激光全息三維顯示技術(shù)

1、激光全息三維圖像的研究已經(jīng)進行了 40多年，在工業(yè)、經(jīng)濟、生活等方面已具 有多種應(yīng)用。傳統(tǒng)的全息攝影技術(shù)本質(zhì)上是一種模擬的非實時性的繁瑣的純光學(xué)技 術(shù)，近年來興起的數(shù)字信息處理技術(shù)及其有關(guān)器件設(shè)備（計算機、數(shù)碼攝像機、CCD 器件、新型液晶顯示屏、空間光調(diào)制器、因特網(wǎng)等）和自動化控制技術(shù)不斷沖擊傳統(tǒng) 的全息攝影技術(shù)，使它有了新發(fā)展。一、什么是全息三維？全息三維顯示包括文物，人像，標本，模型，圖象的三維逼真空間顯示，在這 方面?zhèn)鹘y(tǒng)全息圖（彩虹，反射，模壓，銀鹽，明膠，光刻膠等全息圖）已有不少的應(yīng) 用，但由于傳統(tǒng)全息圖的缺點（面積小，視場小景深不夠大，顏色不逼真，拍攝處理 過程繁瑣。不易進行實時處

2、理，模擬成像的局限性，等等。）妨礙了三維顯示全息技 術(shù)的進一步發(fā)展和市場化。二、ZEBRA 全息圖的原理與優(yōu)勢1999年美國ZEBRA IMAGING公司推出了、真彩色數(shù)字化大面積大視場大 景深光聚合物反射全息圖，推動了三維顯示全息圖的進一步發(fā)展和市場化。ZEBRA 全息圖將全息技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合起來，形成新的數(shù)字化自動化象素全息圖技術(shù)， 全息圖顏色鮮艷逼真不變，水平和垂直動態(tài)視場分別可達100度，全息圖面積可以 任意大，使全息三維顯示技術(shù)在空間顯示，廣告宣傳，文物，人像，標本，模型， 實物圖象，抽象圖象，工業(yè)數(shù)據(jù)，工業(yè)設(shè)計等等方面的三維逼真空間顯示前進了一 大步，顯示了全息圖應(yīng)用光輝燦爛的

3、前景。本文出自：/深圳市通發(fā)激光設(shè)備有限公司，專業(yè) 從事模具激光焊機的開發(fā)、銷售與維護和模具激光焊技術(shù)的推廣。轉(zhuǎn)載請注明出處， 謝謝日常生活和工作中常見的圖像多半是一維或二維的，例如照片、畫片、熒光屏、 液晶顯示屏、大屏幕上呈現(xiàn)出來的圖像文字或信號等等。本文中所研究的圖像是指 呈現(xiàn)在空間的三維圖像，在普通室內(nèi)漫射光照射下并不呈現(xiàn)明顯圖像，但用定向白 光照明（多媒體投影機燈泡發(fā)出的白光）后可在空間再現(xiàn)出三維圖像，可看到不同側(cè) 面和不同深度，猶如原物一樣。實際上是由全息圖版再現(xiàn)出來的一束光波所形成，虛像由發(fā)散的光束形成，實 像是由聚焦在圖版前方空間的光束形成，這圖像光束是原來散射出來的光束逼真再

4、現(xiàn)，給觀察者帶來了強烈的立體感和真實感。激光全息攝影技術(shù)所以能有這樣的效 果，實際上是應(yīng)用了現(xiàn)代光信息技術(shù)。三、三維全息近年來，全息記錄介質(zhì)研究的一個突破性進展是已經(jīng)研制成了商用光聚合物記 錄介質(zhì)，其化學(xué)處理（顯影、定影）可以被紫外線曝光和加熱代替，實現(xiàn)了制作全息 圖的實時化。三維圖像數(shù)字化采集的另一個突出優(yōu)點是可以無須事先找出對應(yīng)的實 物來進行拍攝，而應(yīng)用計算機本身生成一系列的圖像輸入空間光調(diào)制器拍成三維全 息圖。所謂3D Data visualization （三維數(shù)字信息可視化）在飛機上，測出地面地 形高度數(shù)據(jù)輸入計算機，應(yīng)用全息攝影技術(shù)制成全息圖，漫射光照明時無圖像，定 向白光點光源照

5、明時，出現(xiàn)三維地形圖。將所測得的石油勘探的海量數(shù)據(jù)輸入計算 機研制成三維全息圖，一目了然地表明地下層石油分布。四、全息三維圖像數(shù)字化采集與傳統(tǒng)的全息攝影技術(shù)大對比由于采用像素（條形區(qū)域或方形小區(qū)域）記錄信息，像素的數(shù)目是沒有限制 的，美國斑馬全息公司采用過的全息記錄版的基本尺寸是2x2英尺，方形小像素 大習(xí)小是2x2毫米，這塊基本全息記錄版上可以有幾萬個像素，每個像素之上記 錄了一束圖像信息，許多塊基本大小記錄版可以拼接成為更大他全息圖版，沒有限 制。采用了空間光調(diào)制器進行拍攝以及自動化控制和實時處理，免除了煩瑣復(fù) 雜處理步驟，以及使用昂貴的大功率激光器等。由數(shù)碼相機拍攝而輸入計算機的一系列圖

6、像是數(shù)字化圖像，這些三維數(shù)據(jù) 便可以從因特網(wǎng)上傳輸，由于三維全息圖象的數(shù)據(jù)可以達到海量，需要進一步研究 有關(guān)的圖像壓縮、傳輸和寬帶光纖傳輸網(wǎng)等等技術(shù)。五、圖像的全息顯示眾所周知，人們對物體的三維立體視覺是由雙眼視差產(chǎn)生的，一切能使人眼產(chǎn)生 雙眼視差的光學(xué)裝置或結(jié)構(gòu)就能產(chǎn)生三維立體視覺。自出現(xiàn)三維立體顯示技術(shù)以來， 三維立體顯示方法和技術(shù)已越來越豐富多彩，現(xiàn)在常見的立體顯示光學(xué)裝置有紅綠 眼鏡、正交偏振片眼鏡、利用全反射原理的柱面光柵、專用光學(xué)立體圖像觀察裝置 以及最近出現(xiàn)的層析復(fù)合圖像立體顯示器等等。其他實現(xiàn)立體顯示的技術(shù)還有由快 速電子快門實現(xiàn)左右眼圖像分離的屏幕立體顯示、人眼光軸調(diào)節(jié)實現(xiàn)雙眼視差的計 算機設(shè)計立體圖片等等。在諸多的三維顯示技術(shù)中，全息技術(shù)的立體顯示更顯特別， 它在全息記錄材料上記錄的是物光波的振幅和位相信息，全息圖再現(xiàn)的是物光波， 不是一對或幾對立體圖像。此外，用全息方法也可實現(xiàn)體視三維圖像顯示，它的特 點是觀察時無須其他光學(xué)器件輔助。全息圖像顯示最直接的方式是激光再現(xiàn)全息。 隨著全息技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，全息技術(shù)正逐漸從實驗室走向市場。市場上已見 到越來越多的全息防偽標貼、全息賀卡、全息包裝材料、全息藝術(shù)圖片等等。可以 認為，全息顯示技術(shù)是一項非常有前途的三維立體顯示技術(shù)。隨著材料科學(xué)的進步