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全息投影技术的发展现状
材料来源:激光世界           录入时间:2010-12-27 15:20:16

全息技术其实就是实现真实的三维图像的记录和再现。记录的难题早在1947 年就被攻克。伦敦大学帝国理工学院的丹尼斯·伽伯博士发明了全息立体摄像,并因此获得1971年的诺贝尔物理学奖。一般的三维图只是在二维的平面上通过构图及色彩明暗变化实现人眼的三维感觉,而全息立体摄影产生的全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度对比度等信息,能提供“视差”。观察者可以通过前后、左右和上下移动来观察图像的不同形象——如同有个真实的物体在那里一样。

虽然立体摄像早已起步,但全息技术的第二步——再现,则在2001年才取得突破。德国国家实验室首创研发了全息膜技术,使三维图像的再现成为可能。经过7年的发展,全息膜已经从第一代的1英寸栅格状网眼hoe全息单元升级到了如今的第四代0.2毫米97%透光度HoloPro全息膜。依靠这薄薄的透明膜,无论是T形台上的流光溢彩,还是舞台上虚幻影像,都可实现。全息膜的价格自然不菲,据介绍,透光率为70%的全息膜市场价都达到1800-2200元/平米。“这是今年最新推出的全息膜,带有触摸功能。”舒美昌拿出另一张薄膜,告诉记者。虽然远远看去,这张全息膜跟其他的全息膜几乎一样通透,但近看就会发现里面有许多细细的线路丝。借助这些线路丝,人们通过手指触摸就能与全息影像进行互动。

全息投影原理简单来说是利用光学原理,影像在空中浮现,呈现立体效果。全息空间投影荧屏是新一代的显示设备,具有高清晰、耐强光、超轻薄、抗老化等无可比拟的众多优势。由分子级别的纳米光学组件:全像彩色滤光板结晶体为核心材料,融合纳米技 术,材料学、光学、高分子等多学科成果和制备加工技术,以有机材料、无机纳米粉体和精细金属粉体为原料,生产而成。轻薄内部蕴含先进的精密光学结构,以达致高清晰、高亮度的完美显像。

目前全息投影最常用的光源是来自投影机,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。全息投影技术将美轮美奂的画面带到观众面前,将观众引入到了另一个世界中。全息投影技术突破了传统声、光、电局限,空间成像色彩鲜艳,对比度、清晰度都非常高,空间感、透视感很强。它不仅可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震憾的演出效果。

全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术,全息立体投影是通过光的偏振原理来实现的,即采用两台投影机同步放映图像,将两台投影机前的偏光片的偏振方向互相垂直,让产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。而偏振光投射到专用的投影幕上再反射到观众位置时偏振光方向须不改变,观众通过偏光眼镜每只眼睛只能看到相应的偏振光图像,从而在视觉神经系统中产生立体感觉。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体,在没有图像时完全透明,给使用者以全新的互动感受,成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。如今,人们利用全息投影技术来展现文化与科技的融合。

360度幻影成像是全息投影目前最具魔幻效果的技术,由丹麦公司ViZoo在2006年研发出来。他们用全息膜搭建了一个倒金字塔形的三角漏斗几何模型,由四台投影机投射的视频图像,在漏斗里经过一系列的光学衍射后汇合成为全息图像,看起来就像有实物漂浮在空中。这一系统还可以配加触摸屏,现场观众可通过各种手势和动作,操纵3D产品模型进行旋转,或部件分解。这样,观众就能深入地了解展示的产品性能。因此,这个全息显示系统一经面世,就迅速成为在各种展览会和发布会上频频出现的新型广告载体。除此之外,这项技术也深受博物馆的欢迎,可以再现一些珍贵的文物,供参观者欣赏,而原物妥善保存,以防失窃。

当然,透过全息膜并不是唯一的全息成像的方法。纯粹的空气成像也是可行的,系统在产生类似水雾的具有成像特性的空气分子后,接受投影机的投影,就能呈现立体的全息图。但这种方法成本很高,因此呈现的影像空间有限。

全息影像技术已经取得巨大突破。2008年,美国亚利桑那州大学打造了展现大脑的可更新的3D全息显示屏。这是世界上首批3D全息显示屏之一。首席研究员纳赛尔·佩汉姆巴利安博士说:“这是研发任何类型可移动全息技术的一个先决条件。”亚利桑那州大学的全息显示屏每几分钟更新一次图像。随着技术的进步,图像每秒可更新几次,这是全息电视所需要的。

佩汉姆巴利安说:“我们花了不少时间才实现第一次突破,但只要迈出第一步,以后的速度就会更快。我们现在做的就是努力研制更理想的原型。我们现在只能呈现一种颜色,当前研制的旨在呈现3种颜色。最初的全息显示屏尺寸为4英寸乘4英寸(约合10厘米乘10厘米)。现在,我们正打算研制至少和电脑屏幕一样大的全息显示屏。”借助于不久后问世的全息电视,观众们可以在守门员“身旁”观看令人紧张刺激的罚球,而不是躺在沙发上。

日本广播公司(NHK)决心在2020年之前推出第一台Holo-TV,现已拨款28亿英镑用于这一雄心勃勃的项目。日本人非常自信,认为他们能够向全世界提供全息广播节目,并将这项服务作为申办2022年世界杯举办权的一个重要砝码。

Holo-TV播放的每一场比赛画面将由200台高清晰摄像机360度拍摄,而后以3D影像的方式播放。日本电子巨头一直在推动这项技术的研发。生动逼真的比赛画面将向全世界播放,让观众获得好似在现场看球的感觉。麦克风将被安装在球场下方,用于记录下所有声音,其中包括球员踢球的声音以及裁判的哨声,用来创造超现实版的数字音效。

日本庆应大学的村井纯教授表示:“你可能认为这项技术是一种幻想,科幻色彩太浓。但我们必须意识到这项技术将在12年时间内不断进化,这一点非常重要。我认为这项技术将在2016年左右成为现实。”

据索尼工程师透露,Holo-TV外形好似在地板上摊开的一本大书。激光器负责投射一个“图像云”,好似飘浮在房间中央。观众可以在不佩戴3D眼镜情况下从每一个角度欣赏立体影像。这听起来好似一项难以置信的技术,更适合在《星球大战》中出现而不是真实世界,但业内领导者实际上非常严肃对待全息电视。


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