全息投影不是夢(mèng)

1、全息投影不是夢(mèng) 自己動(dòng)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(yè)：電影當(dāng)中的全息投影技術(shù)· 第2頁(yè)：生活中的全息技術(shù)· 第3頁(yè)：全息技術(shù)遇到的問(wèn)題· 第4頁(yè)：制作全息影像· 第5頁(yè)：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(shí)候，你有沒(méi)有想過(guò)它什么時(shí)候會(huì)來(lái)到我們的生活中?？v使相隔千里，也能見(jiàn)面如常，這就是全息投影技術(shù).作為最具有未來(lái)感的顯示技術(shù)

2、，一直以來(lái)，全息投影都受到非常廣泛的關(guān)注。下面我們先來(lái)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(jiǎn)單的全息技術(shù)應(yīng)用我們生活中就會(huì)出現(xiàn)很多，如產(chǎn)品展覽、汽車(chē)服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂(lè)、場(chǎng)所互動(dòng)投影等，能產(chǎn)生令人震撼的演出效果.電影阿凡達(dá)電影鋼鐵俠    全息投影技術(shù)并不是離我們很遙遠(yuǎn)，電影中的全息投影是把我們生活中應(yīng)用的進(jìn)行擴(kuò)展和延伸。全息投影系統(tǒng)是將三維畫(huà)面懸浮在實(shí)景的半空中成像，營(yíng)造了亦幻亦真的氛圍，效果奇特具有強(qiáng)烈的縱深感，真假難辯。時(shí)尚美觀，有科技感；頂端透

3、明，真正的空間成像；色彩鮮艷，對(duì)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(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。實(shí)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(chē)服裝發(fā)布會(huì)、舞臺(tái)節(jié)目、互動(dòng)、酒吧娛樂(lè)、場(chǎng)所互動(dòng)投影等，都有全息投影的身影。著名的初音未來(lái)演唱會(huì)“初音未來(lái)日的感謝祭”“初音之日”（Miku'sDay）初音未來(lái)全息投影演唱會(huì)    2010年3月9日世嘉公司舉辦了一場(chǎng)名為“初音未來(lái)日的感謝祭”“

4、初音之日”（Miku'sDay）的初音未來(lái)全息投影演唱會(huì)。投影機(jī)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?yàn)槿⑼队暗膱D像是可以360度觀看的，也就是說(shuō)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(huì)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(guò)初音演唱會(huì)的成功還是不容質(zhì)疑的。周杰倫魔天倫世界巡回演唱會(huì)周杰倫魔天倫世界巡回演唱會(huì)鄧麗君與周董“同臺(tái)對(duì)唱”    2013年亞洲天王周杰倫的2013魔天倫世界巡回演唱會(huì)中也運(yùn)用了全息投影技術(shù)。時(shí)隔20年后，

5、鄧麗君的音容笑貌通過(guò)數(shù)字技術(shù)再次重現(xiàn)。亦幻亦真的視覺(jué)倫敦Diesel時(shí)裝發(fā)布T臺(tái)秀    倫敦Diesel T臺(tái)秀在舞臺(tái)的兩邊設(shè)置了全息投影膜，在模特走臺(tái)的同時(shí)，在投影膜上會(huì)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(jì)師的靈感，讓發(fā)布會(huì)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(guó)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(gè)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(lái)源海市蜃樓的原理，將圖像投射在水蒸氣上，由于分子震動(dòng)不均衡，可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。    激光束投射實(shí)體的3D影像：日本公司ScienceandTechnology發(fā)明了一種可以用激光束來(lái)投射實(shí)體的3D影像，這種技術(shù)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)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(shí)現(xiàn)三維圖像，可以說(shuō)這些技術(shù)很多國(guó)家都在研制，毫不夸張的說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)它包含了未來(lái)，誰(shuí)最先使用這項(xiàng)技術(shù)，誰(shuí)就最先走入未來(lái)的先進(jìn)技術(shù)行列。3全息技術(shù)遇到的問(wèn)題    全息投影魅力無(wú)窮，廣大的消費(fèi)者也對(duì)這種技術(shù)感到非常新奇，可以說(shuō)其前景比較光明，但也有一絲隱憂，那就是其昂貴的價(jià)格和嚴(yán)格的使用環(huán)境嚴(yán)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(shí)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(jī)）進(jìn)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(shí)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(duì)拍攝以及處理和傳輸平臺(tái)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(shí)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(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

9、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；第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息，這是成象過(guò)程：全息圖猶如一個(gè)復(fù)雜的光柵，在相干激光照射下，一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個(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，所以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)（這些分析作為藝術(shù)生的筆者給跪了，來(lái)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(guó)和瑞典的少數(shù)廠家所掌控，造價(jià)昂貴。加之高清高亮的工程投影機(jī)價(jià)格也不便宜，整個(gè)項(xiàng)目的成本非常之高。并且全息投影的使用場(chǎng)地也有限，其只能位于市內(nèi)，并且對(duì)環(huán)境的要求非常高。全息投影展柜往往體積龐大、造價(jià)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(shuō)，誰(shuí)最先使用這項(xiàng)技術(shù)，誰(shuí)就可以引領(lǐng)未來(lái)。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(diǎn)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(lái)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(huà)面懸浮在柜體實(shí)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(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)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(jìn)場(chǎng)景中，構(gòu)成了動(dòng)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(méi)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(jué)上的沖擊，具有強(qiáng)烈的縱深感。1.首先是工具和材料：    手機(jī)、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(jī)高透貼膜、一些東西的塑料包裝，不過(guò)這個(gè)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(gè)金字塔    這里講一下金字塔的等腰三角形的計(jì)量方法，由于底邊是根據(jù)自己尺寸隨意變動(dòng)的，所以腰長(zhǎng)就要經(jīng)過(guò)計(jì)算后得出，以我們這個(gè)為例，IPAD屏幕寬度為12cm，那么我們底邊就是12cm（底邊不用太過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，只要不比播放的視頻小就行），頂角固定為70.5°，腰長(zhǎng)為10.4cm，（這個(gè)計(jì)算過(guò)程對(duì)于我們這幫學(xué)文的來(lái)說(shuō)可難

13、為死了，數(shù)學(xué)完全忘干凈了，還好部門(mén)有個(gè)理科出身的同事，趕緊請(qǐng)大神幫我詳細(xì)講解了一二）下面為大家列出計(jì)算過(guò)程。一開(kāi)始用手機(jī)做出的    我們一開(kāi)始用手機(jī)做出來(lái)的小金字塔，由于手機(jī)屏幕的尺寸比較小只有7cm，實(shí)在無(wú)法滿足我們觀看初音妹子的需求，所以就瞄準(zhǔn)了部門(mén)妹子的iPAD，下面我們來(lái)看金字塔的計(jì)算和制作步驟。腰長(zhǎng)計(jì)算步驟    由于長(zhǎng)度的計(jì)算比較麻煩，在這里就為大家列出幾個(gè)常用機(jī)型的底邊及腰長(zhǎng)尺寸:常用手機(jī)型號(hào)底邊及腰長(zhǎng)已知尺寸之后就開(kāi)始剪出4個(gè)等腰三角形    我們的材料是就

14、近選取的，把鍵盤(pán)包裝的塑料當(dāng)做金字塔的材料的，不過(guò)這種包裝的質(zhì)地非常硬，透光度也不是特好，剪的時(shí)候非常容易不直，所以還是高透手機(jī)貼膜比較好，不過(guò)如果剪壞了的話成本就比較高了。金字塔做成    把四個(gè)等腰三角形都減下來(lái)之后，放在平面，在腰上用透明膠條依次粘好，一個(gè)金字塔就做好了。金字塔做好之后還有有一個(gè)放置手機(jī)的架子，不然舉著手機(jī)看一是找不準(zhǔn)位置，二也比較累嘛。桌子下的艱苦    由于周?chē)鸁艄夂芰粒婚_(kāi)始我們很費(fèi)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(fèi)勁。一種簡(jiǎn)易架子  

15、  為了觀看更清晰，底部最好涂成黑色的。簡(jiǎn)易支架不要擋住金字塔的每個(gè)面，并且放手機(jī)的距離不要離金字塔太遠(yuǎn)（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(gè)東西找一下水平，再用膠帶開(kāi)始固定（妹子犧牲一下你的PAD吧）?；究蚣艽詈?#160;   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(dòng)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(gè)鼠標(biāo)墊作為黑底。效果還是蠻不錯(cuò)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(méi)法轉(zhuǎn)換方向，必須在四個(gè)方向轉(zhuǎn)著看。5全息投影片源的制作    其實(shí)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(shí)的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術(shù)。只要有機(jī)玻璃板的折射就能實(shí)現(xiàn)。大家記得初音未來(lái)日的感謝祭那次吧，那個(gè)用的是2.5D的技術(shù)，并不是3D，也就是說(shuō)從側(cè)面和背面看不到，只有正臉，而我們這次的完全彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，所以視頻要用特殊的制作方法。全息投影片源的四個(gè)面將四個(gè)面融合到一個(gè)視頻中  

17、0; 如果專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)學(xué)過(guò)動(dòng)畫(huà)會(huì)用MAYA的朋友用那個(gè)做會(huì)更簡(jiǎn)單，因?yàn)镸AYA天生就有三視圖，只需有人物模型、動(dòng)作，然后分前后左右四個(gè)視圖導(dǎo)出視頻即可。暗黑3 DIABLO模型的各個(gè)方向暗黑3 DIABLO模型的各個(gè)方向大師作品    如圖所示，這個(gè)是Zbrush雕刻軟件，一款強(qiáng)大的三維軟件，在軟件中我們做好人物模型，設(shè)置好動(dòng)作，然后就可以從前后左右四個(gè)不同的面進(jìn)行導(dǎo)出渲染了，最后一步同一樣是在視頻軟件中進(jìn)行合成就好了。雖然用三維軟件做出來(lái)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(gè)好模型再做動(dòng)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(gè)：MikuMikuDance（簡(jiǎn)稱：MMD）、會(huì)聲會(huì)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(xiě)出來(lái)會(huì)占用大量篇幅，而且可能還會(huì)寫(xiě)不清楚，我們看一個(gè)用MMD和會(huì)聲會(huì)影的制作過(guò)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(gè)視頻還有合成一個(gè)視頻就要很久所以筆者還是去下載了片源（科技使人變懶啊）。    總之千辛萬(wàn)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(jiàn)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(gè)視頻中從初音的側(cè)面看只有一半的身子是因?yàn)樵谄桨咫娔X上把視頻最大化了，為了讓投影出來(lái)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(jiàn)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(dòng)手制