全息投影技术的发展及应用前景

《光信息存储》期末论文题目全息投影技术的发展及应用前景班级光信1102班姓名张林君学号20112830完成日期2013/12/12成绩全息投影技术的发展及应用前景摘要：全息技术最早于1948年由斯盖伯（DennisGabor）提出，经过研究发展，2003年首次成功应用于全息投影技术中。全息投影技术应时代而来，被广泛的应用于社会的各个方面，它对传统舞台声光电技术的颠覆，及其带给人们的虚实结合的梦幻立体感受，犹如LED显示屏在舞台的广泛应用一样，其也必将成为未来几年舞台的“新宠儿”，也具有划时代的意义。关键词：全息投影发展史应用前景一、全息技术的发展历史全息影像是就是实现真实的三维图像的记录和再现，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。1947年，匈牙利人丹尼斯盖博(DennisGabor)在研究电子显微镜的过程中，提出了全息摄影术(Holography)这样一种全新的成像概念。由于全息摄影术的发明，丹尼斯盖博在1971年获得了诺贝尔奖。1962年，美国人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息术的基础上，将通信行业中“侧视雷达”理论应用在全息术上，发明了离轴全息技术，带动全息技术进入了全新的发展阶段。这一技术采用离轴光记录全息图像，然后利用离轴再现光得到三个空间相互分离的衍射分量，可以清晰的观察到所需的图像，有效克服了图成像质量差的问题。1969年，本顿发明了彩虹全息术，能在白炽灯光下观察到明亮的立体成像。其基本特征是，在适当的位置加入一个一定宽度的狭缝，限制再现光波以降低像的色模糊，根据人眼水平排列的特性，牺牲垂直方向物体信息，保留水平方向物体信息，从而降低对光源的要求。20世纪60年代末期，古德曼和劳伦斯等人提出了新的全息概念——数字全息技术，开创了精确全息技术的时代。到了90年代，随着高分辨率CCD的出现，人们开始用CCD等光敏电子元件代替传统的感光胶片或新型光敏等介质记录全息图，并用数字方式通过电脑模拟光学衍射来呈现影像，使得全息图的记录和再现真正实现了数字化。2001年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。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。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。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，科学家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。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。二、全息投影技术的应用目前全息投影技术和批量生产条件相对成熟，但其应用范围还相对较窄，国内主要将全息投影技术应用到小型展柜、小型舞台中。全息投影在展柜的商业运用中，多是用于展示企业标识、小型电子产品、珠宝首饰的360°展台和270°展台，内容多数是比较简单的旋转动画，当然也有用于展示游戏角色的，角色有比较简单的动作。在舞台的商业运用中，为满足舞台的观赏角度，以180°的单片全息幕居多。应用方式有虚拟表演、虚拟与真人互动、真人表演全息特效等。1.房地产展示房地产行业可以涉及到的有全息沙盘、全息样板间、三维全息平面图、三维全息结构图等。目前我国房地产行业所使用的沙盘主要为电子沙盘，对于样板房，房地产行业的普遍是以三维效果图、样板间模型和实地参观考察来向客户展示样板房。但这些都是不可重复利用，一旦楼盘售馨就成为废品，这是对资源的浪费和对环境的污染。而全息投影沙盘的模块化硬件可以实现重复使用，而且展示内容以数字影像方式存在，展示内容灵活可变，展示内容量巨大，还可以很好的完成客户与楼盘间的互动。全息投影沙盘可将传统的沙盘展示、建筑动画、样板间展示、房屋结构展示等融合到一起，只用一套全息投影沙盘即可满足整个楼盘的从外至内、从大环境到局部细节的展示。全息投影沙盘唯一的消耗就是电能，不但起到了很好的展示效果，也顺应环保节能的时代趋势。2.全息投影照片社会经济高速发展的今天，摄影摄像技术的简化和人们日益增长的审美需求加快了摄影摄像的普及，我们可以轻易的在身边找到摄影摄像设备，我们的生活被无数的影像所包围，有趣的是我们对于胶卷相机和纸制照片的需求越来越少，我们将数字形式的照片放在电脑、电子相框、手机等设备上来欣赏，这可以看出消费者对于新技术的认可和追捧。在电子相框、MP4等设备的基础上，全息投影照片将传统的二维平面图像转变为动态的、有体感的、可全方位视角观看的图像，消费者可将自己、亲友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中，操作方式同将电子照片放电子相框一样方便简单，但相对于电子照片，全息投影照片的视觉效果和感官体验是全新的、震撼的。将全息投影应用到摄影中让消费者得到一种全新的视觉体验，给予消费者更高一级的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一样，在高度普及的平面摄影的基础上向社会进行推广，让更多的人得到全息投影带来的视觉享受与体验乐趣。当然，全息投影的应用还有很多方式，如全息投影博物馆、全息投影伴舞、全息投影视频电话、全息投影智能引导员等，全息投影不光可以单独使用，也可以同其它多媒体设备一同配合使用，其应用的目的在于在真正的全息影像技术普及之前以一种方便的、低廉的、新颖的技术，使人们体验到一种有别于平面媒体的视觉享受。三、全息投影技术的前景全息投影技术在发展中可能会发生名称的改变或是类型的多样化，但是随着其逐步地完善，在演艺活动中的应用应该会相当广泛。一旦全息投影技术的成本降低并且便捷性提升，其作为舞美亮点的时代将会结束，取而代之的是大多数演艺活动的整场都会伴随着全息投影效果，同时应用更加多样化。比如，满足观众更多的观赏需求、在观众席设立一些互动效果、在某个节目中随意增加特色效果、应用范围可能从歌舞类发展到语言类等。全息投影技术突破了传统声、光、电的局限，将美轮美奂的画面带到观众面前，给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉，未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。参考文献[1]许秀文,薄建业,杨铭,等.浅析3D、全息、虚拟现实技术[J].中国教育信息化高教职教2011（7）[2]罗鹏,吕晓旭和钟丽.数字全息技术研究进展及应用[J].激光杂志,2006.[3]王贤锋.全息术的历史与发展[J].现代商贸工业,2007[4]全息投影技术应用研究叶永波[5]全息技术在我国视觉艺术领域的应用研究刘绍龙李中豪槐雪（北京师范大学2010(11)）