全息科普2【转】

究竟什么是全息?
  “全息”并不是个新词,用来形容可以从各个角度观看的3D图像。将三维画面悬浮在实景的半空中成像,营造了亦幻亦真的氛围,具有强烈的纵深感,真假难辩。观看者可以从不同的角度不受限制的观察甚至进入影像内部。当人们想去触摸看到的3D物体,他们的手会从物体当中穿过,图像给观众感觉是完全立体呈现的。
  但目前市面上的正面全息投影(front-projected holographic display),宽泛的来说也可以算作是全息影像的一种,但是所谓的全息画面只是投射在一块透明的投影膜上面,也称之为幻象投影技术。因此,所谓的全息图像也不过是一个平面而非立体图像。这是目前最广泛使用的投影技术。人们会统称这些技术为“全息”。

从几年前日本的初音演唱会,到周杰伦在演唱会上与“复活”的邓丽君对唱,到2015年春晚里李宇春出现三个分身,再到此次G20峰会室外水上晚会,都是幻象投影技术的应用,如此之多的应用案例显示出全息投影技术强劲的商业潜力。

那么宽泛的来说全息投影技术分为哪几种呢?
一、大型45度全息幻影成像:(适用于发布会、演唱会、企业年会等大型舞台全息互动表演)
大型45度全息成像是以框架作为支撑,把 全息幻像膜(幅宽5米,长度任意)绷装成与水平面成45度夹角状态,投影机光线投射在水平成像幕上,成像幕中的影像依靠矩阵映射光学原理最终给观众呈现漂浮的立体影像

为什么我们会感觉画面在展柜中呢?很简单,就是个简单反射原理,跟折射、干涉、衍射没有半毛钱关系

如图,取薄膜上方任意一物点A所发射光线中的两条,经过反射后被人眼睛所接收。由于成的是虚像,所以我们所看到的像点A‘ 就在所接受到光线的反向延长线上。所以才感觉画面在展柜中。
 
同理,所谓的270度展柜和360度展柜也就是多加了几个反射面,然后在不同的反射面上投上不同的动画。

 

二、全息屏幕式全息背投投影:(适用于发布会、演唱会、年会等舞台悬挂式全息投影,橱窗广告、T台走秀全息立体投影等)
全息透明屏幕是在钢化玻璃(或有机玻璃)上装贴 高透全息背投膜(带背胶)来实现的,其主要安装方式是背投悬挂,也可以根据实际情况进行镶嵌式安装
全息透明屏幕的安装需要注意:
1.观众的视线延长线要与投影机镜头错开,因为屏幕透明如不错开观众会在屏幕上看到投影机镜头的亮斑;如果屏幕的中心与人眼在同一水平高度,投影机可以吊装在天花板从上向下投射,如果屏幕悬挂的比较高,观众需要仰视时,投影机可以从下向上投射,投射角度大概在22-36度范围;


2.当投影距离短的时候,可以采取短焦镜头或者光路反射的办法来解决投影焦距;

 坦言,上述技术虽然效果尚可接受。但由成像原理而论,不过被冠以全息之名。离真正的全息还有很长的一段距离。那么到底什么才是真正意义上的全息技术?
传统的全息需要经过“干涉记录,衍射重现”两个步骤实现。其中“图像重现”过程一定经过衍射,而不是简单的投影或者反射。全息的优势在于记录了物体光场的相位,与现实世界物体的光场更相符

业内也一直有着对于“真全息”和“伪全息的争论”,我们在此帖不做论述,姑且按效果说话。把二者都归纳为“全息”
“真 全息投影” 技术有以下三种分类:
1.空气投影和交互技术
在美国麻省一位叫ChadDyne的29岁理工研究生发明了一种空气投影和交互技术,这是显示技术上的一个里程碑,它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理,将图像投射在水蒸气液化形成的小水珠上,由于分子震动不均衡,可以形成层次和立体感很强的图像。
2.激光束投射实体的3D影像
日本公司ScienceandTechnology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像,这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时,混合成的气体变成灼热的浆状物质,并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的
3.360度全息显示屏
南加利福尼亚大学创新科技研究院的研究人员宣布他们成功研制一种360度全息显示屏,这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像。
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视频插入不了,留个连接
 3分30秒左右的是在跟地面上的投影互动
  互动投影系统是一种新型的多媒体展示平台。采用先进的计算机视觉技术和投影显示技术来营造一种奇幻动感的交互体验。与传统的触摸屏不同,不需要其它介质,用户即可以直接使用脚或手与投影区域上的虚拟场景进行交互。
  互动投影系统系统具有很高的新奇性和观赏性,可以很好的起到活跃展厅气氛,增加展览科技含量,提高展览现场人气度的目标。
  互动投影系统包含一组渲染模块和一组信号采集处理模块,两系统之间通过网络交换机通讯。图像采集子系统的硬件主要包含一个红外信号感应器,其功能是捕捉观展者的动作对其进行分析与处理,并将处理结果发送给渲染服务器。渲染子系统主要包含一台投影仪,其功能是接收图像采集子系统的处理结果,生成相应的图像通过投影仪显示到圆形展台上,从而实现最自然的展示效果。所有的图像采集处理/渲染工作均在工作站上完成。
整个系统通过对用户的红外感应捕捉,获取观众在投影视窗上的精确位置,并转换为计算机内部的坐标和控制指令,对多媒体内容进行相应的操作,即可实现用户在投影视窗上进行内容的选择和交互。跟踪精度可以达到像素级别。对于投影区域由两个或两个以上的投影仪拼接而成的展项,通过软件形式解决多个投影区域间的图像拼接、融合问题。
  互动投影系统的原理:
  互动投影系统的运作原理首先是通过捕捉设备(感应器)对目标影像(如参与者)进行捕捉拍摄,然后由影像分析和系统分析,从而产生被捕捉物体的动作,该运作数据结合实时影像互动系统,使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效果。
  互动投影系统运用的技术为混合虚拟现实技术与动感捕捉技术,是虚拟现实技术的进一步的发展。虚拟现实是通过计算机产生三维影像,提供给用户一个三维的空间并与之互动的一种技术。通过混合现实,用户在操控虚拟影像的同时也能接触真实环境,从而增强了感官性。
  互动投影系统的组成:
  互动系统由四个部分组成第一部分:信号采集部分,根据互动需求进行捕捉拍摄,捕捉设备有红外感应器、视频摄录机、热力拍摄器等;第二部分:信号处 理部 分,该部分把实时采集的数据进行分析,所产生的数据与虚拟场景系统对接;第三部分:成像部分,利用投影机或其他显像设备把影像呈现在特定的位置,显像设备 除了投影机外,等离子显示器、液晶显示器、LED屏幕都可以作为互动影像的载体.第四部分:辅助设备,如传输线路,安装构件,音响装置等。
  这里放个顶装式的大致示意图:
全息膜光学原理:
全息膜在幕投体系中可以说是核心中的核心。其屏幕是将一层全息薄膜压在半透明的亚克力薄板上。这全息薄膜只对从35°背投的光线有作用。其它光线如太阳光和其它周围光线被忽略。简单的来说,就是忽略35°以外的光线,而从35°摄入的光线中,环境光的亮度远远不及投影仪的出射光,导致环境光被人眼忽略。看见的只有投射出来的像,因此会感觉看见的像孤立的漂浮在空中。
全息屏幕在35° 水平投影角度的增益为3.2。全息屏幕对它所接受的光线的方向非常挑剔。屏幕十分适用于外部光线较强的环境,比如橱窗展示。
全息纱幕在活动中充当另一种投影介质,需结合投影机产生3D立体画面效果,微介质材质以轻盈易安装的巨大优势攻克了以往其他成像介质的自重、不易安装、空间占用大等问题 其成像效果清晰、细腻,全息纱幕在投影使用中可产生魔幻般的效果,画面显示看不见任何载体,即效果是空中悬浮式效果。(备注:纱幕材质有很多种,其中有棉纱、纤维较多,棉纱原材料网孔较大,纱线略粗,投影效果和纤维材质相比有明显的高低档次之分。)
 

 

posted on 2017-09-07 09:47  3D入魔  阅读(1327)  评论(0编辑  收藏  举报