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错啦错啦,这并不是真正的全息影像!
时间:2017-08-10 15:13:21来源:汉斯出版社
提要:全息技术在图象处理和显示、舞台表演等方面都具有极其广泛的应用,然而,我们平时所说的“全息投影技术”并不是真正科学意义上的全息技术,而是佩珀尔幻象,那么何为佩珀尔幻象呢?

你以为周杰伦和邓丽君的时空合唱是全息影像?初音未来演唱会是全息影像?三角(四角)玻璃展示台是全息影像?3D电视是全息影像?错错错!这并非是真正意义上的全息技术,而是佩珀尔幻象,那么何为佩珀尔幻象呢?在对佩珀尔幻象进行详细阐述之前,我们先来聊聊全息。

全息技术也称虚拟成像技术,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。它分为两步,干涉照相,衍射重现,原理如图1所示。

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。

第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,其成象过程为: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。

讲完全息,我们再来聊聊佩珀尔幻象。周谋昭等人在汉斯出版社《光电子》期刊上的一篇文章中这样解释佩珀尔幻象:这种技术借由使用一面平坦的玻璃与特定的光源技术,使物体可以出现或消失,或是变形成其他物体。佩珀尔幻象中使用的玻璃或透明胶片与周围空气的折射率不同,也就是说,光在这两种介质中以不同的速度传播。当光到达这两种具有不同折射率的材料的边界时,通常一部分光会被反射,而其余的光则以某个角度折射,或称作透射。反射光和折射光的量可以通过菲涅耳方程来控制,同时还取决于入射角度、入射光的偏振以及相邻的材料。作用原理如图2所示。

佩珀尔成像是由透明材料制成的四面锥体,由四个不同角度拍摄的、二维物体的视频,折射45度成像并汇集到一起后形成具有感观维度的立体影像,所以可以从锥体的四个面分别看到物体的不同侧面,但它不是立体的。锥体上方四个面有四个不同的视频图像,通过锥体面45度折射成像。实现上是普通平面镜成像原理转了45度角而已。舞台原理如图3所示。

 

原文链接:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=19982

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全息技术 佩珀尔幻象

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作者系黄暖

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