全息投影技術原理論文範文
投影技術的發展，全息投影技術也在不斷的發展，它是真正呈現立體的影像。下面是小編為大家整理的全息投影技術論文，歡迎大家閱讀。
全息投影技術論文篇一：《試談全息投影技術應用研究》
【摘 要】目前，全息成像工藝複雜，製作成本高，暫不能普遍應用到生活娛樂中，而消費者對新的視覺體驗形式的需求越來越急迫，因此我們以一種可以方便實現，視覺效果與全息成像相近的的技術來滿足消費者的需求，這就是全息投影技術。本文從全息投影技術構成、視覺效果、應用例舉等方面論述了全息投影技術應用的可行性。
【關鍵詞】全息投影;展示;應用;全息投影照片
科幻影片中常常出現全息技術，人或物體以及圖形文字以三維的形式在空氣中顯示，就像電影《星球大戰》中的全息通訊、《鋼鐵俠》中的全息電腦、《普羅米修斯》中全息沙盤等等。科幻電影中的技術多數是虛構的，而往往這些虛構的、幻想的技術卻表達社會的需求，指引著科研的方向，全息也是一樣。
目前，全息成像工藝相當複雜，製作成本高，還不能普遍地應用到在社會生活和娛樂中，因此全息投影有了其生長和發展的空間。全息投影技術不同於平面銀幕投影僅僅在二維表面通過透視、陰影等效果實現立體感，它是真正呈現立體的影像，理論上可以360°觀看影像。[1]這種全息投影技術可以呈現出影象浮現在空中的效果，但是所投射出的影像需要依靠透明的介質作為載體，並且對空間的光環境要求相對較高。雖然這樣，但這種全息投影技術的優點在於實現成本底、製作方便、趣味性高、視覺效果逼近全息等等，在無介質全息技術應用到我們的生活中之前，全息投影技術有較高的應用空間。看似簡單的產品只要能夠滿足人們的需求，那就會有較高的應用價值。
一、全息投影主要構成
全息投影顯示裝置是多塊透明的顯示器，通過多塊透明顯示器的圍合，形成的一個錐體，椎體的每一面對應顯示影像內容的每一個面，形成了全息投影的兩個視覺特點，一是可以全方位的顯示立體影像，二是可以使虛擬影像與周圍的現實環境融合到一起，形成虛擬與現實的互動。形成“全息”的視覺效果。
全息投影其簡單的構成和實現方式是其能夠普及應用的優勢之一。全息投影的技術構成分兩部分，一是硬體，二是軟體。硬體部分包括成像、顯示、控制、電源等裝置，軟體部分為內建控制軟體和分屏影像。成像裝置、顯示裝置、分屏影像為其核心構成。
成像裝置，即可以生成影像的裝置，如顯示器、顯示屏、投影儀、幻燈機等等，理論上來說可以自發光顯示影象的裝置都可以用作全息投影，但成像裝置的優劣會直接影響全息投影影像的視覺效果。成像裝置起到將數字影像內容第一次成像的作用，為顯示裝置提供充足的光線。
顯示裝置，即前文中提到的“透明顯示器”，這裡的“透明顯示器”其實是一種高反光的透明膜或者透明板，甚至是玻璃。我們不必在意它是由什麼原料製成，我們只要求它具備兩個特性，一是良好的通透性，二是儘量的高反光。這兩點是全息投影能夠實現虛擬與現實融合的核心。顯示裝置可以反射成像裝置所投射出的畫面和光線，並且由於其透明的特性，將虛擬影像與實體環境空間形成視覺上的融合，給人新的視覺感受。
分屏影像，全息投影所用的影像是在我們常見的平面影像的基礎上進行了再設計，通過多個將物體的多視角畫面先分別拍攝再組合拼接到一起，同時播放和控制，這樣的影像配合全息投影特殊的多面錐體顯示器就能呈現出一個多視角可視的影像，影像給觀眾一種體量感，並且能夠清晰分辨其在空間中的位置。
二、全息投影應用舉例
目前全息投影技術和批量生產條件相對成熟，但其應用範圍還相對較窄，國內主要將全息投影技術應用到小型展櫃、小型舞臺中。
全息投影在展櫃的商業運用中，多是用於展示企業標識、小型電子產品、珠寶首飾的360°展臺和270°展臺，內容多數是比較簡單的旋轉動畫，當然也有用於展示遊戲角色的，角色有比較簡單的動作。在舞臺的商業運用中，為滿足舞臺的觀賞角度，以180°的單片全息幕居多。應用方式有虛擬表演、虛擬與真人互動、真人表演全息特效等。2011年3月，日本世嘉公司舉辦了一場名為“初音未來日感謝祭***Miku's Day***”的全息投影演唱會引起了社會的強烈反響和熱烈追捧。
經過對全息投影的研究、試驗以及調查，本人認為全息投影在如今這個社會經濟條件下可以得到更大的應用空間，甚至達到普及的程度，下面筆者試舉出一些領域和行業，探討如果將全息投影應用到這些行業中去，全息投影所帶來的作用及其意義。
1.房地產展示
房地產行業可以涉及到的有全息沙盤、全息樣板間、三維全息平面圖、三維全息結構圖等。
目前我國房地產行業所使用的沙盤主要為電子沙盤，對於樣板房，房地產行業的普遍是以三維效果圖、樣板間模型和實地參觀考察來向客戶展示樣板房。而幾乎所有的樓盤宣傳資料上都配有房屋平面圖以及一些效果圖。綜合來看，房地產行業高速發展，但其展示手段相對傳統，將全息投影應用到其中將極大提升展示效果。
如沙盤，傳統沙盤和電子沙盤都是以實體模型為主要展示方式，模型固定不可變，不能向客戶展示細節。從環保和節能方面看，沙盤模型都是根據每個樓盤訂製的，不可重複利用，一旦樓盤售馨就淪為廢品，這是對資源的浪費和對環境的汙染。再如樣板間，有的開發商基於實際情況的考慮，將樣板間直接建設在建築工地中，客戶需要看樣板間就需要進入建築工地，而普通客戶對於建築工地的安全常識和意識並不專業，相對增加了危險度。而樣板間模型則和沙盤有同樣的問題。
全息投影沙盤的模組化硬體可以實現重複使用，而且展示內容以數字影像方式存在，展示內容靈活可變，展示內容量巨大，還可以很好的完成客戶與樓盤間的互動。全息投影沙盤可將傳統的沙盤展示、建築動畫、樣板間展示、房屋結構展示等融合到一起，只用一套全息投影沙盤即可滿足整個樓盤的從外至內、從大環境到區域性細節的展示。全息投影沙盤唯一的消耗就是電能，不但起到了很好的展示效果，也順應環保節能的時代趨勢。
2.全息投影照片
社會經濟高速發展的今天，攝影攝像技術的簡化和人們日益增長的審美需求加快了攝影攝像的普及，我們可以輕易的在身邊找到攝影攝像裝置，我們的生活被無數的影像所包圍，有趣的是我們對於膠捲相機和紙製照片的需求越來越少，我們將數字形式的照片放在電腦、電子相框、手機等裝置上來欣賞，這可以看出消費者對於新技術的認可和追捧。
在電子相框、MP4等裝置的基礎上，全息投影照片將傳統的二維平面圖像轉變為動態的、有體感的、可全方位視角觀看的影象，消費者可將自己、親友甚至偶像的全息投影照片放置在全息投影相框中，操作方式同將電子照片放電子相框一樣方便簡單，但相對於電子照片，全息投影照片的視覺效果和感官體驗是全新的、震撼的。
將全息投影應用到攝影中讓消費者得到一種全新的視覺體驗，給予消費者更高一級的美的享受。全息投影照片可以像站在巨人的肩膀上一樣，在高度普及的平面攝影的基礎上向社會進行推廣，讓更多的人得到全息投影帶來的視覺享受與體驗樂趣。
其實，全息投影的應用還有很多方式，如全息投影博物館、全息投影伴舞、全息投影視訊電話、全息投影智慧引導員等，全息投影不光可以單獨使用，也可以同其它多媒體裝置一同配合使用，其應用的目的在於在真正的全息影像技術普及之前以一種方便的、低廉的、新穎的技術，使人們體驗到一種有別於平面媒體的視覺享受。
【參考文獻】
[1]許秀文，薄建業，楊銘，等.淺析3D、全息、虛擬現實技術[J].中國教育資訊化高教職教，2011***7***.
全息投影技術論文篇二：《試談分析全息投影技術在演藝活動中的應用》
摘 要：科技的發展推動影視媒體、新媒體的產生和發展，虛擬藝術體驗也應運而生。技術的進步，媒體藝術中的虛擬體驗也呈現出多元化趨勢，人們可以體驗到身臨其境的真實感。尤其是在演藝活動中開始逐漸應用全息投影技術，製造逼真立體的藝術情境，使觀看者的視覺、聽覺產生震撼感受。該文針對全息投影技術進行分析，總結出全息投影技術在演藝活動中的優勢和發展前景。
關鍵詞：虛擬世界;藝術體驗;全息投影;三維立體;演藝活動
虛擬藝術體驗廣泛應用於影視藝術和多媒體藝術中，人們通過沉浸感和存在感強化了體驗的真實感。科技的發展推動影視媒體、新媒體的產生和發展，虛擬藝術體驗也應運而生。技術的進步，媒體藝術中的虛擬體驗也呈現出多元化趨勢，演藝活動中開始逐漸應用全息投影技術，許多演唱會晚會等大型演藝活動都運用了全息投影技術，營造虛擬幻象與表演者之間互動的效果，亦真亦假，惟妙惟肖，使表演產生震撼的效果。
1 全息投影技術的應用
全息投影技術創造的是一種以藝術美學標準營造虛擬世界的方法。全息投影技術實質是一種虛擬成像技術，主要是利用干涉和衍射原理記錄並再現物體真實的三維影象的記錄和再現的技術。目前一般通過兩種方式實現虛擬成像，一種方式是直接用投影機背投在全息投影膜上，產生虛擬場景或者虛擬影像;另一種方式通過投影機、LED 屏折射光源至45度成像在幻影成像膜，產生全息投影，全息投影技術不僅可以產生立體的空中幻象，還可以營造連續動態的影像。全息投影構建的虛擬世界可以是基於現實的藝術場景，也可以是超現實的、任憑想象的場景，這種營造過程就是藝術場景實現的過程，技術人員通過計算機圖形技術和動作捕捉和表情捕捉系統，最終展現出一個或逼真或夢幻或新奇的藝術世界，這種虛擬藝術體驗給人們帶來新奇有趣，逼真震撼的視聽感受。
在媒體藝術中，全息投影產生的虛擬影像給觀眾帶來的感官刺激最直接，這種藝術感官體驗可以源自對現實世界的模擬再現，也可以是超現實的，藝術創造者想象中的各種新奇場景的創造，要實現這些場景或者影像的藝術體驗是離不開技術支援的。藝術家可以通過全息投影技術構建或者營造各類藝術情境和場景，引導觀眾進入虛擬情境中，使人產生身臨其境的逼真感覺，彷彿真的置身於營造的虛擬世界中。尤其是在演藝活動中，藝術家或者設計者，通過全息投影技術的營造，引導觀眾進入虛擬情境中，體驗前所未有的虛擬藝術體驗和感官刺激。
2 影像互動式虛擬體驗在演藝活動中的運用
20世紀中期，互動式虛擬體驗最早運用於美國軍事模擬訓練，尤其是空軍飛行訓練。美國軍方為了降低飛行訓練中的損失以及人員傷亡，發明了虛擬飛行駕駛系統。模擬出真實的飛行訓練過程，進行飛行員訓練。隨著技術的發展，模擬訓練已經延伸到了其他軍事訓練領域中，可以模擬出複雜的戰鬥情境，提高實戰水平，同時也減少真實訓練或者演習中的損失和傷亡。這種互動式虛擬技術的真實體驗使得現實世界和虛擬世界之間的建立起了一座互相作用的橋樑。
隨著技術的發展以及媒體藝術的發展，虛擬體驗與媒體藝術擦出了絢麗的火花。虛擬感官體驗創造的虛擬世界非常接近人類觀察體驗，在技術的推動下衍生出全新的媒體表現形式和藝術情境，這些新奇的藝術創作方式和藝術表達方式為觀眾營造了更加豐富多彩的實體體驗和感受。虛擬藝術體驗作為一種傳播方式和手段，徹底顛覆了傳統形式的影像體驗，擦出了新的傳播藝術的火花。
例如，2011年在某國際知名服裝品牌的新品釋出會上，設計者就把全息投影技術搬上了T臺秀，模特表演秀中通過全息投影營造出虛擬模特和真人模特交替出現的場景，在燈光和特效技術的配合下，一場惟妙惟肖、亦真亦假的服裝表演完美演繹。在T臺上人物和藝術場景忽而產生、忽而消失，模特在虛擬和真實交替中完成瞬間換裝的效果，給觀看者的視覺和聽覺產生了意想不到的震撼效果，觀看者完全沉浸於這種逼真立體的影像和真人秀中，這場秀給觀者帶來了前所未有的魔幻效果，在整個藝術傳播領域開創了一個全新的場景。
在我國國內演藝活動中，全息投影營造的互動式虛擬情境的舞臺也給觀眾留下深刻印象。湖南衛視2011跨年演唱會中，有一首歌曲表演中就很成功地運用了全息投影技術，《再見我的愛人》這首歌是鄧麗君早起經典作品之一，被觀眾熟知，許多觀眾都十分懷念鄧麗君深情的演繹，湖南衛視的技術人員就通過全息投影技術把立體逼真的鄧麗君演唱的場景搬上舞臺，場景中看起來如同鄧麗君與歌手的同臺對唱，並且兩人之間還有恰當的動作眼神交流。在舞臺上實現了歌手與影像的完美互動，呈現在觀眾面前的就是真實的表演場景，給觀看者的視覺、聽覺帶來極大的滿足。同樣，我們記憶深刻的還有2012龍年春晚就在LED的基礎上加入全息投影的電視美術佈景，晚會的多數歌舞都動用了全息技術。例如，薩頂頂在演唱《萬物生》時，營造立體花朵飄落的藝術情境，演唱者和現場觀看者就彷彿是置身花的世界一樣，設計者將藝術情境完美結合歌曲的意境，完美演繹了萬物生的藝術情境。但是，在演藝活動中全息投影技術只是作為亮點出現在演出的某個環節，並沒有被用於製作整場演出的舞美效果，全息投影技術的使用是希望引起觀眾高潮達到最佳的表演效果。
3 全息投影虛擬互動體驗的發展趨勢
***1***渲染偶像，美化表演意境。虛擬體驗從純粹的感官體驗到互動體驗再延伸到情感體驗，逐漸呈現出體驗融合的趨勢，虛擬藝術體驗的逼真度和沉浸感也進一步提高和加強。藝術工作者可以在演唱會場景設計上營造多個偶像同時演繹的各種酷炫效果，對觀看者的視覺、聽覺造成震撼衝擊，同時也滿足觀看者對自己偶像的崇拜心理。
***2***重塑經典，賦予藝術強大生命力。虛擬技術為藝術體驗提供了新的機遇。在當下強大的科技條件支援下，可以為觀眾再現那些懷念的經典，虛擬世界的感官真實性，互動性，情感化，特性的逐漸體現。例如，“復活”歷史上的巨星，令其完成與當代明星同臺對唱等的現場表演，或是彌補某位不能到場的巨星給觀眾造成的遺憾，還可以把某個不可能再現的經典為觀眾重現，對其造成極大的視覺與心理震撼。
***3***打造虛擬偶像，衍生虛擬情感。虛擬藝術體驗是調動了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺及肢體行為互動等多種感知體驗，也可以是意識心理的思維沉浸，意識和思維沉浸在虛擬世界之中，身體卻處於現實之中，身體被虛擬世界中的意識驅動，虛擬和現實之間的界限模糊化，全身心投入到虛擬世界中並享受心醉神迷的沉浸體驗，這便是虛擬偶像。越來越多的虛擬偶像會隨著人們的不同需求而產生，並且延伸到情感體驗的高度。
從感官虛擬體驗、互動虛擬體驗到情感虛擬體驗，這些藝術體驗和互動都是基於人們對虛擬世界的幻想和憧憬，引發人們感官和情感的存在感和代入感。從唯物的角度來說，虛擬體驗和虛擬互動都是基於人們對真實世界中各種客觀事物的反映，並且在人們豐富的想象中得到進一步的藝術昇華，在演藝活動或者新媒體藝術中完美地展現出來，迸發出無比絢爛的藝術火花，給觀看者帶來前所未有的美妙體驗和感官享受。因此，虛擬藝術體驗是一種很好地表達藝術情感的手段。
參考文獻：
[1] 王燕鳴.論新媒體藝術在虛擬世界中的互動體驗[J].大眾文藝，2010***2***.
[2] 肖永生，趙明鏡.飛行模擬器視景顯示系統的研究與設計[J].科技廣場，2009.
全息投影技術論文篇三：《全息投影的簡易製作及探究》
摘 要 全息投影是近年來流行的高新技術，能夠展示神奇的立體全息影像，給參觀者全新的互動感受。全息投影裝置價格較高，應用生活中常見的器材，製作一款具有全息效果的實驗演示裝備，揭示其中的科學原理。
關鍵詞 全息投影;實驗器材;虛擬成像
1 前言
2013年9月13日，去世18年的歌手鄧麗君“穿越時空210秒”，與男歌手周杰倫同臺對唱，別具一格的全息投影技術很快成為新聞媒體報道的熱點，引起人們極大的興趣和關注。全息投影裝置價格較高，一般應用於商業展覽或影視特效中。對於廣大中小學科學教師來說，只要應用生活中常見的實驗器材，花費很低的經濟成本，同樣可以製作簡易的全息投影演示實驗，帶給學生新奇的科學體驗與樂趣。
2 全息投影原理
全息投影技術也稱虛擬成像技術，利用光的干涉和衍射原理，記錄並再現物體真實的三維影象。
第一步是利用干涉原理記錄物體光波資訊，被攝物體在鐳射輻照下形成漫射式的物光束;另一部分鐳射作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度，利用干涉條紋間的反差和間隔，將物體光波的全部資訊記錄下來。記錄干涉條紋的底片經過顯影、定影等處理程式後，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物體光波資訊，這是成像過程。全息圖的每一部分都記錄物體各點的光資訊，能夠再現原物的整個影象，通過多次曝光可以在同一張底片上記錄多個不同的影象，互不干擾地分別顯示出來。
全息投影系統將三維立體畫面懸浮在實景半空中，畫面的對比度和清晰度高，有空間感和透視感，營造了亦幻亦真的神奇氛圍。
依據實現技術手段與途徑的不同，全息投影分為兩類。
1***透射全息投影：通過向全息投影膠片照射鐳射，從另一個方向來觀察重建的影象。透射全息投影可以使用白色光來照明，廣泛應用於信用卡防偽和產品包裝等領域，通常在一個塑料膠片形成表面浮雕圖案，通過背面鍍上鋁膜，光線透過膠片得以重建影象。
2***反射全息投影。使用白色光源，從和觀察者相同的方向照射膠片，通過反射重建彩色影象。鏡面全息投影利用控制鏡面在二維表面上的運動，製造三維影象。
3 簡易全息投影裝置製作
應用於商業展覽或影視特技的全息投影需要複雜的製作技術與專業裝置[1]。為了向青少年普及科學知識，介紹前沿科技新成就，教師利用身邊的簡易器材，同樣可以製作出具有立體效果的全息影象。
實驗原理 利用4個半透面對光線的折射和全反射，把螢幕上的視訊原始檔反射。由於視訊原始檔同時有影象的前、後、左、右4個面，4個面同時投影形成全息效果。原理圖如圖1所示。
製作材料與過程 能夠形成單屏投影的裝置***包括手機、平板電腦***、各種透明薄板***如亞克力板、塑料板、PVC板、手機貼膜等***。由於四稜椎體是最簡單的製作，以下詳細介紹全息投影製作過程以及注意事項。
1***確定四稜椎體的幾何形狀與大小。本實驗製作的投影裝置由透明塑料等材質構成稜錐、覆蓋在上方的單屏投影源構成***圖2***。光線由投影源發出，在稜錐側面產生全反射，進入觀察者眼睛。如果能夠使每個側面反射的光線恰好構成三維物體的不同側面，觀察者從不同方向觀看，就可以看到三維物體的不同側面[2]。為了保證反射光水平射入眼睛，需要使稜錐的側面和底面所成的二面角為45°。
由於大家使用的各種手機或平板電腦的尺寸差異較大，給出的參考建議是：構成四稜椎體的等腰三角形底邊約等於螢幕的寬度。如測量所用的iPad螢幕寬度為12 cm，則等腰三角形的底邊就是12 cm，頂角固定為70.5°，腰長為10.4 cm，腰長=底邊×0.865。如果要製作六稜錐投影，則等腰三角形各邊的幾何關係為腰長=底邊×1.32。六稜錐的播放效果更佳，環六稜錐360°無死角觀察到清晰逼真的投影影象;四稜錐在投影面交接角度處觀察到輕微變形。
2***剪裁和貼上投影用金字塔。把透明薄板依據上面的規格裁剪出4個等腰三角形，用透明膠條或不乾膠依次粘好各三角形的邊，做成一個投影金字塔。因為平板電腦的螢幕要放到金字塔的頂尖，設計一個支架把平板電腦架起來，不能擋住金字塔的四面。也可以用黑色紙盒做成暗箱型的支架，周圍背景越黑，立體投影的顯示效果越好。將平板電腦或手機螢幕朝下，倒扣在金字塔的塔尖上，確保金字塔尖正對視訊4個切分畫面的中心。
3***播放全息投影視訊。利用MikuMikuDance***簡稱MMD***、會聲會影X5與格式轉換軟體，先用MMD製作出所需影象的正面、背面、左右側面，再將格式轉換成為會聲會影視訊，便可做出全息視訊源。專業高手也可以利用動畫製作軟體MAYA，設計出人物模型、動作，分出前、後、左、右4個檢視，匯出播放視訊即可。現在網路上有不少3D全息影畫素材，使用者可以根據需要下載和播放。
4 結語
由於器材簡陋，該實驗顯示的並不是真正意義上的全息影象，可以看作“偽全息”，雖然視覺上看起來有全息的效果，但其本質還是2D成像。以圖3所示美少女為例，視訊中的四分屏分別是少女的正面、背面以及左右側面，這四面分別對應金字塔形投影儀四面的塑料片。四個畫面分別對映在4個塑料片上，從塑料片的4個角度來看，會產生“影象就在投影儀中央，能夠360°無死角觀看”的錯覺。因此，製作全息投影時必須選擇表面光滑、沒有太多劃痕的透明薄片，才能有更好一些的視覺效果。播放視訊的清晰度也很重要，最好採用清晰度為720P及以上的視訊影象。
參考文獻
[1]於麗，楊宇.一種三維全息投影屏的製作方法[J].鐳射與光電子學進展，2013***2***：115-118.
[2]房若宇.多稜錐三維立體投影裝置的製作[J].物理實驗，2015***6***：23-25.
[3]楊毅.論全息投影技術中虛擬角色製作設計[J].科教文匯，2013***10***：94.