【计算机视觉】全息投影技术

【计算机视觉】全息投影技术

标签（空格分隔）： 【图像处理】 【科普杂谈】

说明：本文主要想弄清楚全息投影技术的一些科普知识，基于前天DIY了一个小型简易的projector，现在对其原理进行说明一下。

简要说明

全息投影技术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。实际上全息技术在我们的日常生活中已经被广泛地使用了，在产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等，都有全息投影的身影。


伦敦Diesel T台秀在舞台的两边设置了全息投影膜，在模特走台的同时，在投影膜上会出现亦幻亦真的烟雾，或者让人汗毛直立的怪兽，这些都是设计师的灵感，让发布会的主题更容易为广大的观众所接受。

全息投影技术

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。

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。

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，可以说这些技术很多国家都在研制，毫不夸张的说这项技术它包含了未来，谁最先使用这项技术，谁就最先走入未来的先进技术行列。

全息技术遇到的问题

普通的摄像是二维平面采样，而全息投影成像则是多角度摄像，并且将这些照片叠加。为了实现立体“叠加”，需要利用光的干涉原理，用单一的光线（常用投影机）进行照射，使物体反射的光分裂（分光技术）成多束相干光，将这些相干光叠加就能实现全息立体影像。全息影像制作需要比普通摄像处理100倍以上的信息量，对拍摄以及处理和传输平台都提出了很高的要求。

全息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。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，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；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，所以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显示出来.

目前全息投影膜技术只有德国和瑞典的少数厂家所掌控，造价昂贵。加之高清高亮的工程投影机价格也不便宜，整个项目的成本非常之高。并且全息投影的使用场地也有限，其只能位于市内，并且对环境的要求非常高。

2015-11-29 整理 张朋艺