德國SeeReal開發出三維全息攝影立體顯示器

2020-12-05 OFweek維科網

 德國SeeReal Technologies GmbH開發出了使用三維全息攝影技術的立體顯示器。通過使用對多個視點進行全息圖縝細分割所得的亞全息圖,在任何位置均可顯示高精細3D圖像。使用像素間距為25~50μm的普通液晶面板,可顯示全高清(High Definition)的精細視頻。

  該技術在07年5月美國加利福尼亞州長堤市舉辦的「SID 2007 (Society for Information Display)」上進行了發表(英文發布資料)。靜止圖像的全息攝影技術方面,對於相干光源,通過1張全息圖即可得到立體圖像,而對於視頻,要想以相同方法實現3D全高清高精細視頻,則需要3.5TFLOPS(1T=1012,FLOPS為每秒的浮點運算)的計算量。通過該計算,使用透鏡陣列製成的亞全息圖、相對於視窗分割成較小的圖像,即可在任何視點得到所需解析度的立體圖像。另外,通過利用LED和有機EL等非相干光源的背照燈,能夠得到散斑較少的立體圖像。

  該公司預定在10月24日舉辦的「2007平面顯示器展」上展出20英寸的單色顯示器。


  全息攝影又稱全像攝影(Holography),是光學上極富誘惑的一項技術。我們都有這樣的體會,灑在馬路的油膜在陽光下會呈現出多種色彩,而在吹起的肥皂泡上也會看到同樣的情況,原因是由於肥皂泡兩個面的反射光出現了幹涉,稱光的薄膜幹涉現象。光是攝影的生命,而光有很多的特性,如色散和散射,有經驗的攝影師可以充分利用這些現象變有害為有利,從而為作品添加一些新奇的效果。照相機鏡頭是由多組透鏡合成的,為避免光在透鏡表面的反射損失,人們發明出鏡頭的鍍膜技術,使一定波長的光在反射時相互抵消,以增加進入鏡頭的光線使成像更清晰。同樣,人們利用光波的幹涉特性研究出了具有立體效果的全息攝影技術。全息攝影曾一度是科學家進行科研的專利技術,現在普通人經過一定的學習也可以掌握了,如普遍用於信用卡或圖書封面的仿偽卡,那是一種立體顯像的東西,在陽光下顯示著五光十色的反射光。

    「全息」這一詞我們會感想到很熟悉,聯想到耳針中的人體全息圖。人耳是人體的一個縮影,上面對應人體各個器官,從這裡人們進一步研究出人體的任何一局部都有整個身體的信息,所以稱全息圖,了解這點對全息攝影也就容易理解了。

    一、 什麼是光的幹涉現象

    在物理課的力學中我們做過水波的幹涉實驗,而根據光的波動特性,人們也成功地觀察到了光波的幹涉與衍射現象。為得到頻率相同的二條光線,讓光從一個狹縫中同時射向第二屏的兩個小孔,兩束光在屏後出現了幹涉條紋,條紋的出現是因為二束光的波峰與波谷會由於疊加時(同相)光加強,相互抵消時(反相)光減弱。這一現象使美國麻省理工學院的物理學家Stephen Benton發現其後面隱藏著一項高科技,從而對這項技術做出進一步的研究。

    二、 全息圖像的特點

    有關全息的原理在1947年就已由英國物理學家丹尼斯伽柏提出了,科學家本人也因此獲得了諾貝爾獎。在全息影像拍攝時,記錄下光波本身以及二束光相對的位相,位相是由實物(圖中藍色光線)與參考光線(圖中紅色光線)之間位置差異造成的,從全息照片上的幹涉條紋上我們看不到物體的成像,必須使用具有凝聚力的雷射來準確瞄準目標照射全息片,從而再現出物光的全部信息。一個叫班頓的人後來又發現了更為簡便使用白光還原影像的方法,從而使這項技術逐漸走向實用階段。美國《國家地理雜誌》第一次使用白色光全息片貼在封面時,銷售量由一千萬份增加到再版後的一千六百萬份。這一技術後由美國傳到歐洲和其它國家,廣泛用於信用卡等仿偽技術。雷射全息攝影技術也隨之風靡全世界。

    全息攝影是利用雷射光波的幹涉將影像與再現影像記錄下來的一種攝影,它與一般的立體照片技術完全不同,我們可以圍著它觀看各個側面,只是摸不到真實的物體,其顯著的特點和優勢有如下幾點:

    1、 再造出來的立體影像有利於保存珍貴的藝術品資料進行收藏。
    2、 拍攝時每一點都記錄在全息片的任何一點上,一旦照片損壞也關係不大。
    3、 全息照片的景物立體感強,形象逼真,藉助雷射器可以在各種展覽會上進行展示,會得到非常好的效果。

立體三維顯示與立體三維電視

平面二維顯示圖像缺乏立體感。在電視中,若增強顯示圖像的立體感,便會增強觀看的效果,令人感到既逼真又清晰。在軍用雷達及其他電子裝備中,若實現了立體三維顯示,便會將所要顯示的景物直觀而簡便地顯示出來。例如,利用機載雷達或艦用聲納水聲設備觀測地面或海底起伏的地形,若用立體三維顯示來顯示便十分簡便。遺憾的是立體三維顯示技術的發展一直進展緩慢,迄今付諸實用的立體三維顯示產品真是屈指可數。

總的來說,立體三維顯示基本上可分為如下兩種方式:一是利用人眼的雙目效應實現的立體三維顯示;另一是藉助全息攝影術來顯示的立體三維圖像。

相關焦點

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  • 光的壓力與全息攝影
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    三維模式是現在比較受歡迎的,其主要原因就是可以清晰了解所展示對象,從而滿足大眾感官上的需求。而通過電子技術,將三位數據化信息傳到我們大腦中去,這就是需要現代技術應用了。其實生活中,很多展會中都有應用到全息立體成像,這個不同於大家所想的那樣「偽三維技術」。對於傳統的立體的三位成像技術在視覺上給人帶來的感官沒有現代技術中全息立體成像受歡迎。那展會中應用的全息立體成像效果怎麼樣呢?其可以產生神奇的空間立體成像效果,達到類似科幻電影中在空氣中浮現出全息影像並操作的體驗。