为什么可以全息投影

邱小小小二

2024-05-09

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全息投影是一种技术，可以通过使用激光光束将三维图像呈现在空中，给人一种逼真的立体感觉。全息投影之所以能够实现，是基于以下几个原理：

1. 全息记录原理：全息投影利用了光的干涉和衍射原理。当一个激光光束通过一个物体的时候，光束的相位发生了一定的变化，导致光束的传播方向和幅度改变。这些相位和幅度的变化信息可以被记录下来。

2. 全息照相原理：在全息投影中，我们需要使用一台全息相机来记录物体的信息。全息相机使用一个分束器将激光光束分为两束，一个被称为物光，照射到物体上并反射回来；另一个被称为参考光，经过分束器直接照射到光敏材料上。当物光和参考光在光敏材料上相遇时，产生干涉和衍射效应，将物体的信息以全息图的形式记录下来。

3. 全息重建原理：通过光的衍射原理，我们可以在空中再现出物体的三维形状。当激光光束照射到保存了物体信息的光敏材料上时，光会从光敏材料上发生衍射，并折射到空中形成一个光束。这个光束会与外界的光线相互作用，经过干涉和衍射后，形成一个立体的图像。

全息投影通过干涉和衍射原理，利用激光光束记录下物体的相位和幅度信息，并在空中再现出物体的三维形状。这种技术可以给人一种逼真的立体感觉，因此被广泛应用于科学、教育、娱乐等领域。

妞妞是我的喵

2024-05-09

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技术原理

全息投影技术（front-projected holographic display）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。

其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。

其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，故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。

其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。其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，故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。在3D投影前，要对物体进行120°的3D摄影。看过3D电影的读者应该知道，如果取下3D眼镜观看，画面有重影而模糊不清。这是银幕上的画面并不是一幅，而是两幅角度不同的画面叠加的效果。为了模拟“双目效应”，我们必须拍摄出偏左侧的画面和偏右侧的画面。在拍摄时，其实有两台3D摄像机同时工作，一台偏向演员左侧，记录偏左的图像；一台偏向演员右侧，记录偏右的图像，再通过电脑处理，将两幅图像叠加，便成了3D电影源。

全息投影技术的原理：摄制原理：其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。其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，故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。在3D投影前，要对物体进行120°的3D摄影。看过3D电影的读者应该知道，如果取下3D眼镜观看，画面有重影而模糊不清。这是银幕上的画面并不是一幅，而是两幅角度不同的画面叠加的效果。为了模拟“双目效应”，我们必须拍摄出偏左侧的画面和偏右侧的画面。在拍摄时，其实有两台3D摄像机同时工作，一台偏向演员左侧，记录偏左的图像；一台偏向演员右侧，记录偏右的图像，再通过电脑处理，将两幅图像叠加，便成了3D电影源。视觉原理：注：此为3D成像时的视觉原理。与此略有不同的是，全息投影实际上是真正地呈现出了3D影像。每个人都有两个眼睛，每个眼睛的视角大约为80度，但是两个眼睛一起的视角只有120度，也就是说有40度的视角是重合的，所以我们的左右两个眼睛所看到的的东西其实是不同的，比如你闭上左眼用右眼看或者反过来，就能测试出来效果，左右两眼接收到的物体转发给大脑做判断物体的远近才能形成立体感。3D立体技术就是模拟这个过程而形成的。完成摄影后，在放映室里，3D电影源投放在一定角度的银幕上，观众需要带上3D眼镜观看。仔细观察3D眼镜，我们会发现左右镜片上有密集而细小的朝向不同的条纹。左镜片是纵纹，右镜片是横纹。正是这些条纹，我们才能看到美妙的3D立体图。完成摄影后，根据“双目效应”，将图像分解，让左眼只看见偏左的画面，右眼只看见偏右侧的画面，这样才能使大脑产生远近的判断而生出立体感。在放映时，偏左的画面和偏右侧的画面所用的投射光是不同的，虽然颜色画面一样，但投影用的光的传播方向是不同的，偏左画面用的是纵波光（光波沿纵向传递），偏右画面用的是横波光（光波沿横向传递），由于偏振光的特点纵波光只能穿过纵纹，不能穿过横纹，透过左镜片，我们只能看见偏左侧的画面，同理与右镜片。由此，重叠的画面被分解，左眼只看见偏左侧的画面，右眼只看见偏右侧的画面，由于双目效应，我们便产生了远近感和立体感。

夜莺大人

2024-05-09

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全息投影原理是利用干涉和衍射的原理将物体的三维图像进行再现，是全息摄影技术的逆向展示过程。全息投影技术主要可以分为激光束投射实体的3D影像技术、空气投影和交互技术、360度全息显示屏技术三种，这种技术不仅可以产生空中幻想，甚至可以使幻像与表演者一起互动。

酥嫩软妹

2024-05-09

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全息成像根据光的衍射原理，配合人眼的视觉误差，进行集成制作出多角度、全方位的3 6 0°立体悬浮影像。可将成像独立展示，也可与实物相结合应用。真正的全息成像目前还没有真正进入应用阶段。其实，目前我们所能看到的关于全息3D的应用，大多运用的是一种伪装的全息技术——即全息投影。真正的全息影像可以不通过过任何介质，从地平线上的空气中就能显示出来影像，而且观看角度可以随意变换，体验者能够从三维立体的画面之中穿梭自如。目前世界上还没有直接通过空气不通过其他介质呈现的技术并没有出现。绝大多数我们看到的舞台表演中运用的全息技术，都是“佩珀尔幻象”或是全息投影技术。全息技术的原理其实就是通过物理中常见的干涉和衍射，从而实现对物体三维图像的采集和显示。使用过程中需要先采用干涉原理，完成对图像光波信息的采集。被拍摄物体在激光的照射下形成散漫式物光束，其中有一部分光束会照射到全息底片上，跟其物光束产生一定的干涉现象，从而实现被照射物体相位和振幅的转换。然后利用干涉反差和间隔将物体的所有信息进行记录，就可以得到一张全息图。接下来就是图像的再现，其采用的是光衍射原理。全息图在激光照射下，通过衍射得到两个不同类型的图像，其中一个是原始图像信息，另一个是其共轭图像信息，经过再现处理后会得到具有很强的立体感图像，就是我们所说的全息图像了

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，全息影像拍摄过程：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。

全息照相全息摄影是指一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的新型摄影技术。

原理是利用光的干涉原理，利用两束光干涉记录物体的信息

胖胖的哥

2024-05-09

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个人觉得，要回答这个问题，首先得定义一下全息投影具体指什么，因为现在“全息”这个概念已经有点被用烂了。从最狭义的角度来说，全息指的干涉记录，衍射重现这样的过程。这个想做动态的很困难，除非你做的像电影的胶片一样，而且这个有着单色，可视角度小等问题。宽一点的，可以指用相位调制的都算是全息，比如计算全息之类，这种可以通过用空间光调制器来做，具体的可以参考下前面的某一篇介绍全息的，我就不给你找了，自己找一下。这个现在做单色的全息投影还是能做较大角度的，10+度是可以的。再宽泛点就是三维显示的都算全息，之前nature上面发表的两篇一个是惠普公司的方向背光，现在貌似已经在做产品了，叫什么一时想不起来了，就是在普通的液晶上换了背光板，不过我看了下那个宣传的材料，效果貌似一般。另外一篇是MIT用声光调制器做的，貌似是用的波导的泄露模吧，但好像没有听说要做产品。如果你说的全息投影指的是像科幻片里的那种一打开就可以直接从一个手表大小的仪器向上方投射一个和实物差不多的东西的话，即使是单色的，估计100年内是没太大希望了，因为那个东西需要光在空气中能转折，而现在连相关的理论都并不存在，只有上海大学做了一个用雾气作为转折介质的东西的能大概类似于这个东西。要连雾气都不用，直接用空气来转折，好像还没听说过。

我觉得全息显示发展慢的另外一个原因应该是这个不是必须品吧，只是锦上添花的东西，并不是科技发展中必备的一环，所以发展慢也是可以理解的。等哪天真到了三维显示不发展很多科技就得停滞了的时候，发展就快了。

是阿涵啊

2024-05-09

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全息投影技术（front-projected holographic display）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。其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。其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，故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。