全息投影技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：數(shù)字激光全息投影

    激光全息三維圖像的研究已經(jīng)進(jìn)行了40多年，在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、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(shí)時(shí)性的繁瑣的純光學(xué)技術(shù)，近年來(lái)興起的數(shù)字信息處理技術(shù)及其有關(guān)器件設(shè)備(計(jì)算機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、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(dòng)化控制技術(shù)不斷沖擊傳統(tǒng)的全息攝影技術(shù)，一些全息公司推出了數(shù)字激光全息圖，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(biāo)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(diǎn)(面積小，視場(chǎng)小景深不夠大，顏色不逼真，拍攝處理過(guò)程繁瑣。不易進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，模擬成像的局限性，等等。)妨礙了三維顯示全息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)化。

    二、ZEBRA全息圖的原理與優(yōu)勢(shì)

    1999年美國(guó)ZEBRA IMAGING公司推出了、真彩色數(shù)字化大面積大視場(chǎng)大景深光聚合物反射全息圖，推動(dòng)了三維顯示全息圖的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)化。ZEBRA全息圖將全息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成新的數(shù)字化自動(dòng)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(dòng)態(tài)視場(chǎng)分別可達(dá)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(biāo)本，模型，實(shí)物圖象，抽象圖象，工業(yè)數(shù)據(jù)，工業(yè)設(shè)計(jì)等等方面的三維逼真空間顯示前進(jìn)了一大步，顯示了全息圖應(yīng)用光輝燦爛的前景。

    日常生活和工作中常見(jiàn)的圖像多半是一維或二維的，例如照片、畫(huà)片、熒光屏、液晶顯示屏、大屏幕上呈現(xiàn)出來(lái)的圖像文字或信號(hào)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(jī)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(shí)際上是由全息圖版再現(xiàn)出來(lái)的一束光波所形成，虛像由發(fā)散的光束形成，實(shí)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(lái)散射出來(lái)的光束逼真再現(xiàn)，給觀察者帶來(lái)了強(qiáng)烈的立體感和真實(shí)感。激光全息攝影技術(shù)所以能有這樣的效果，實(shí)際上是應(yīng)用了現(xiàn)代光信息技術(shù)。

    三、三維全息

    近年來(lái)，全息記錄介質(zhì)研究的一個(gè)突破性進(jìn)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(shí)現(xiàn)了制作全息圖的實(shí)時(shí)化。三維圖像數(shù)字化采集的另一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是可以無(wú)須事先找出對(duì)應(yīng)的實(shí)物來(lái)進(jìn)行拍攝，而應(yīng)用計(jì)算機(jī)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(jī)上,測(cè)出地面地形高度數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),應(yīng)用全息攝影技術(shù)制成全息圖,漫射光照明時(shí)無(wú)圖像,定向白光點(diǎn)光源照明時(shí),出現(xiàn)三維地形圖。將所測(cè)得的石油勘探的海量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)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(duì)比

    1．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(méi)有限制的，美國(guó)斑馬全息公司采用過(guò)的全息記錄版的基本尺寸是2×2英尺，方形小像素大習(xí)小是2×2毫米，這塊基本全息記錄版上可以有幾萬(wàn)個(gè)像素，每個(gè)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(méi)有限制。

    2．采用了空間光調(diào)制器進(jìn)行拍攝以及自動(dòng)化控制和實(shí)時(shí)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。

    3．由數(shù)碼相機(jī)拍攝而輸入計(jì)算機(jī)的一系列圖像是數(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(dá)到海量，需要進(jìn)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)。