基于激光的3D全息技术

　　一.3D技术原理

　　(一)偏光眼镜法

　　它以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面 。

　　当观众戴上特制的偏光眼镜时，使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼汇聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果 。这种3D技术并不是真正意义上的3维技术，其成像依旧是建立在二维平面上的投影技术。

　　(二)全息3D技术

　　1.全息照相原理

　　全息照相分为两步：波前的干涉记录和波前的衍射重建[7]。以菲涅耳全息为例，首先是波前的干涉记录，如图1就是菲涅耳全息照相的记录光路。

 

　　图1　全息照相的记录光路

　　如图，激光束通过快门后经过分束板分为两束：透射的一束经平面镜M2反射、扩束镜L2扩束后作为参考光投射到全息干板E上;反射的一束经平面镜M1反射、扩束镜L1扩束后照到被摄物上，再经过物体的漫反射作为物光束也投射到E上。整个光路光轴在同一个水平面上，光束通过各元件中心。物光与参考光夹角在45o左右。

　　黑暗中把全息干板夹在干板架上，使感光乳剂面朝向物光和参考光，静置一分钟后启动定时曝光器。取下干板，在暗室中显影，水洗后定影一段时间用水冲洗干净，最后晾干，全息图就制作好了。

　　下面说全息图的再现[8]，菲涅耳激光全息是用激光再现的。观察虚像的方法如图2所示：

 

　　图2 虚像的观察

　　将制作好的全息图放回拍摄时原物体的位置，用参考光照射全息图，在全息图后面原物所在位置上可以观察到物体的虚像。

　　若要观察到原物体的实像，就要改用参考光的共轭光线来照射全息图，则可以用光屏在全息图后面接受到物的实像，如图3所示光路。

 

　　图3 实像的观察

　　2.全息成像原理

　　全息投影技术的成像是不需要传统的银屏的技术，而是采用在空气雾幕上投影。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：这套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，该系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。Heliodisplay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