什么是全息影像技術(shù)?這個詞匯看起來非常抽象和專業(yè),大部分人也非常陌生。其實(shí),它與我們熟悉的3D顯示技術(shù)有關(guān)。提到3D顯示技術(shù),相信一些朋友首先想到的是國內(nèi)一些大城市的IMAX 3D影院。
3D顯示技術(shù)有強(qiáng)烈的真實(shí)感
在超大屏幕的影院里,戴上特制的眼鏡,以超大立體畫面配合環(huán)繞立體聲音效讓觀眾本身融入影片中,帶來身臨其境的真實(shí)感。那么,是不是看3D特效就必須戴眼鏡呢?因?yàn)楣P者從周圍看過3D影片的朋友那里得到的反饋是,眼鏡尺寸不適合的話,帶著不甚舒服,而且對于本身近視的朋友而言,還需要在原本的近視鏡之外再戴上這個特制眼鏡就更加不方便。有沒有不需要帶眼鏡就能看到的3D影像呢?全息影像技術(shù)就提供了這樣一種解決方案。
全息影像特效
上面就是在2006年巴黎秋冬時裝周新品發(fā)布會上,采用了全息影像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的名模Kate Moss的3D立體影像服裝展示,此次非常特別的表現(xiàn)形式引起了不小的轟動。大家不妨留意,畫面中并非名模Kate Moss本人,而是她本人的動態(tài)立體影像。與以往欣賞3D影像的程序不同,出席發(fā)布會的觀眾并沒有戴上特制的眼鏡,同時也沒有借助任何設(shè)備。那么,這一現(xiàn)象是如何實(shí)現(xiàn)的呢?今天我們就通過本文為大家詳細(xì)介紹這種開始日益流行的全息影像技術(shù)。
什么是全息影像技術(shù)
那么什么是全息影像技術(shù)?它有哪些特色?是如何實(shí)現(xiàn)影像的動態(tài)立體展示的呢?首先我們要從全息攝影、全息影像顯示等兩個重要環(huán)節(jié)來詳細(xì)了解。
我們知道,要想表現(xiàn)物體的立體感,除了需要記錄物體表面光強(qiáng)度信息外,物體反射光的信息也很重要,二者信息疊加即實(shí)現(xiàn)了平面物體加物體陰影的立體感(類似于美術(shù)中靜物素描的表現(xiàn)手法)。
美術(shù)中的靜物素描
全息攝影就是在攝影的同時將上述兩類信息同時記錄來實(shí)現(xiàn)的。采用激光作為照明光源,并將光源發(fā)出的光分為兩束,一束直接射向感光片,另一束經(jīng)被攝物的反射后再射向感光片。兩束光在感光片上疊加產(chǎn)生干涉,感光底片上各點(diǎn)的感光程度不僅隨強(qiáng)度也隨兩束光的位相關(guān)系而不同。所以全息攝影不僅記錄了物體上的反光強(qiáng)度,也記錄了位相信息。與普通的攝影技術(shù)相比,全息攝影技術(shù)記錄了更多的信息,因此容量比普通照片信息量大得多(百倍甚至千倍以上)。
全息影像的顯示,則是通過光源照射在全息圖上,這束光源的頻率和傳輸方向與參考光束完全一樣,就可以再現(xiàn)物體的立體圖像。觀眾從不同角度看,就可以看到物體的多個側(cè)面,只不過看得見摸不到,因?yàn)橛涗浀闹皇怯跋瘛?/span>
目前最常用的光源是投影機(jī),因?yàn)橐粊砉庠戳炼认鄬Ψ€(wěn)定,二來,投影機(jī)還具有放大影像的作用,作為全息展示非常實(shí)用。
●全息影像技術(shù)原理
為了讓大家更加直觀的了解全息影像的技術(shù)原理,我們通過下面的一張?jiān)韴D來介紹。
使用投影機(jī)實(shí)現(xiàn)全息投影成像
如果大家留意的話,會發(fā)現(xiàn)文章開頭我們提供名模Kate Moss的全息影像視頻中,在影像的周圍有一個支架,事實(shí)上那些是玻璃體(透明度高的介質(zhì)均可)構(gòu)成的多棱錐,全息影像經(jīng)由電腦傳輸?shù)酵队皺C(jī)中投射到玻璃體上,再通過不同角度光線的衍射從而實(shí)現(xiàn)立體影像。
由于同時顯示的是物體各個角度的全部信息,因此人眼望去,在視線所及的范圍內(nèi)就像看到了物體的全貌一樣,從而實(shí)現(xiàn)立體效果。
傳統(tǒng)的3D顯示原理
與全息影像技術(shù)相比,為何以往我們常見的傳統(tǒng)3D顯示環(huán)境會需要用特制的偏光眼鏡呢?這與其技術(shù)原理有關(guān)。
LED背光的3D背投電視
需要借助于偏光眼鏡
大家留意的話會發(fā)現(xiàn),在上面第一張3D效果圖中,瞬間其實(shí)有兩組畫面同時顯示,但在沒有戴上偏光眼鏡的時候,我們看到的是疊加的兩幅畫面。而事實(shí)上,這是因?yàn)椴捎昧俗笥已蹐D像交互顯示在屏幕上的方式,將垂直同步訊號作為快門切換即可達(dá)成立體顯像的目的。因此,如果不戴上專門的偏光眼鏡或者遮住任何一只眼睛,那么就無法在人眼中合成立體圖像。由于左右眼的輸出畫面都必須提供至少每秒60幀畫面,因此對顯示設(shè)備的垂直掃描頻率必須達(dá)到120Hz或更高。
不戴偏光眼鏡的效果(兩組不同內(nèi)容的圖片同時顯示)
實(shí)現(xiàn)3D顯示的核心部件
傳統(tǒng)的3D影像需要借助于垂直掃描頻率必須達(dá)到120Hz或更高的顯示器或者電視或者投影機(jī),另外還有偏光眼鏡以及專門的3D顯卡驅(qū)動。另外,由于3D圖像是左右眼同步顯示,為了避免左右眼信號出現(xiàn)偏差(影像錯位),還需要借助一個信號同步器,將左右眼信號進(jìn)行同步。上面一組圖就是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)3D顯示的核心部件。與全息技術(shù)相比,傳統(tǒng)的3D顯示技術(shù)所涉及到的硬件軟件設(shè)備較多,其中任何一個設(shè)備出現(xiàn)問題都會影像立體成像效果。
全息影像技術(shù)有哪些優(yōu)勢?
看過了上面的介紹,相信大家會比較關(guān)注全息影像技術(shù)的優(yōu)勢。那么,與傳統(tǒng)的3D顯示技術(shù)相比,全息影像的優(yōu)勢有哪些呢?我們首先通過國外一位專家的視頻解說來了解。
由于全息攝影不僅記錄了物體上的反光強(qiáng)度,也記錄了位相信息。因此,一張全息攝影圖片即使只剩下一小部分,依然可以重現(xiàn)全部景物。這對于博物館,圖書館等保存藏品圖片等,非常方便。
另外,由于全息攝影技術(shù)能夠記錄物體本身的全部信息,存儲容量足夠大,因此,作為存儲的載體,全息存儲技術(shù)也可以應(yīng)用于圖書館、學(xué)校等機(jī)構(gòu)的文檔資料保存。
與傳統(tǒng)的3D顯示技術(shù)相比,全息影像技術(shù)無需戴專門的偏光眼鏡,不僅給觀眾帶來了方便,同時也降低了成本。而且立體顯示方式能夠?qū)⒄蛊芬远嘁暯堑姆绞浇榻B給觀眾,更加直觀。
同時全息攝影可應(yīng)用于工業(yè)上進(jìn)行無損探傷,超聲全息,全息顯微鏡,全息攝影存儲器,全息電影和電視等許多方面。
全息影像技術(shù)如何應(yīng)用?
既然全息影像技術(shù)有諸多優(yōu)勢,那么它如何結(jié)合不同行業(yè)的特點(diǎn)發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢呢?以下我們將介紹一些現(xiàn)有的全息影像應(yīng)用案例,供大家參考。
投影應(yīng)用:能穿越空間的全息影像技術(shù)
投影新應(yīng)用:有趣的韓國3D舞蹈櫥窗秀
投影技術(shù)應(yīng)用:立體佛像空中懸浮旋轉(zhuǎn)
上面均是將全息影像技術(shù)應(yīng)用于媒體報道,商業(yè)櫥窗展示,弘揚(yáng)佛學(xué)等領(lǐng)域,充分發(fā)揮了立體影像顯示的優(yōu)勢。而未來,全息影像技術(shù)將會在我們的生活中更為普及。
●未來的全息影像應(yīng)用
這段視頻是NTT DoCoMo公司拍攝的一段未來的生活的宣傳片,借助于全息影像技術(shù),理想的面對面互動式遠(yuǎn)程教學(xué),視頻會議等均可以實(shí)現(xiàn)。我們也將繼續(xù)關(guān)注全息影像技術(shù)的發(fā)展。