3D全息投影

2017年8月27日晚，虽然雨水连天，但是丝毫不影响天津全运会精彩的开幕式。尤其是栩栩如生的3D全息投影更是让人叹为观止——这也算是与08年北京奥运会LED卷轴地面效果相比较的一个“超级进步”。

这种不用特殊3D眼镜就能看到的3D图像正是利用了全息光学。

全息图利用光波干涉法同时记录物光波的振幅与相位。由于全息再现像的光波保留了原有物光波的全部振幅与相位的信息，故再现像与原物有着完全相同的三维特性。即全息术可以提供高质量的图像和精确的人眼观察深度，而无需任何观察设备。

全息图是一个复振幅函数，一般需要把复数的全息编码成纯振幅或纯相位来进行全息重构。计算全息技术作为全息显示的重要分支，能够充分利用计算机的数字处理能力，使得全息编码更方便、***。为实现三维动态显示，需要提高全息编码的速率。因此，研究一种简单、快速的编码方法显得尤为重要。 智飞亚：3D全息投影技术满足了人们对于视听体验的高度要求，得到越来越多行业的肯定及选择。3D全息投影

上海大学于瀛洁教授课题组提出了一种利用一维光栅函数进行纯相位编码的方法，该方法以双相位全息编码技术为基础，将复振幅图像编码成纯相位图，能够提高全息编码速度，实现实时显示。具体研究成果发表在光学学报第九期。

该实验以双相位全息编码方法为基础，通过两个互补的二元光栅对相位函数进行编码来避免采用两个相位元件再现物体，降低系统对子像素对准精度的要求。编码相位函数的每个衍射级次都包含物体的全部频谱信息，为避免相位原件由于数字化产生的零级直流噪声的影响，选用非零级衍射进行物体再现，提高再现像的对比度；而一维光栅函数（*一个方向二元化）非零级的能量占比是二维光栅函数的两倍多，用一维光栅函数编码来提高非零级的衍射效率。

实验中首先通过仿真证明该方法能正确地再现二维物体，验证了所提方法的正确性；然后对三维物体的再现进行仿真和光学实验验证，通过各个平面的物体能正确地再现，这再次证明其正确性。

物体可以分解成两个纯相位函数的相干叠加，为了用非零级（一级）衍射正确地再现物体，其中一个相位叠加一个π相位差，用两个互补的二元光栅函数对这两个相位函数进行编码得到所需的相位编码函数。 文旅3D全息投影文旅深圳智飞亚：3D全息投影技术全新的一种媒体宣传方式,它可以实现将实物虚拟化,投射于任何场景当中。

    全息投影技术（front-projectedholographicdisplay）属于3D技术的一种，原指利用干涉原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。而后随着科幻电影与商业宣传的引导，全息投影的概念逐渐延伸到舞台表演、展览展示等商用活动中。但我们平时所了解到的全息往往并非严格意义上的全息投影，而是使用珮珀尔幻像、边缘消隐等方法实现3D效果的一种类全息投影技术。“全息”来自希腊字“holo”，含义是“完全的信息”，即包含光波中的振幅和相位信息。普通的摄影技术*能记录光的强度信息(振幅)，深度信息（相位）则会丢失。而全息技术的干涉过程中，波峰与波峰的叠加会更高，波峰波谷叠加会削平因此会产生一系列不规则的，明暗相间的条纹，从而把相位信息转换为强度信息记录在感光材料上。2019年5月16日，第三届世界智能大会上，展出全息投影技术。全息投影的发明是盖伯在英国BTH公司研究增强电子显微镜性能手段时的偶然发现，而这项技术由该公司在1947年12月申请了专利（专利号GB685286）。这项技术从发明开始就一直应用于电子显微技术中，在这个领域中被称为电子全息投影技术，但由于光波的相干性与大强度光源等问题的限制。

    什么是全息图？全息图，是以激光为光源，用全景照相机将被摄体记录在分数辨率的全息胶片上构成的图。以干涉条纹形式存在。用同种激光照射，胶片前后方可出现原景物的虚实两个立体影像，视角不同，所见影像也不同。全息图是一种三维图像，它与传统的照片有很大的区别。传统的照片呈现的是真实的物理图像，而全息图则包含了被记录物体的尺寸、形状、亮度和对比度等信息。这些信息储存在一个很微小但却很复杂的干涉模式中。这个干涉模式是由激光产生的。全息图，将在未来应用，自20世纪60年代和70年代以来，全息技术已经吸引了公众的想象力，当时科幻电影首先次开始描绘当时全新媒体的理论未来应用。全息图是光场的摄影记录，它能够以全3D再现并呈现图像。自1962年创立以来，全息图的使用方式无比科幻小说中的描述更加实用：从蓝光和CD盒中的安全条到我们的银行卡和身份证中的防盗技术。全息技术的新的进展为全息图打开了大门，使其成为我们生活中更重要的一部分：塑造从我们的驾驶方式到医学领域。我们在科幻电影中见到的全息图应用其实离我们很近，甚至**终可能赶超电影中的发展。智飞亚，3D全息投影是在展馆设计中常用一种数字技术,无需3D眼镜,观众通过肉眼可见立体的虚拟场景。

★   什么是AR？★AR又叫加强实际（Augmented Reality，简称AR）。它是一种将实在天下信息和虚构天下信息“无缝”集成的新技巧，是把底本在实际天下的一一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声响,滋味,触觉等),经由过程电脑等科学技巧，模仿仿真后再叠加，将虚构的信息应用到实在天下，被人类感官所感知，从而到达超出实际的感官体验。简略的来讲VR是全虚构天下，AR是半实在半虚构的天下。如今在AR范畴相当有代表性的产物无疑是微软的HoloLens，除此之外另有Meta2、Daqri等。因为AR比VR的技巧难度更高，所以AR的成长水平并没VR高。3D投影给参观者一种神秘和魔术般的奇幻感觉，为展示查询提供了一种现代、时尚的交互手段。光影3D全息投影

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    而盖伯的全息投影是通过衍射光来重建波前的。促使全息投影在短短的一段时间内就蓬勃发展的关键原因是低成本的固体激光器的大规模生产，如DVD播放机和其他的一些常用设备中所使用的激光器。这些激光器对全息投影的发展也产生了极大的促进作用。这些廉价的体积又很小的固体激光器可以在某些条件下与**初用于全息投影的那些大型的昂贵的气体激光器相媲美，因此使得预算较低的研究者、艺术家甚至业余爱好者都可以参与到全息投影研究中来。全息投影技术原理编辑全息投影技术（front-projectedholographicdisplay）也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。其首先步是利用干涉原理记录物体光波信息。此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片。其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅。3D全息投影