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1、项目说明书题目 伪全息投影 组队成员 宋仕民 付天宇 张成伟 一、伪全息1.设计原理与方法1.1 设计原理伪全息是通过用玻璃透镜成一定角度反射光源所成图像，由于不同方向的玻璃透镜反射图像不同，给人以一种立体图像的感觉，然而并不是真正的全息影像，故叫做伪全息。其实就是用一种将三维画面悬浮在柜体实景中的半空中成像系统。虚拟成像系统由柜体、分光镜、射灯、视频播放设备组成，基于分光镜成像原理，通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理，然后将拍摄的的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中，构成了动静结合的产品展示系统。不需要人们佩戴任何偏光眼镜，在完全没有束缚下就可以尽情观看 3D 幻影立体显示特效，给人以
2、视觉上的冲击，具有强烈的纵深感。1.2 设计方案将玻璃透镜切割成四个腰为底边的 倍的等腰三角形，并将其顶角聚于一点，23形成一个四棱锥，四个面与地面呈 45。当顶部有图像平行于底面时，四个面分别可以反射不同的图像，四个像汇聚在一点，而且由于是透镜，一部分光可以透过透镜，可以呈现出一种空间中成像的错觉。2.系统装置半透半反玻璃 ：与普通玻璃相比，半透 半反玻璃的光线反射率和直射率相等，因此呈现的虚像较为清晰，所以在幻影成像系统中选用此类玻璃作为成像的介质。投影装置：投影出展示物体四个面的图像。3.数据测量与分析用圆规以 Ncm 为半径在纸上画圆，然后以 5cm（你手机屏幕的长长度作为点距在圆周上
3、画 5 个点，最后用线把 5 个点连起来和圆心也连起来，就出现四个等腰三角形，腰长是 Ncm，底边长 5cm(你手机屏幕的长）(每个等腰三角形的顶角是70.5 度，等腰三角形跟底面的夹角是 45 度)，最后剩下的那些空白不管，效果见上图。4.结论本项目通过简单光学物理知识将原本平面的图像巧妙地变成了立体成像的效果，可以更加全面的展示展示品。5.制作成本（明细）物品 价格 个数半透半反透镜 100 1投影仪 自备 1黑塑料板 10 1二、红蓝 3D 成像原理人类是通过左眼和右眼所看到的物体的细微差异来获得立体感的，要从一幅平面的图像中获得立体感，那么这幅平面的图像中就必须包含具有一定视差的两幅图
4、像的信息，再通过适当的方法和工具分别传送到我们的左右眼睛。 图像中的任何一个象素的颜色都可以由一组 RGB 值来记录和表达，图像上所有的颜色，都是由这些红绿蓝三种色按照不同的比例混合而成,这红色绿色蓝色又称为三原色，三原色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。RGB 的所谓“多少”就是指亮度，通常情况下，RGB 各有 256 级亮度，用数字从 0、1、2.直到255 来表示。按照计算，256 级的 RGB 色彩总共能组合出约 1678 万种色彩，即25625625616777216。通常简称为 24 位色。纯黑的 RGB 值 0,0,0；纯白的RGB 值是 255,255,255；纯红的 RGB
5、 值是 255,0,0。纯绿的 RGB 值是 0,255,0；纯蓝的 RGB 值是 0,0,255。纯黄的 RGB 数值是 255,255,0，可以看出：纯黄色纯红色纯绿色，根据互补色原理，补色指完全不含另一种颜色，红和绿混合成黄色，因为完全不含蓝色，所以黄色就是蓝色的补色。我们可以通过计算来确定任意一个颜色的互补色：首先取得这个颜色的 RGB 数值，再用 255 分别减去现有的 RGB 值即可。比如黄色的 RGB 值是 255,255,0，那么通过计算：r(255-255),g(255-255),b(255-0)，互补色为： 0,0,255。正是蓝色。红色的互补色为青色，红色的 RGB 值是
6、 (0-255),0,0；而青色的 RGB 值是 0,(0-255),(0-255)，由于它们不含有对方的颜色，利用这个特点，用红色来保存一幅图像的信息，而用青色来保存另一幅图像的信息，这样就完全可以用一幅图像来包含两幅图像的信息了。 我们可以用一个公式来表达；第一幅图像 RGB1=R1,G1,B1；第二幅图像RGB2=R2,G2,B2,合成后的立体图像 RGB12=R1,G2,B2 或 RGB21=R2,G1,B1。从公式 RGB12=R1,G2,B2 中可以看出 ,合成后的立体图像实际上包含了第一幅图像的红色 RGB=R1,0,0 和第二幅图像的青色 RGB=0,R2,B2。 接下来的问题
7、就是怎样保证我们的左右眼分别只看到一幅图像，研究一下立体眼镜，红色眼镜片的 RGB 值是 255,0,0；青色眼镜片的 RGB 值是 0,255,255，因为只有红色才能透过红色眼镜片，传送到我们左眼的图像的 RGB 红=R1,0,0；因为只有青色才能透过青色眼睛片，传送到我们右眼的图像的 RGB 青=0,R2,B2。这样包含在一幅红蓝立体图中的两幅图像的信息就被分别传送到了我们的左右眼睛。三、偏振光 3D 原理光其实就是由互相垂直的电场和磁场形成的一种电磁波，自然光是很多电磁波的混合物，它在各个方向的振动是均匀的。当它以特定的角度(布儒斯特角)经过非金属表面后反射形成的眩光是偏振光。偏离了这
8、个角度，就会有部分非偏振光混杂在偏振光里。部分偏振光是有程度的，偏离的角度越大，偏振光的成分越少，最终成为非偏振光。但利用偏振光的这种特性正好满足立体电影的需求让左右眼看到完全不同的画面。通过给两个投影机加装偏振片，让投影机投射出互相垂直的完全偏振光波，然后观众通过特定的偏振眼镜，就能让左右眼看到各自不同的画面而互不干涉。偏振放映技术在 3D 电影院中较为常见，在早期放映立体电影时，也曾经使用过偏振眼镜。但确切的说，那时使用的眼镜应该叫线偏振眼镜。普遍使用的圆偏振技术是在线偏振的基础上发展的，原理基本一致，但它在观看效果上比线偏振有了质的飞跃。偏振式 3D 原理在使用线偏振眼镜看立体电影时，眼
9、镜应始终保持处于水平状态，使水平偏振镜片看到水平偏振方向的图像，而垂直偏振镜片看到垂直偏振方向的图像。如果眼镜略有偏转，垂直偏振镜片就会看见一部分水平方向的图像，水平偏振镜片也会看见一部分垂直方向的图像，左、右眼就会看到明显的重影。 而圆偏振光偏振方向是有规律的旋转着的，它可分为左旋偏振光和右旋偏振光，它们相互间的干扰非常小，它的通光特性和阻光特性基本不受旋转角度的影像。看偏振形式的3D 电影时，观众佩戴的偏振眼镜片一个是左旋偏振片，另一个是右旋偏振片，也就是说观众的左右眼分别看到的是左旋偏振光和右旋偏振光带来的不同画面，通过人的视觉系统产生立体感。Real-D 和 Masterimage 的
10、 3D 放映辅助系统主要采用的就是这种技术。四、全息投影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。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。比较来说，伪全息投影实用性较强，制作简单，成本低，但运用的灵活性较差，无法运用到许多其他方面；红蓝 3D 影像原理简单，实用性强，运用方面广，但呈现出的 3D 影像效果不是很好；偏振光 3D 利用了较为复杂的光学知识，可以较为真实的展现 3D 效果，广泛应用于影视行业；全息投影是目前最完美的 3D 投影方式，但由于技术问题无法广泛应用，而且局限性较大、成本较高，目前只应用于科研方面。
