在今年的CCTV春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上，李宇春借全息舞美演繹精彩《蜀繡》。節(jié)目過(guò)后，全息投影被熱炒，甚至與全息投影有關(guān)的上市公司股價(jià)也開(kāi)始上漲。現(xiàn)在，就讓我們了解一下全息投影技術(shù)吧。

    全息投影技術(shù)（front-projected holographic display）也稱(chēng)虛擬成像技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。全息投影技術(shù)不僅可以產(chǎn)生立體的空中幻像，還可以使幻像與表演者產(chǎn)生互動(dòng)，一起完成表演，產(chǎn)生令人震撼的演出效果。適用產(chǎn)品展覽、汽車(chē)服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂(lè)、場(chǎng)所互動(dòng)投影等。

    歷史
    1947年，英國(guó)匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯發(fā)明了全息投影術(shù)，他因此項(xiàng)工作獲得了1971年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。其它的一些科學(xué)家在此之前也曾做過(guò)一些研究工作，解決了一些技術(shù)上的問(wèn)題。
    全息投影的發(fā)明是蓋伯在英國(guó)BTH公司研究增強(qiáng)電子顯微鏡性能手段時(shí)的偶然發(fā)現(xiàn)，而這項(xiàng)技術(shù)由該公司在1947年12月申請(qǐng)了專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)GB685286）。這項(xiàng)技術(shù)從發(fā)明開(kāi)始就一直應(yīng)用于電子顯微技術(shù)中，在這個(gè)領(lǐng)域中被稱(chēng)為電子全息投影技術(shù)，但是全息投影技術(shù)一直到1960年激光的發(fā)明才取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
    第一張實(shí)際記錄了三維物體的光學(xué)全息投影照片是在1962年由蘇聯(lián)科學(xué)家尤里·丹尼蘇克拍攝的。
    全息投影可以分為如下若干類(lèi)。
    透射全息投影，如利思和烏帕特尼克斯所發(fā)明的技術(shù)，這種技術(shù)通過(guò)向全息投影膠片照射激光，然后從另一個(gè)方向來(lái)觀(guān)察重建的圖像。后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，彩虹全息投影可以使用白色光來(lái)照明，以觀(guān)察重建的圖像。彩虹全息投影廣泛的應(yīng)用于諸如信用卡安全防 偽和產(chǎn)品包裝等領(lǐng)域。這些種類(lèi)的彩虹全息投影通常在一個(gè)塑料膠片形成了表面浮雕圖案，然后通過(guò)在背面鍍上鋁膜使光線(xiàn)透過(guò)膠片以重建圖像。
    另一種常見(jiàn)的全息投影技術(shù)稱(chēng)為反射全息投影，或稱(chēng)為丹尼蘇克全息投影。這種技術(shù)可以通過(guò)使用白色光源從和觀(guān)察者相同的方向來(lái)照射膠片，通過(guò)反射來(lái)重建彩色的圖像，以重建圖像。
    鏡面全息投影是一種通過(guò)控制鏡面在二維表面上的運(yùn)動(dòng)來(lái)制造三維圖像的相關(guān)技術(shù)。它通過(guò)控制反射光線(xiàn)或者折射光線(xiàn)來(lái)構(gòu)造全息圖像，而蓋伯的全息投影是通 過(guò)衍射光來(lái)重建波前的。
    促使全息投影在短短的一段時(shí)間內(nèi)就蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵原因是低成本的固體激光器的大規(guī)模生產(chǎn)，如DVD播放機(jī)和其他的一些常用設(shè)備中所使用的激光器。這些激光器對(duì)全息投影的發(fā)展也產(chǎn)生了極大的促進(jìn)作用。這些廉價(jià)的體積又很小的固體激光器可以在某些條件下與最初用于全息投影的那些大型的昂貴的氣體激光器相媲美，因此使得預(yù)算較低的研究者、藝術(shù)家甚至業(yè)余愛(ài)好者都可以參與到全息投影研究中來(lái)。
    2014年6月，美國(guó)加州的一家新創(chuàng)公司，正在研發(fā)三維全息投影芯片，最早2015年底之前，智能手機(jī)將具備三維投影的功能。研制出一個(gè)體積只有藥片大小的三維全息投影儀，分辨率高達(dá)5000PPI，可以精確控制每一個(gè)光束的亮度、顏色，以及角度。只需要一個(gè)芯片，就可以投射出一個(gè)可以接受的三維全息圖像，不過(guò)只要增加芯片數(shù)量，則可以投射出形狀更加復(fù)雜的三維物體，細(xì)節(jié)更加詳實(shí)，這一芯片和技術(shù)的研發(fā)還在初始階段，第一款芯片，目的是全息投影二維圖像，預(yù)計(jì)芯片可以在2015年的夏天交付給手機(jī)廠(chǎng)商。
    他們研制的第二款投影芯片，將可以實(shí)現(xiàn)全息三維投影，立體影像可以漂浮在空氣中，看上去就像是一個(gè)真實(shí)存在的物體。第一款芯片推出幾個(gè)月之后，第二款芯片也將開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)制造。
    另外除了智能手機(jī)之外，該公司研發(fā)的三維全息投影芯片，還將進(jìn)入到各種顯示設(shè)備中，比如電視機(jī)、智能手表，甚至是“全息桌面”。屆時(shí)，三維全息投影時(shí)代將真正到來(lái)。

    原理
    攝制原理
    其第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息，此即拍攝過(guò)程：被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產(chǎn)生干涉，把物體光波上各點(diǎn)的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強(qiáng)度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來(lái)。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過(guò)顯影、定影等處理程序后，便成為一張全息圖，或稱(chēng)全息照片。

　　全息投影拍攝過(guò)程

    其第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息，這是成象過(guò)程：全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵，在相干激光照射下，一張線(xiàn)性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個(gè)象，即原始象（又稱(chēng)初始象）和共軛象。再現(xiàn)的圖像立體感強(qiáng)，具有真實(shí)的視覺(jué)效應(yīng)。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點(diǎn)的光信息，故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個(gè)圖像，通過(guò)多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個(gè)不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來(lái)。
    在3D投影前，要對(duì)物體進(jìn)行120°的3D攝影�？催^(guò)3D電影的讀者應(yīng)該知道，如果取下3D眼鏡觀(guān)看，畫(huà)面有重影而模糊不清。這是因?yàn)椋�銀幕上的畫(huà)面并不是一幅，而是兩幅角度不同的畫(huà)面疊加的效果。
    為了模擬“雙目效應(yīng)”，我們必須拍攝出偏左側(cè)的畫(huà)面和偏右側(cè)的畫(huà)面。在拍攝時(shí)，其實(shí)有兩臺(tái)3D攝像機(jī)同時(shí)工作，一臺(tái)偏向演員左側(cè)，記錄偏左的圖像；一臺(tái)偏向演員右側(cè)，記錄偏右的圖像，再通過(guò)電腦處理，將兩幅圖像疊加，便成了3D電影源。
    視覺(jué)原理
    注：此為3D成像時(shí)的視覺(jué)原理。與此略有不同的是，全息投影實(shí)際上是真正地呈現(xiàn)出了3D影像。
    每個(gè)人都有兩個(gè)眼睛，每個(gè)眼睛的視角大約為80度，但是兩個(gè)眼睛一起的視角只有120度，也就是說(shuō)有40度的視角是重合的，所以我們的左右兩個(gè)眼睛所看到的的東西其實(shí)是不同的，比如你閉上左眼用右眼看或者反過(guò)來(lái)，就能測(cè)試出來(lái)效果，左右兩眼接收到的物體轉(zhuǎn)發(fā)給大腦做判斷物體的遠(yuǎn)近才能形成立體感。3D立體技術(shù)就是模擬這個(gè)過(guò)程而形成的。
    完成攝影后，在放映室里，3D電影源投放在一定角度的銀幕上，觀(guān)眾需要帶上3D眼鏡觀(guān)看。仔細(xì)觀(guān)察3D眼鏡，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)左右鏡片上有密集而細(xì)小的朝向不同的條紋。左鏡片是縱紋，右鏡片是橫紋。正是這些條紋，我們才能看到美妙的3D立體圖。
    完成攝影后，根據(jù)“雙目效應(yīng)”，將圖像分解，讓左眼只看見(jiàn)偏左的畫(huà)面，右眼只看見(jiàn)偏右側(cè)的畫(huà)面，這樣才能使大腦產(chǎn)生遠(yuǎn)近的判斷而生出立體感。在放映時(shí)，偏左的畫(huà)面和偏右側(cè)的畫(huà)面所用的投射光是不同的，雖然顏色畫(huà)面一樣，但投影用的光的傳播方向是不同的，偏左畫(huà)面用的是縱波光（光波沿縱向傳遞），偏右畫(huà)面用的是橫波光（光波沿橫向傳遞），由于偏振光的特點(diǎn)縱波光只能穿過(guò)縱紋，不能穿過(guò)橫紋，因此，透過(guò)左鏡片，我們只能看見(jiàn)偏左側(cè)的畫(huà)面，同理與右鏡片。
    由此，重疊的畫(huà)面被分解，左眼只看見(jiàn)偏左側(cè)的畫(huà)面，右眼只看見(jiàn)偏右側(cè)的畫(huà)面，由于雙目效應(yīng)，我們便產(chǎn)生了遠(yuǎn)近感和立體感。
    應(yīng)用
    全息投影技術(shù)在舞臺(tái)中的應(yīng)用，不僅可以產(chǎn)生立體的空中幻像，還可以使幻像與表演者產(chǎn)生互動(dòng)，一起完成表演，產(chǎn)生令人震撼的演出效果。從Disel時(shí)裝發(fā)布T 臺(tái)秀中全息投影技術(shù)的運(yùn)用，美輪美奐的全息投影畫(huà)面伴隨模特的走步把觀(guān)眾帶到了另一個(gè)世界中，好像使觀(guān)眾體驗(yàn)了一把虛擬與現(xiàn)實(shí)的雙重世界。再到夢(mèng)幻劇場(chǎng) 《動(dòng)漫大師諾曼》中全息投影技術(shù)的運(yùn)用，舞臺(tái)藝術(shù)與電影片斷在同一空間出現(xiàn)了非凡的融合，給觀(guān)眾展示了世界多媒體藝術(shù)最新的創(chuàng)新成果。服務(wù)和銷(xiāo)售行業(yè)是最 需要群眾基礎(chǔ)的，能最大限度的吸引消費(fèi)者就是王道。
    全息投影技術(shù)在這方面的運(yùn)用以全新的視角聚攏了人們的眼球，勾起了消費(fèi)者的消費(fèi)欲望。全息景象是指觀(guān)眾可以在發(fā)生器的發(fā)生口度即一圈內(nèi)可以看到幻像，全息投影系統(tǒng)將三維畫(huà)面懸浮在實(shí)景的半空中成像，營(yíng) 造了亦幻亦真的氛圍，效果奇特具有強(qiáng)烈的縱深感，真假難辯。時(shí)尚美觀(guān)，有科技感；頂端透明，真正的空間成像；色彩鮮艷，對(duì)比度，清晰度高；有空間感，透視 感，形成空中幻象；中間可結(jié)合實(shí)物，實(shí)現(xiàn)影像與實(shí)物的結(jié)合；也可配加觸摸屏實(shí)現(xiàn)與觀(guān)眾的互動(dòng)；可以根據(jù)要求做成四面窗口。
    實(shí)例
    2010年3月9號(hào)晚間世嘉公司舉辦了一場(chǎng)名為“初音未來(lái)日的感謝祭”“初音之日”（Miku'sDay）的初音未來(lái)全息投影演唱會(huì)。投影機(jī)直接背投在全息投影膜，是全息，但不是最理想化的全息投影。
    2010年7月份中國(guó)歌手韓庚在其個(gè)人演唱會(huì)上也應(yīng)用了這種技術(shù)。
    2011年12月31日，江蘇衛(wèi)視跨年演唱會(huì)邀請(qǐng)到電影《阿凡達(dá)》的后期團(tuán)隊(duì)，還有英國(guó)《X-Factor》的燈光團(tuán)隊(duì)，為華語(yǔ)樂(lè)壇新天后周筆暢花巨資打造全息投影效果，讓周筆暢與梅艷芳、鄧麗君、張國(guó)榮等已故明星完成了一次“跨時(shí)光的演唱”，取得了當(dāng)晚同時(shí)段的收視冠軍。
    2013年亞洲天王周杰倫的2013魔天倫世界巡回演唱會(huì)中也運(yùn)用了全息投影技術(shù)。

    2014年以色列開(kāi)發(fā)出了一種夢(mèng)幻般的醫(yī)用3D全息投影。通過(guò)新技術(shù)，醫(yī)生可以用3D全息投影進(jìn)行模擬操刀練習(xí)，為手術(shù)治療和遠(yuǎn)程醫(yī)療打造了一個(gè)新平臺(tái)。
    2014年BBAMS音樂(lè)盛典上實(shí)現(xiàn)了已故巨星邁克爾·杰克遜（MichaelJackson）在舞臺(tái)上的表演，據(jù)聞也是應(yīng)用了這種技術(shù)，取得了極好效果。
    2015年羊年春晚，李宇春運(yùn)用全息投影技術(shù)傾情演繹中國(guó)風(fēng)歌曲《錦繡》。

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