【帥爆了】全息投影不是夢!自己動手製作虛幻科技

縱使相隔千裡，也能見面如常，這就是全息投影技術。

全息投影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；色彩鮮豔，對比度清晰度高；有空間感，透視感，形成空中幻象..如果你覺得全息投影離我們還很遠，那你就錯了，電影裡、舞臺上已經開始有了全息投影的身影。今天小Z要帶大家一起了解全息投影，並教大家如何自己動手製作虛幻科技，夠炫酷，帥爆了！

了解生活中的全息技術

全息投影技術也稱虛擬成像技術是利用幹涉和衍射原理記錄並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。

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後面，你看到的就是其背面的影響，而初音演唱會則採用了背投的方式，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。儘管是偽全息投影，不過初音演唱會的成功還是不容質疑的。

2013年，周杰倫的2013魔天倫世界巡迴演唱會中也運用了全息投影技術。時隔20年後，鄧麗君的音容笑貌通過數位技術再次重現。

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：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裡程碑，它可以在氣流形成的牆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，由於分子震動不均衡，可以形成層次和立體感很強的圖像。

雷射束投射實體的3D影像：日本公司ScienceandTechnology發明了一種可以用雷射束來投射實體的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，並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製一種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製，毫不誇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。

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。

普通的攝像是二維平面採樣，而全息投影成像則是多角度攝像，並且將這些照片疊加。為了實現立體「疊加」，需要利用光的幹涉原理，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。全息影像製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。

全息技術是利用幹涉和衍射原理記錄並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位相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，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，而且能互不幹擾地分別顯示出來（這些分析作為藝術生的筆者給跪了，來自度娘）。

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。並且全息投影的使用場地也有限，其只能位於市內，並且對環境的要求非常高。

儘管如此，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。

製作全息影像

看了這麼多全息投影的介紹，是不是自己手也有點痒痒了，全息投影真的可以自己製作嗎？答案是可以的，下面我們就來看看全息投影的製作方法。

虛擬成像原理：虛擬成像系統是用一種將三維畫面懸浮在櫃體實景中的半空中成像系統。虛擬成像系統由櫃體、分光鏡、射燈、視頻播放設備組成，基於分光鏡成像原理，通過對產品實拍構建三維模型的特殊處理，然後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，給人以視覺上的衝擊，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，不過這個比較硬難製作）、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

這裡講一下金字塔的等腰三角形的計量方法，由於底邊是根據自己尺寸隨意變動的，所以腰長就要經過計算後得出，以我們這個為例，IPAD屏幕寬度為12cm，那麼我們底邊就是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，（這個計算過程對於我們這幫學文的來說可難為死了，數學完全忘乾淨了，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。

我們一開始用手機做出來的小金字塔，由於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製作步驟。

由於長度的計算比較麻煩，在這裡就為大家列出幾個常用機型的底邊及腰長尺寸:

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。

把四個等腰三角形都減下來之後，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。金字塔做好之後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。

由於周圍燈光很亮，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。

為了觀看更清晰，底部最好塗成黑色的。簡易支架不要擋住金字塔的每個面，並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）。

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，用架子固定好之後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）。再把固定好的投影設備降到金字塔上方大概2cm的位置，並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滑鼠墊作為黑底。

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。

全息投影片源的製作

其實全息投影最難和最麻煩的就是投影片源的製作，全息投影技術是利用幹涉和衍射原理,記錄並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，並不是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製作方法。

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，然後分前後左右四個視圖導出視頻即可。

如圖所示，這個是Zbrush雕刻軟體，一款強大的三維軟體，在軟體中我們做好人物模型，設置好動作，然後就可以從前後左右四個不同的面進行導出渲染了，最後一步同一樣是在視頻軟體中進行合成就好了。雖然用三維軟體做出來的全息投影效果最好，但是由於三維軟體很難學，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體就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體）。不過需要注意的是，MMD製作的話寫出來會佔用大量篇幅，而且可能還會寫不清楚。

好啦，方法已經教給大家啦。感興趣的小夥伴，趕緊動手吧！