案例很多，比如湖南衛視2011 年跨年演唱會中，在《再見我的愛人》這首歌中，讓鄧麗君「復活」，與歌手鬱可唯同臺對唱，並且兩人之間還有眼神和動作的交流。江蘇衛視在2012 年跨年演唱會中，周筆暢和鄧麗君、梅豔芳、張國榮三位已故偶像分別同臺合唱，並且用全息投影技術彌補了「縱貫線組合」中羅大佑不能到場的遺憾。
虛擬場景，展現美景。用全息投影技術來展現一些現實中很難實現的大型布景或者很難帶入現場的物體，或是通過虛擬效果為某些歌舞表演營造配套的環境。
例如，2012 年的中央臺春晚，除了豐富的L ED 效果和機械舞臺效果，最突出的就是加入全息投影的舞臺布景，晚會中設計了虛擬的雨雪、彩帶、光影、鮮花、落葉等特效，造成強大的視覺衝擊。虛擬展品，增加互動。綜藝節目的舞臺上通常會展現一些有代表性的廣告道具或者吉祥物，通過全息投影技術來實現虛擬物品的展示，可以令展示物呈現360度的展示效果，更加具有立體感。
甚至可以引入觀眾與展示物的互動，讓現場更加具有趣味性。例如，在綜藝節目中啟動儀式發布會的時候，用全息投影技術展現的啟動儀式道具，可以懸浮在實景的半空中成像，科技感十足，可以提高嘉賓的參與興趣。
5．全息投影應用中的總結
浙江衛視在2011 年《中國夢想秀》第一季節目的時候，就首先應用了全息投影技術，打造出3D 的鄧麗君影像，與杭州一位食堂打卡阿姨隔空對唱，助其圓夢。圖6 展示了節目播出的畫面效果。
全息投影的效果令節目錄製現場的觀眾耳目一新，畫面唯美動人，讓追夢人體驗到了跨時空接觸明星的感覺。
但是當時節目播出的畫面，讓人並不是非常滿意。首先3D 製作的人物不夠逼真，其次攝像機的多機位拍攝容易穿幫。根據我們在全息投影應用上的一些積累，給出一些經驗總結。
5.1 虛擬角色的製作和設計很重要
因為人物的3D 設計建模是最困難的，在投影的人物選擇上，如果有真實人物，儘可能採用實拍的影像素材，這樣的還原效果比較逼真。在浙江衛視的《中國夢想秀》節目和湖南衛視的跨年演唱會上，同樣是還原鄧麗君的影像，相比較而言，浙江衛視的科技感更強一些，但是播出效果上還是湖南衛視的真實影像體驗會比較舒服。
全息投影除了還原人物外，還能在觀眾面前展示美輪美奐的三維虛擬事物，這樣通過計算機的虛擬角色和虛擬實境的設計和製作，可以構建各種天馬行空的場景，給觀眾營造不可思議的效果。全息圖像的虛擬角色進行設計與普通的三維圖像設計並不完全一樣，首先需要根據全息投影的技術特點進行合理的角色設計方案，需要注意的地方主要分為顏色設定、角色比例設定、角色動作設定三種。
顏色設定是指全息投影技術對黑色物體的顯示會出現透明狀態，所以在角色設定的時候需要注意少用黑色來進行色彩指定；比例設定是指虛擬圖像的整體比例需要考慮角色的顯示範圍，以最終顯示的效果為依據；動作設定是指虛擬圖像的動作設計需要考慮投影膜的尺寸大小，避免動作幅度太大，影響了顯示的效果。
5.2 現場燈光的配合很重要
全息投影膜的透明度很高，因此投射的圖像受外界光線幹擾比較大，在演播室的燈光下容易降低投影畫面的清晰度。當節目中需要使用全息投影技術的時候，燈光需要特別設計，避免使用散光，而將點光聚集到配合演出的演員身上。
5.3 現場導攝的配合很重要
全息投影膜對35°方向背投的光線有穿透作用，由於光線的直線傳輸原理，所以處於全息投影膜正面觀看影像的效果最佳。而其它角度觀看影像的時候，由於受環境光的影響，畫面清晰度肯定會降低，甚至畫面也會變形。綜藝節目現場製作的時候需要考慮後期播出的效果，所以在不影響現場觀眾觀賞情況下，攝像的拍攝應該儘量從正面取景。
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【參考文獻】：
[1] 劉紹龍,李中豪,槐雪.全息技術在我國視覺藝術領域的藝術研究[J].科技風，2011年，14卷(期)：234.
[2] 百度百科. http://baike.baidu.com/view/512597.htm?fr=aladdin.
[3] 楊毅.論全息投影技術中虛擬角色製作與設計[J].科教文匯，2013年，28卷(期)：94.