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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。與此同時(shí),美國(guó)密歇根大學(xué)雷達(dá)實(shí)驗(yàn)室的工作人員艾米特·利思和尤里斯·烏帕特尼克斯也發(fā)明了同樣的技術(shù)。尼古拉斯·菲利普斯改進(jìn)了光化學(xué)加工技術(shù),以生產(chǎn)高質(zhì)量的全息投影圖片。

全息投影可以分為如下若干類。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)通過向全息投影膠片照射激光,然后從另一個(gè)方向來觀察重建的圖像。后來經(jīng)過改進(jìn),彩虹全息投影可以使用白色光來照明,以觀察重建的圖像。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,然后通過在背面鍍上鋁膜使光線透過膠片以重建圖像。另一種常見的全息投影技術(shù)稱為反射全息投影,或稱為丹尼蘇克全息投影。這種技術(shù)可以通過使用白色光源從和觀察者相同的方向來照射膠片,通過反射來重建彩色的圖像,以重建圖像。鏡面全息投影是一種通過控制鏡面在二維表面上的運(yùn)動(dòng)來制造三維圖像的相關(guān)技術(shù)。它通過控制反射光線或者折射光線來構(gòu)造全息圖像,而蓋伯的全息投影是通過衍射光來重建波前的。

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)余愛好者都可以參與到全息投影研究中來。

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。

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。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后,便成為一張全息圖,或稱全息照片。

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。

空氣投影和交互技術(shù):在美國(guó)麻省一位叫ChadDyne的29歲理工研究生發(fā)明了一種空氣投影和交互技術(shù),這是顯示技術(shù)上的一個(gè)里程碑,它可以在氣流形成的墻上投影出具有交互功能的圖像。此技術(shù)來源海市蜃樓的原理,將圖像投射在水蒸氣液化形成的小水珠上,由于分子震動(dòng)不均衡,可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。

激光束投射實(shí)體的3D影像:日本公司ScienceandTechnology發(fā)明了一種可以用激光束來投射實(shí)體的3D影像,這種技術(shù)是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳諝庵猩㈤_時(shí),混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì),并在空氣中形成一個(gè)短暫的3D圖像。這種方法主要是不斷在空氣中進(jìn)行小型爆破來實(shí)現(xiàn)的。

360度全息顯示屏:南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院的研究人員宣布他們成功研制一種360度全息顯示屏,這種技術(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實(shí)現(xiàn)三維圖像。

可以說這些技術(shù)很多國(guó)家都在研制,毫不夸張的說這項(xiàng)技術(shù)它包含了未來,誰最先使用這項(xiàng)技術(shù),誰就最先走入未來的先進(jìn)技術(shù)行列。

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面伴隨模特的走步把觀眾帶到了另一個(gè)世界中,好像使觀眾體驗(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,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)與觀眾的互動(dòng);可以根據(jù)要求做成四面窗口。

實(shí)例

5月17日晚舉辦的"公告牌音樂獎(jiǎng)"上一段全系攝影亮相大獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng),而畫面中的人看上去正是Michael Jackson,表演的是未發(fā)布的"Slave to the Rhythm"。表演開始時(shí)由穿成SWAT特種部隊(duì)的舞蹈演員跳舞,隨著幕布拉開,MJ坐在專輯《Dangerous》里類似的王座上,不知道是真人全息化的MJ還是其它演員模仿的MJ開始演唱這位流行天王最近才發(fā)布的專輯《Xscape》的歌曲,依然像他在《Dangerous》里演唱"Jam"和"In the Closet"時(shí)急促、激動(dòng)、氣息聲十足的風(fēng)格。

2010年3月9號(hào)晚間世嘉公司舉辦了一場(chǎng)名為"初音未來日的感謝祭""初音之日"(Miku'sDay)的初音未來全息投影演唱會(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),為華語樂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年以色列開發(fā)出了一種夢(mèng)幻般的醫(yī)用3D全息投影。通過新技術(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《蜀繡》。

《蜀繡》創(chuàng)作于2008年,是成都非物質(zhì)文化遺產(chǎn)節(jié)主題曲。這首歌有著唯美濃郁的中國(guó)風(fēng),歌詞通過一個(gè)成都繡娘視角,巧妙地展現(xiàn)蜀繡的底蘊(yùn)。

李宇春還進(jìn)行了一段舞蹈solo,她一邊演唱,一邊用各種婀娜多姿的時(shí)尚優(yōu)美舞姿,再現(xiàn)心靈手巧、聰明伶俐的四川妹子創(chuàng)作的蜀繡藝術(shù)。這個(gè)節(jié)目是一個(gè)創(chuàng)意類的節(jié)目,春晚劇組利用全息投影技術(shù),為她專門制作三維舞臺(tái)仿真,舞美工作量巨大,也是羊年春晚造價(jià)最高的一個(gè)節(jié)目。

2015年6月27·28日初音未來上海演唱會(huì)運(yùn)用了全息投影技術(shù)

2017年5月30號(hào)日本節(jié)目《金SMA》利用全息投影技術(shù)“復(fù)活”令一代歌后鄧麗君。

2017年6月21日洛天依上海演唱會(huì)運(yùn)用了全息投影技術(shù)。