全息投影不是夢

1、全息投影不是夢 自己動手制作虛幻科技2016-01-01 05:08:00    作者：人工智能 小馬哥 本文導(dǎo)航· 第1頁：電影當(dāng)中的全息投影技術(shù)· 第2頁：生活中的全息技術(shù)· 第3頁：全息技術(shù)遇到的問題· 第4頁：制作全息影像· 第5頁：全息投影片源的制作1電影當(dāng)中的全息投影技術(shù)    中關(guān)村在線鍵鼠頻道原創(chuàng)當(dāng)電影大片中出現(xiàn)一次又一次的高科技全息投影的時候，你有沒有想過它什么時候會來到我們的生活中。縱使相隔千里，也能見面如常，這就是全息投影技術(shù).作為最具有未來感的顯示技術(shù)

2、，一直以來，全息投影都受到非常廣泛的關(guān)注。下面我們先來看看電影中那些全息投影技術(shù)。    電影中的全息技術(shù)目前還處于科幻片的階段，但是一些簡單的全息技術(shù)應(yīng)用我們生活中就會出現(xiàn)很多，如產(chǎn)品展覽、汽車服裝發(fā)布會、舞臺節(jié)目、互動、酒吧娛樂、場所互動投影等，能產(chǎn)生令人震撼的演出效果.電影阿凡達電影鋼鐵俠    全息投影技術(shù)并不是離我們很遙遠，電影中的全息投影是把我們生活中應(yīng)用的進行擴展和延伸。全息投影系統(tǒng)是將三維畫面懸浮在實景的半空中成像，營造了亦幻亦真的氛圍，效果奇特具有強烈的縱深感，真假難辯。時尚美觀，有科技感；頂端透

3、明，真正的空間成像；色彩鮮艷，對比度清晰度高；有空間感，透視感，形成空中幻象。2生活中的全息技術(shù)    全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。實際上全息技術(shù)在我們的日常生活中已經(jīng)被廣泛地使用了，在產(chǎn)品展覽、汽車服裝發(fā)布會、舞臺節(jié)目、互動、酒吧娛樂、場所互動投影等，都有全息投影的身影。著名的初音未來演唱會“初音未來日的感謝祭”“初音之日”（Miku'sDay）初音未來全息投影演唱會    2010年3月9日世嘉公司舉辦了一場名為“初音未來日的感謝祭”“

4、初音之日”（Miku'sDay）的初音未來全息投影演唱會。投影機直接背投在全息投影膜，雖然是全息，但不是最理想化的全息投影。因為全息投影的圖像是可以360度觀看的，也就是說當(dāng)你站在圖像的后面，你看到的就是其背面的影響，而初音演唱會則采用了背投的方式，將全息投影圖像投射在投影膜之上，這樣只有在正面才可以看到初音的一顰一笑。盡管是偽全息投影，不過初音演唱會的成功還是不容質(zhì)疑的。周杰倫魔天倫世界巡回演唱會周杰倫魔天倫世界巡回演唱會鄧麗君與周董“同臺對唱”    2013年亞洲天王周杰倫的2013魔天倫世界巡回演唱會中也運用了全息投影技術(shù)。時隔20年后，

5、鄧麗君的音容笑貌通過數(shù)字技術(shù)再次重現(xiàn)。亦幻亦真的視覺倫敦Diesel時裝發(fā)布T臺秀    倫敦Diesel T臺秀在舞臺的兩邊設(shè)置了全息投影膜，在模特走臺的同時，在投影膜上會出現(xiàn)亦幻亦真的煙霧，或者讓人汗毛直立的怪獸，這些都是設(shè)計師的靈感，讓發(fā)布會的主題更容易為廣大的觀眾所接受。    全息投影技術(shù)一共分為以下三種：    空氣投影和交互技術(shù)：在美國麻省一位叫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)上的一個里程碑，它可以在氣流形成

6、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上，由于分子震動不均衡，可以形成層次和立體感很強的圖像。    激光束投射實體的3D影像：日本公司ScienceandTechnology發(fā)明了一種可以用激光束來投射實體的3D影像，這種技術(shù)是利用氮氣和氧氣在空氣中散開時，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短暫的3D圖像.這種方法主要是不斷在空氣中進行小型爆破來實現(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，

7、這種技術(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實現(xiàn)三維圖像，可以說這些技術(shù)很多國家都在研制，毫不夸張的說這項技術(shù)它包含了未來，誰最先使用這項技術(shù)，誰就最先走入未來的先進技術(shù)行列。3全息技術(shù)遇到的問題    全息投影魅力無窮，廣大的消費者也對這種技術(shù)感到非常新奇，可以說其前景比較光明，但也有一絲隱憂，那就是其昂貴的價格和嚴格的使用環(huán)境嚴重阻礙其應(yīng)用的普遍性。全息投影成像原理    普通的攝像是二維平面采樣，而全息投影成像則是多角度攝像，并且將這些照片疊加。為了實現(xiàn)立體“疊加”，需要利用光的干涉原理，用單一的光線（常用

8、投影機）進行照射，使物體反射的光分裂（分光技術(shù)）成多束相干光，將這些相干光疊加就能實現(xiàn)全息立體影像。全息影像制作需要比普通攝像處理100倍以上的信息量，對拍攝以及處理和傳輸平臺都提出了很高的要求。    全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。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，把物體光波上各點的位相和振幅轉(zhuǎn)換成在空間上變化的強度，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

9、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；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象，即原始象（又稱初始象）和共軛象。再現(xiàn)的圖像立體感強，具有真實的視覺效應(yīng)。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，所以原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像，通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來（這些分析作為藝術(shù)生的筆者給跪了，來自度娘）。全息投影目前局限性很大    目前全息投影膜技術(shù)只有德

10、國和瑞典的少數(shù)廠家所掌控，造價昂貴。加之高清高亮的工程投影機價格也不便宜，整個項目的成本非常之高。并且全息投影的使用場地也有限，其只能位于市內(nèi)，并且對環(huán)境的要求非常高。全息投影展柜往往體積龐大、造價高昂    盡管如此，全息投影的應(yīng)用還是在不停的出現(xiàn)，正如文中所說，誰最先使用這項技術(shù)，誰就可以引領(lǐng)未來。4制作全息影像    看了這么多全息投影的介紹，是不是自己手也有點癢癢了，全息投影真的可以自己制作嗎？答案是可以的，下面我們就來看看全息投影的制作方法。    虛擬成像原理：虛

11、擬成像系統(tǒng)是用一種將三維畫面懸浮在柜體實景中的半空中成像系統(tǒng)。虛擬成像系統(tǒng)由柜體、分光鏡、射燈、視頻播放設(shè)備組成，基于分光鏡成像原理，通過對產(chǎn)品實拍構(gòu)建三維模型的特殊處理，然后將拍攝的的產(chǎn)品影像或產(chǎn)品三維模型影像疊加進場景中，構(gòu)成了動靜結(jié)合的產(chǎn)品展示系統(tǒng)。不需要人們佩戴任何偏光眼鏡，在完全沒有束縛下就可以盡情觀看3D幻影立體顯示特效，給人以視覺上的沖擊，具有強烈的縱深感。1.首先是工具和材料：    手機、平板電腦或者直接是電腦顯示屏，只要是能播放視頻設(shè)備的就行    直尺、小刀或剪子、圓規(guī)（非必須）、膠帶、量角器

12、    透明塑料薄膜（不可太軟透光度越大越好，比如：手機高透貼膜、一些東西的塑料包裝，不過這個比較硬難制作）、一張紙2.確定屏幕的寬度，用尺子量一下自己要做投影設(shè)備的屏幕寬度。3.搭建金字塔做一個金字塔    這里講一下金字塔的等腰三角形的計量方法，由于底邊是根據(jù)自己尺寸隨意變動的，所以腰長就要經(jīng)過計算后得出，以我們這個為例，IPAD屏幕寬度為12cm，那么我們底邊就是12cm（底邊不用太過標(biāo)準，只要不比播放的視頻小就行），頂角固定為70.5°，腰長為10.4cm，（這個計算過程對于我們這幫學(xué)文的來說可難

13、為死了，數(shù)學(xué)完全忘干凈了，還好部門有個理科出身的同事，趕緊請大神幫我詳細講解了一二）下面為大家列出計算過程。一開始用手機做出的    我們一開始用手機做出來的小金字塔，由于手機屏幕的尺寸比較小只有7cm，實在無法滿足我們觀看初音妹子的需求，所以就瞄準了部門妹子的iPAD，下面我們來看金字塔的計算和制作步驟。腰長計算步驟    由于長度的計算比較麻煩，在這里就為大家列出幾個常用機型的底邊及腰長尺寸:常用手機型號底邊及腰長已知尺寸之后就開始剪出4個等腰三角形    我們的材料是就

14、近選取的，把鍵盤包裝的塑料當(dāng)做金字塔的材料的，不過這種包裝的質(zhì)地非常硬，透光度也不是特好，剪的時候非常容易不直，所以還是高透手機貼膜比較好，不過如果剪壞了的話成本就比較高了。金字塔做成    把四個等腰三角形都減下來之后，放在平面，在腰上用透明膠條依次粘好，一個金字塔就做好了。金字塔做好之后還有有一個放置手機的架子，不然舉著手機看一是找不準位置，二也比較累嘛。桌子下的艱苦    由于周圍燈光很亮，一開始我們很費勁的趴在桌子下面找暗處試效果，結(jié)果累了半天拿著也不穩(wěn)當(dāng)，拍照也很費勁。一種簡易架子  

15、  為了觀看更清晰，底部最好涂成黑色的。簡易支架不要擋住金字塔的每個面，并且放手機的距離不要離金字塔太遠（這步不是必須的，只是為了觀看方便）。比較懶的方法    當(dāng)然我們都比較懶，又利用職務(wù)之便，所以拿著妹子的PAD跑去攝影房，用架子固定好之后下邊墊一個東西找一下水平，再用膠帶開始固定（妹子犧牲一下你的PAD吧）。基本框架搭好    再把固定好的投影設(shè)備降到金字塔上方大概2cm的位置，并移動金字塔找好位置，看到初音在金字塔的正中間即可，金字塔下面我們墊了一個鼠標(biāo)墊作為黑底。效果還是蠻不錯的

16、60;   我們這種懶人方法馬上就看到弊端了固定在上方的投影設(shè)備沒法轉(zhuǎn)換方向，必須在四個方向轉(zhuǎn)著看。5全息投影片源的制作    其實全息投影最難和最麻煩的就是投影片源的制作，全息投影技術(shù)是利用干涉和衍射原理,記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。只要有機玻璃板的折射就能實現(xiàn)。大家記得初音未來日的感謝祭那次吧，那個用的是2.5D的技術(shù)，并不是3D，也就是說從側(cè)面和背面看不到，只有正臉，而我們這次的完全彌補了這一點，所以視頻要用特殊的制作方法。全息投影片源的四個面將四個面融合到一個視頻中  

17、0; 如果專業(yè)一點學(xué)過動畫會用MAYA的朋友用那個做會更簡單，因為MAYA天生就有三視圖，只需有人物模型、動作，然后分前后左右四個視圖導(dǎo)出視頻即可。暗黑3 DIABLO模型的各個方向暗黑3 DIABLO模型的各個方向大師作品    如圖所示，這個是Zbrush雕刻軟件，一款強大的三維軟件，在軟件中我們做好人物模型，設(shè)置好動作，然后就可以從前后左右四個不同的面進行導(dǎo)出渲染了，最后一步同一樣是在視頻軟件中進行合成就好了。雖然用三維軟件做出來的全息投影效果最好，但是由于三維軟件很難學(xué)，而且如果自己做一個好模型再做動作，至少要做一周

18、，所以成本還是比較大的。    另外一種方法需要用到的軟件就3個：MikuMikuDance（簡稱：MMD）、會聲會影X5、還有格式轉(zhuǎn)換（可以不用或者換別的轉(zhuǎn)換軟件）。    MMD制作的話寫出來會占用大量篇幅，而且可能還會寫不清楚，我們看一個用MMD和會聲會影的制作過程視頻。    看了制作步驟是不是還是很麻煩而且是麻煩的要死，光是導(dǎo)出四個視頻還有合成一個視頻就要很久所以筆者還是去下載了片源（科技使人變懶?。?#160;   總之千辛萬苦之后終于成功了，之前在攝影房里錄了一段，由于太黑就看見初音自己在跳，不知道的還以為放了一段初音的視頻呢，效果甚差。這個視頻中從初音的側(cè)面看只有一半的身子是因為在平板電腦上把視頻最大化了，為了讓投影出來的人物更大，而平板的寬度不夠了，所以側(cè)面的初音只有一半，大家見諒哈。最后還是在樓層的樓道里錄的，大家看看效果哈，是不是心里癢癢了，想要自己動手制