全息投影技术及其实现

Posted 2020-07-18 cnb_yangwei

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（编译：Torres）我们都一直期待能够用智能手机来投射出全息影像，不过显然现在的智能手机早就具备这样的潜质，只不过你还不知道而已。

如果你正感到好奇，那么我们来告诉你，除了智能手机之外，还需要一些基本的工具和CD盒，才能让智能手机实现全息投影的效果。现在Mrwhosetheboss就将这段教程上传到网上，看起来简直酷极了。

准备工作

 

 

CD盒；

坐标方格纸；

透明胶带纸或强力胶；

笔；

剪刀；

一部智能手机；

彩玻璃刀或美工刀；

步骤一：

首先用笔在方格纸上标记出尺寸为上底1厘米、下底6厘米、高3.5厘米的等腰梯形，如果你愿意的话，可以按比例扩大两倍或三倍。但是要注意的是，千万不要太大，只要能够只要能配合上手机摄像头的尺寸就好。 

将这个等腰梯形剪下来备用。

步骤二： 

拿出你之前准备好的CD壳，将边缘部分都卸下来。从材料的选择上来讲，只要是这种玻璃材质的物品都可以，越透明效果越好。但为了方便起见，就选择了最容易获取的CD壳。

步骤三： 

用之前裁下的等腰梯形为参考，用玻璃刀裁出相同大小的梯形，一个需要四块。 

步骤四： 

 用胶带纸将四枚梯形小透明板拼接成一个小金字塔的样子，然而粘合到一起。另外，我们也可以用强力胶来代替胶带纸，但用强力胶来让玻璃板粘合难度更大，因此还是使用 透明胶带纸更方便。

步骤五： 

关灯，将这个透明金字塔倒置在屏幕上，然后用Mrwhosetheboss专门提供的几段演示视频来进行测试。感兴趣的朋友可以看看这段视频，然后赶快自己动手也试试吧。

下面我们一起探讨全息投影技术及其原理

全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。

 全息投影是什么？

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 全息投影是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，简单的来说就是一种无需配戴3D眼镜，就可以产生立体效果的一种技术。而我们常看的3D动画电影属于偏光眼镜法，俗称“伪3D全息投影”。

3D全息投影技术原理 

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 3D全息立体投影设备不是利用数码技术实现的，而是投影设备将不同角度投影至进口的MP全息投影膜上，让你看不到不属于你自身角度的其它图像，因而实现了正真的3D全息立体影像。

第一步：利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程。被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片;

 

第二步：利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程。全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

 

3D全息投影衍生产品

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 全息幻影成像系统：全息幻影成像分为180度成像和360度成像两种，180度的适合单面展示，一般应用在3D成像面积较大的舞台全息投影和成像面积加大的场合使用，并且可以实现互动；360度幻影成像是一种将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，具有强烈的纵深感，真假难辨。形成空中幻象中间可结合实物，实现影像与实物的结合。也可配加触摸屏实现与观众的互动。360度的适合展示单件的贵重物品，观众可以从任意角度观看。它真正呈现3D的影像。并且根据用户的视距需求壹码视界更可以为客户打造出360度的全息幻影成像舞台。 

 全息互动展示系统：全息互动展示系统是纳米感应触摸膜与散射背投显影技术的结晶，是一种新奇、超凡的展示方式，参观者可通过全息展示玻璃进行互动，给参观者一种神秘和魔术般的奇幻感觉，为展示查询提供了一种现代、时尚的交互手段。在特定软件制作方法下，全息互动展示系统还可提供浮动在玻璃上的特殊影像效果，为客户呈现强烈的视觉震撼力。同时此项技术可实现用手指或者其它自然物体在投影屏幕上的触摸选择，打开界面、转换画面、信息查询、拖动等控制功能。

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 技术原理

　　其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片;其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

　　全息原理是“一个系统原则上可以由它的边界上的一些自由度完全描述”，是基于黑洞的量子性质提出的一个新的基本原理。其实这个基本原理是联系量子元和量子位结合的量子论的。其数学证明是，时空有多少维，就有多少量子元;有多少量子元，就有多少量子位。它们一起组成类似矩阵的时空有限集，即它们的排列组合集。全息不全，是说选排列数，选空集与选全排列，有对偶性。即一定维数时空的全息性完全等价于少一个量子位的排列数全息性;这类似“量子避错编码原理”，从根本上解决了量子计算中的编码错误造成的系统计算误差问题。而时空的量子计算，类似生物DNA的双螺旋结构的双共轭编码，它是把实与虚、正与负双共轭编码组织在一起的量子计算机。这可叫做“生物时空学”，这其中的“熵”，也类似“宏观的熵”，不但指混乱程度，也指一个范围。从“源于生活”来说，应该指。因此，所有的位置和时间都是范围。位置“熵”为面积“熵”，时间“熵”为热力学箭头“熵”。其次，类似N数量子元和N数量子位的二元排列，与N数行和N数列的行列式或矩阵类似的二元排列，其中有一个不相同，是行列式或矩阵比N数量子元和N数量子位的二元排列少了一个量子位，这是否类似全息原理，N数量子元和N数量子位的二元排列是一个可积系统，它的任何动力学都可以用低一个量子位类似N数行和N数列的行列式或矩阵的场论来描述呢?数学上也许是可以证明或探究的。

　　1、反德西特空间，即为点、线、面内空间，是可积的。因为点、线、面内空间与点、线、面外空间交接处趋于“超零”或“零点能”零，到这里是一个可积系统，它的任何动力学都可以有一个低一维的场论来实现。也就是说，由于反德西特空间的对称性，点、线、面内空间场论中的对称性，要大于原来点、线、面外空间的洛仑兹对称性，这个比较大一些的对称群叫做共形对称群。当然这能通过改变反德西特空间内部的几何来消除这个对称性，从而使得等价的场论没有共形对称性，这可叫新共形共形。如果把马德西纳空间看作“点外空间”，一般“点外空间”或“点内空间”也可看作类似球体空间。反德西特空间，即“点内空间”是场论中的一种特殊的极限。“点内空间”的经典引力与量子涨落效应，其弦论的计算很复杂，计算只能在一个极限下作出。例如上面类似反德西特空间的宇宙质量轨道圆的暴涨速率，是光速的8.88倍，就是在一个极限下作出的。在这类极限下，“点内空间”过渡到一个新的时空，或叫做pp波背景。可精确地计算宇宙弦的多个态的谱，反映到对偶的场论中，我们可获得物质族质量谱计算中一些算子的反常标度指数。

　　2、这个技巧是，弦并不是由有限个球量子微单元组成的。要得到通常意义下的弦，必须取环量子弦论极限，在这个极限下，长度不趋于零，每条由线旋耦合成环量子的弦可分到微单元10的-33次方厘米，而使微单元的数目不是趋于无限大，从而使得弦本身对应的物理量如能量动量是有限的。在场论的算子构造中，如果要得到pp波背景下的弦态，我们恰好需要取这个极限。这样，微单元模型是一个普适的构造，也清楚了。在pp波这个特殊的背景之下，对应的场论描述也是一个可积系统。

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 3D全息投影源下载

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视频：简单五步让你用智能手机体验全息投