全息技术的原理、分类详解、应用领域、发展历史及其未来发展趋势.doc
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1、全息技术的原理、分类详解、应用领域、发展历史及其未来发展趋势目录一、什么是全息投影1二、全息技术的原理1三、全息投影分类4四、全息技术的应用15五、3D全息投影之幻影成像系统介绍22六、3D全息投影价格是多少:28七、发展历史及其未来趋势28一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术,它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段。它提供了神奇的全息影像,可以在玻璃上或亚克力材料上成像。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。全息投影设备包括:全息投
2、影仪,全息投影幕,全息投影膜,全息投影内容制作等。航天科工数字展示事业部提供3D全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、 3D全息投影成像息设备集成、3D全息投影成像系统安装调试、3D全息投影成像技术支持等,很高兴和朋友们一起研究、探讨3D全息投影的相关技术,137 1663 5312 刘工 QQ:594353024 航天科工系统仿真数字展示事业部。二、全息技术的原理全息投影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。其第一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,
3、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,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别
4、显示出来。1.物光波面的记录 全息技术的第一步是将光波的全部振幅和相位信息记录在感光材料上。由于感光材料只能接收光的振幅信息,因此必须想法把相位信息转换成强度的变化才能记录下来。,干涉法是将空间相位调制转换为空间强度调制的标准方法,因此采用相干光干涉条纹来记录图像。 设物体散射的物光波为 o(x,y)=ao(x,y)expi0(x,y) 另一个与物光波相干的参考光波为 r(x,y)=ar(x,y)expir(x,y)ao(x,y)、ar(x,y)、0(x,y)、r(x,y)分别表示各波面的振幅和相位, 这两个相干光波在记录平面上叠加形成的光强为 I(x,y)=| o(x,y)+ r(x,y)|
5、2 =| o(x,y)|2+| r(x,y)|2+o*(x,y) r(x,y)+ o(x,y) r*(x,y) =ar2+ao2+2arao cosr-o其中,第一项和第二项分别表示参考光波和物光波单独到达全息图的强度,它们的和表示干涉条纹的平均强度,第三项包含了物光波和参考光波的振幅和相位信息。参考光波的作用是使物光波波前的相位分布转化为干涉条纹的强度分布。底片振幅透射系数t(x,y)为 t(x,y)=ko+k1I(x,y)其中ko,k1是常数,k10是正片.t=(k0+k1|r|2)+k1(|o|2+|r*o+ ro*|)=t1+t2+t3+t4 2.物光波面的重现 全息术的第二步是利用衍
6、射原理有全息图重现物光波。如果照明光是与全息图记录时的参考光波完全相同的光波c=r,透过全息图的光波的复振幅分布,(x,y)为 ,(x,y)=rt=(k0+k1|r|2)r+k1|o|2r+k1|r|2o+ k1r2o*| =t1,+t2,+t3,+t4,其中,第一项和第二项表示衰减的重现光r方向不变的透过全息图,第三项是透过全息图的+1级衍射光,除了一个常数衰减外,这是一个与原物光波完全相同的重现物光波,第四项是通过全息图的-1级衍射波,这是一个与原物光波的共轭波。三、全息投影分类1、270度全息投影270度全息柜通过多角度展示演示内容而呈现全方位的立体效果。幻影成像即将三维画面悬浮在半空中
7、的实景成像,能给人营造出一种亦幻亦真的氛围,具有强烈的纵深感和现场感。采用了特殊技术,不受光线影像,演示内容经过特殊软件处理后即可在观众面前显示出亦真亦幻的3D立3体影像,适合表现细节或内部结构较丰富的个体物品,如名表、名车、珠宝、工业产品、也可表现人物、卡通等,给观众感觉是完全浮现在空气中。270度全息投影适用范围:270度全息柜能达到视频和实物完美结合,画面立体成像逼真,不受环境光强弱的局限;270度全息柜以最吸引人的科技展示方式让立体广告随处可见,对消费者产生无法抗拒的诱惑广告,广告从此彻底告别了平面时代;270度全息柜利用全息式、自由漂浮的眩丽图像来提供亦幻亦真的视觉体验。270度全息
8、柜的视听效果可全面定制,直至符合产品及公司的品牌和色调。(一组270度全息投影成像) 270度全息投影的系统组成:270度全息柜成像系统主要由270度全息专用投影设备、图像反射系统及显示系统、高性能图形计算机工作站组成。柜体的详细参数:柜体由两部分组成,整体柜高158CM,柜子正面宽度为52CM,侧面宽度为40CM,其中底柜115CM,全息成像柜43CM,底柜和全息成像柜之间可自由拆卸,方便全息柜的安放和调整高度。全息柜整体材质为玻璃材质,全息柜外观可根据客户要求特别定制。航天科工系统仿真数字展示事业部提供270度全息投影系统设计和制作一站式解决方案2、360度全息幻影成像系统 (小型360度
9、全息投影)360全息也称360度全息和360度全息成像,我们在这里称它为360度全息成像。360度全息幻影成像系统是用一种将三维画面悬浮在柜体实景中的半空中成像系统。360全息幻影成像系统由柜体、分光镜、射灯、视频播放设备组成,基于分光镜成像原理,通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理,然后将拍摄的的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中,构成了动静结合的产品展示系统。不需要人们佩戴任何偏光眼镜,在完全没有束缚下就可以尽情观看3D幻影立体显示特效,给人以视觉上的冲击,具有强烈的纵深感。(360度全息投影设备二)360度全息成像设备外观灵活多样,可以根据展场风格,空间,色调,光线等因素灵活设计。全
10、息成像尺寸最小可以做到0.2米0.2米,用来展示钻石珠宝等商品,整个设备体积只有篮球大小。最大成像尺寸可以做到3米2米,用来展示真人真车大小的商品。该设备可以外接多种互动设备。参与互动的观众嘉宾可以用手指在触摸屏上随意的选择不同模块,来改变车的颜色,配置、使其变成半透明从而展现内部结构和工作原理;可以选择不同的内部结构进行全息演示,选中发动机,全息画面就会同步进行发动机的全息展示,对发动机内部结构,运转逐一展示,让观众嘉宾对展品有深刻的了解和印象。多维图像360全息成像适合表现细节或内部结构较丰富的物品,如名表、名酒、化妆品,数码产品、名车、珠宝、工业产品、也可表现人物、卡通角色等,给观众感觉
11、是完全浮现在空气中,仿佛在空中确有其物。360度全息投影成像系统概述:360度全息成像系统是一项新颖多媒体演示系统,具有三维空间成像的功能,360度全息成像是近年来在国际上兴起的一种新型展示技术,该技术可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间,并且360度任意角度看都是三维影像展现,这种展示手段打破常规的实物展示手段立体影像的清晰度及色彩还真度高,立体感强,因此非常逼真,可以给观众以新奇、玄妙的视觉冲击,激发观众探究欲,并可以起到聚集现场人气、加深参观者印象、提高被展示物知名度的作用。航天科工系统仿真数字展示事业部提供360度全息投影系统设计和制作一站式解决方案。360度
12、全息投影成像原理:360度全息成像系统由柜体、分光镜、射灯、视频播放设备组成,基于 分光镜成像的光学原理,通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理,然后把拍摄的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中,构成了动静结合的产品展示系统。将实际的三维视频播放源通过特殊的光学镜反射,在空气中形成虚拟的三维景象,以宽银幕的环境、场景模型和灯光的转换,给人以视觉上的冲击。不需要人们佩戴任何偏光眼镜,在完全没有束缚下就可以尽情观看3D显示特效。给人以视觉上的冲击,具有强烈的纵深感。(360度全息投影设备三)360全息影像系统设备/参数组成: 主要组成设备1、三维图像显示及控制系统1)、360全息专用投影设备2)、
13、360全息影像用高背投幕3)、图像反射系统及显示系统4)、高性能图形计算机工作站 主要应用领域 科技馆、展览馆、主题公园、文化中心、标志性建筑物内部 展示方式:需要在特点环境内进行设备搭建与安装硬件设备:CI,360全息投影系统数字内容:三维数字内容 技术手段 :以数字内容形式展示人物、物体或标识,适合大型场馆的影像再现及形象展示 展项环境:用电量:220V 6000W 以上参与人数:若干人 停留时间:5分钟 制作周期:60个工作日 灯光照明要求:暗灯光 安全、防护要求:无 3、全息投影屏幕:全息屏幕又叫全息背投幕、透明背投幕、贴膜背投幕、全息透明背投屏幕,是采用了全息技术的新一代创新型背投屏
14、幕,能提供空中动态显示,是一种新型,震撼的透明交互触摸传播媒体解决方案。依附于商家的玻璃橱窗、玻璃门,把商家的企业宣传、商品信息展示映射到玻璃介质上,吸引路过的潜在顾客进行互动。 全息投影屏幕系统特点: 影像清晰,画质亮丽重量超轻 形状任意安装简易,不破坏原有装修 多种透明度选择,透明 半透明 不透明 双面成像,满足不同方位的视角要 全息投影屏幕技术参数:单片尺寸:4:3 (40英寸,60英寸,80英寸,100英寸);1 6:9 (40英寸,60英寸,80英寸,100英寸,120英寸)可任意形式裁切厚度:0.125mm 對比度:250:1 水平視角:100度垂直視角:100度 4、3D全息投影
15、之空气成像空气雾幕立体成像描述:空气雾幕投影成像是一种全新的空气成像设备。该设备是利用海市蜃楼的成像原理借助空气中存在的微粒将光影图像呈现。使用一层很薄的水雾墙代替传统的投影幕,使您能在该屏幕影像中随意穿梭,达到真人可进入视频画面的虚幻效果。使用雾化设备产生大量人工雾,结合空气流动学原理而制造出来的能产生形成平面雾气的屏幕,再将投影设备投射在该屏幕上,便可以在空间中形成虚幻立体的影像,形成一种三位空间立体图像,给人一种新的立体视觉享受,其影象给人的感受如同人行画中,画在人中,亦真亦幻,如置身仙境身处瑶池般。忽隐忽现,神秘诱人的特性开发一些令人称奇的展示项目。在迷茫的雾屏上,放映如幻似真的神话故
16、事。将带给观众前所未有的视听体验。空气雾幕立体成像展示特点:1.空气雾幕成像系统包括一台投影机和一个空气屏幕系统,空气屏幕系统可以制造出由水蒸气形成的雾墙,采用背投技术将影像投映至几乎看不见的空气墙中,观看者看到的将会是漂浮在空气中的影像或影片。2. 空气雾屏成像发生装置可将计算机、程序、红外线、激光、雷达通过投影机光速和风场投射到雾屏上,形成多种动感、虚拟图像。3. 空气雾屏成像系统内部采用集成式超音波机芯,无机械驱动、宁静无噪音、雾化效率高、产生一定浓度负离子,故障率低、维护简单。空气雾幕立体成像系统原理:空气成像系统包括专有的投影机和基本零件,其中空中图像显示从正面看起来使用,空气成像系
17、统不需要任何额外的屏幕,形成图像的主要原理是利用空气以及一个小型机柜。不使用特殊的化学物质或有害影响的环境。空气成像投影系统的设计灵感来自于海市蜃楼的成像原理,一套投影系统包括一台投影机和一个空气屏幕系统,空气屏幕系统可以制造出由水蒸气形成的雾墙,投影机将画面投射在上面,由于空气与雾墙的分子震动不均衡,可以形成层次和立体感很强的图像。空气投影立体成像适应场合:雾屏可以在舞台、会展、广告中作为展示平台充分应用;同时也广泛用于旅游景区、科技馆,博物馆,展览馆,机场,车站,商场,娱乐场所,企业展厅等展示窗口。基于雾幕可虚幻成像的独有特性,使其有着广阔的市场前景。例如舞台剧院、媒体展览机构、大型商场门
18、口、迪厅、KTV、旅游景区、主题公园,娱乐场所,科技馆、博物馆、规划馆、新产品发布会、演艺场馆、主题教育馆、儿童科学乐园等均可做为一种新的展示媒体。四、全息技术的应用1.全息防伪技术 全息防伪技术是应用激光全息技术发展起来的一种新型防伪技术,又称激光防伪,此技术引用早期,确实起到了一定防伪作用,但是随着时间的推移,激光全息图像制作技术迅速扩散。如今已被造假者各个方面攻破,几乎完全丧失了防伪的能力。改进型激光全息图像防伪技术,第一代激光全息防伪技术的泛滥,促使人们不得不开始寻求改进现有技术。改进后的技术主要有三种:一是应用计算机图像处理技术改进全息图像;二是透明激光全息图像防伪技术;三是反射激光
19、全息图像防伪技术。 (1)应用计算机图像处理技术改进全息图像 计算机图像处理技术改进激光全息图像经历了两个发展形态,第一形态是计算机合成全息技术,这种技术是将系列普通二维图像经光学成像后,按照全息图像的成像原理进行处理后记录在一张全息记录材料上,从而形成计算机像素全息图像。观察这种像素全息图像时,可在不同的视角看到不同的三维图像,其图形和色彩都具有异常灵活多变的动态效应,并且不受再现光线方向的限制。第二形态是计算机控制直接曝光技术,与普通全息成像不同,这种技术不需要拍摄对象,所需图形完全由计算机生成,通过计算机控制两束相干光束以像素为单位逐点生成全部图案,对不同点可改变双光束之间的夹角,从而制
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- 全息 技术 原理 分类 详解 应用领域 发展 历史 及其 未来 发展趋势
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