在美國(guó)科幻電影中我們時(shí)?梢钥吹竭@樣一個(gè)場(chǎng)景:主角輕輕揮一下手,眼前就會(huì)出現(xiàn)一塊虛擬的顯示屏,屏幕上的內(nèi)容不僅可以任意切換,甚至還能夠通過(guò)它實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)在千里之外的人面對(duì)面交談,這就是全息投影技術(shù),而作為一款全新的黑科技,全息投影受到的關(guān)注度也是越來(lái)越高!
舞臺(tái)上的虛擬形象真是全息投影么?
見(jiàn)到最多的全息投影恐怕就是在各種演唱會(huì)上。2010年,日本著名的虛擬偶像初音通過(guò)全息投影技術(shù)亮相演唱會(huì)。雖然當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟,但是立體化的初音一經(jīng)亮相就受到了廣泛的關(guān)注,從2D到3D的效果轉(zhuǎn)變狠狠地沖擊著一眾宅男們的神經(jīng)元。
(虛擬偶像初音使用全息投影技術(shù)亮相)
類似的技術(shù)目前在舞臺(tái)上應(yīng)用非常廣泛,看起來(lái)科技感十足。很多人都在用“全息投影”來(lái)稱呼它,但很遺憾,這些都不是全息投影技術(shù),它們的真名字叫做佩伯爾幻像,雖然與全息技術(shù)效果類似,但它與真正的“全息投影”還相差甚遠(yuǎn)。
佩伯爾幻像是一種很巧妙的光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù),但它的原理并不復(fù)雜。燈光照射在真實(shí)表演者身上,透過(guò)玻璃映射在舞臺(tái)上的特定區(qū)域就形成了上圖中的虛擬影像,這就是佩伯爾幻像的成像過(guò)程。而今天在搭配了CG技術(shù)和高亮度燈光之后,佩珀?duì)柣孟蟊硌菘梢宰龅借蜩蛉缟⑽┟钗┬ぁ?/FONT>
(佩伯爾幻像原理圖)
從上圖我們就可以清晰的看到,虛擬偶像初音,它們能夠登上舞臺(tái)都是通過(guò)了巧妙的光學(xué)錯(cuò)覺(jué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),無(wú)論是中國(guó)還是外國(guó),舞臺(tái)上的虛擬形象都有一些共通的特點(diǎn),那就是場(chǎng)景很固定并且一定要處在黑暗當(dāng)中,這與我們?cè)诳苹秒娪爸锌吹降男Ч嗖钌踹h(yuǎn)。
關(guān)于兩者的差別,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)真正的全息投影不需要任何特殊介質(zhì)就能在上方的空氣里顯示出影像,從任何角度觀看都不會(huì)影響清晰度,而且人能從畫(huà)面中走過(guò)去。而佩伯爾幻像是用傾斜成各種角度的光學(xué)材料折射光源形成的視覺(jué)效果,觀眾只能在特定的角度觀影,您如果想從畫(huà)面當(dāng)中穿過(guò),只會(huì)撞破鼻子。
究竟什么是全息投影技術(shù)?
全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù),它是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)三維圖像的技術(shù),它的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟。
第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息,也就是拍攝過(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,或稱全息照片。
(全息投影拍攝過(guò)程圖解)
第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息,也就是成像過(guò)程。全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵,在相干激光照射下,一張正弦型全息圖的衍射光波可給出兩個(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(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)。
(空氣投影和交互技術(shù))
激光束投射實(shí)體的3D影像:這項(xiàng)技術(shù)是由一家日本公司發(fā)明的,它主要是利用氮?dú)夂脱鯕庠诳諝庵猩㈤_(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)。
360度全息顯示屏:南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院研制成功一種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,但是總體來(lái)看,這項(xiàng)技術(shù)依舊沒(méi)有擺脫對(duì)介質(zhì)的依賴。
(全息投影技術(shù)將會(huì)徹底改變我們的日常工作和生活)
我們可以暢想一下,真正的全息投影技術(shù)一旦可以實(shí)現(xiàn)完全商業(yè)化,將會(huì)突破傳統(tǒng)的聲、光、電局限,將更加真實(shí)的3D畫(huà)面呈現(xiàn)在觀眾面前,從而打破了虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的阻隔,人們可以隨時(shí)隨地體會(huì)到真實(shí)的畫(huà)面沖擊感。
換句話說(shuō),全息投影技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將會(huì)在顯示領(lǐng)域爆發(fā)一場(chǎng)換代革命,我們將會(huì)從2D時(shí)代進(jìn)入到3D顯示時(shí)代。到那時(shí)電影院將會(huì)和足球場(chǎng)一樣,觀眾可以像看世界杯一樣欣賞好萊塢巨星閃轉(zhuǎn)騰挪。
同時(shí)筆者也發(fā)現(xiàn),很多朋友都將類似“初音”的影像稱為全息投影技術(shù),不能區(qū)分“全息投影技術(shù)”與“佩伯爾幻像”的區(qū)別。這篇希望能讓您更好地了解全息投影技術(shù)的概念。
|