全息影像范例6篇

全息影像

全息影像范文1

主要的问题在于空间光调制器,它能够在三维空间中直接投射光线形成点,此外,当前技术、显示尺寸关键因素、可视角度、帧频和图像深度都受到限制。麻省理工学院的工程师研制出一种新型空间光调制器,来克服以上问题。

科学家使用这种技术制造了一种全息监控器,除了光源之外,设备成本不足500美元。迈克尔·波维博士说:“目前我们正在探索基于一些设备的显示装置,例如:小型计算机驱动全息影像显示器,采用专用硬件宽度超过0.5米的显示设备。很可能我们将通过全息视频监控器呈现全色彩、标准视频分辨率图像,具有30赫兹刷新率。”全息投影仪能使观众从各角度获得不同透视效果。编译/悠悠

三手烟明显伤害DNA

一项新研究首次显示,三手烟对人体细胞造成明显的遗传损伤。三手烟是香烟烟雾产生的“有毒残留物”。二手烟消失后,这些残留物依附在物体表面上。这项来自加利福尼亚大学劳伦斯-伯克利国家实验室的研究显示,这种有毒残留物的危害性随时间推移逐渐加深。

研究负责人之一劳拉·龚德尔说:“这是发现三手烟产生诱变效应的第一项研究。三手烟中有些化学成分属于最有效的致癌物,它们留在物体表面上,覆盖在衣服或地毯时,对孩子造成的伤害尤其严重。”这些研究人员用各种测试,确定三手烟损坏DNA链以及造成持久的DNA伤害和基因突变等情况。

龚德尔表示:“三手烟比二手烟含有的化学物质少,所以便于通过实验确认它的遗传毒性。”人们暴露在三手烟中,可能吸入、咽下或皮肤接触到有毒残留物。

研究人员指出,三手烟特别容易隐藏,危害更大,因为很难摆脱它。吸尘、擦拭和通风等常用方法对这些颗粒的清除没有多大作用。最好的办法是让室内材料改头换面,例如换地毯和对家用品重新上漆等。”

编译/杨孝文

太阳系中

3个超级地球可能有生命

科学家说,太阳系附近有个区域运行着7颗行星,其中包括3个可能维持生命存活的“超级地球”。它们环绕Gliese 667C的轨道运行。这颗恒星是一个融合为一体、距天蝎座22光年远的“三合星”恒星系统的成员之一。

天文学家认为,这些行星刚好处在Gliese 667C的“可居住带”中。这个轨道区域距这颗恒星的距离适当,所以有适宜的温度和液态水。这3颗行星被归类为“超级地球”,它们的质量是地球质量的1到10倍。它们或许像地球一样,有岩石、大气、淡水湖或海洋,可能存在生命。

Gliese 667C是“三合星”恒星系统的组成部分,任何人站在这些“超级地球”中的任何一个上都会在空中看到3个太阳。两颗伴星在夜里会像地球的满月一样明亮。以前的研究证实这3颗行星环绕Gliese 667C运行,而其中一个“超级地球”位于这颗恒星的可居住带中。天文学家回顾以前的数据,用一系列望远镜获得新的观测结果,随后发现其他行星。编译/杨孝文

科学家发现远古似牛爬行动物化石 年代早于恐龙

在尼日尔一片与世隔绝的沙漠,美国科学家发现一种远古爬行动物的化石,所处年代早于恐龙。这种动物的外形与牛类似,长得奇丑无比,绝对是地球上曾经出现的最丑的动物之一。

科学家将这种动物命名为“bunostegos”(意为“多结顶”)。从这个名字,我们不难想象它们的外形。Bunostegos的体型与一头家牛差不多,是一种食草动物,头部长有类似瘤的凸起,背部长有骨甲。Bunostegos化石的年代可追溯到大约2.6亿年前的二叠纪时代,是在非洲尼日尔北部地区发现的。二叠纪时代,地球上只有一个大陆——泛古陆。Bunostegos生活的沙漠与世隔绝,位于泛古陆中部,拥有独特的动物种群。

这一发现表明bunostegos所属的巨颊龙家族可能已经在与世隔绝的状态下进化了数百万年之久。由于栖息地独特的气候环境,bunostegos、其他爬行动物、两栖动物和植物均集中在泛古陆中部。地质数据显示泛古陆中部极度干燥,外面的动物进不去,里面的动物出不来。纽约理工学院的加比·贝弗尔博士表示:“随着发现越来越多类似美丽而怪异的bunostegos这样的化石,我们对二叠纪以及结束二叠纪的物种大灭绝事件的了解也将不断加深。” 编译/杨孝文

人类新角膜层或改写教科书

目前,英国科学家在人类角膜层中最新发现一个新组织层,专家称,这将“改写眼科学教科书”。来自英国诺丁汉大学的研究人员发现这一新组织层,它仅有0.001毫米厚,他们指出,这将帮助医师显著改善患者进行角膜嫁接和移植的手术效果。同时,这一组织层的发现也将揭晓一些眼科疑难病症。

这一新组织层被称为“杜亚层”,意味着眼科学教科书需要重新改写。鉴于发现角膜中的这一新组织层,目前我们可以利用它的存在使眼科手术更加安全和简单。从临床角度来讲,存在着许多疾病影响角膜背部组织,全球各地的临床医师已开始研究分析这一组织层的存在意义。之前科学家认为角膜是由5层组织构成,从前至后分别是:角膜上皮、鲍曼层、角膜基质、德斯密氏膜和角膜内皮。

该组织层是由哈明德尔·杜亚教授发现,杜亚层位于角膜后方的角膜基质和德斯密氏膜之间,它非常坚硬,能承受每平方厘米0.5-2.04公斤的压力。编译/悠悠

科学家获清晰大脑3D图像

全息影像范文2

全息摄影的奥秘

全息,顾名思义指自然界的人或物的散射或发射光的全部信息(包括光波的振幅和相位信息)。全息摄影则是一种真正意义上的三维成像技术,普通摄影只能记录光某个方向的强度(或振幅)信息,而全息摄影利用了光的干涉和衍射原理,不仅能够记录光的强度,还能记录光从哪里发出,朝哪个方向发射的信息(即相位信息)。从不同的角度去观看全息照片,看到的图像内容是不一样的,跟观看真实物体的感受一样。因此,全息摄影是发展成为三维立体显示非常有效的方法之一。

普通摄影术基于透镜成像原理,在自然环境下即能拍摄成像。而全息摄影术需要利用特殊的光源(一般采用激光),记录物体发出的散射光。记录的时候将激光束分为两束,一束直接投射到记录介质上,称为参考光束;另一束光束投射到目标物体上,经过物体表面的散射作用形成物光束。让物光束投射在记录介质的同一区域上,它与参考光束在记录介质上产生干涉叠加,形成干涉条纹,再经过处理之后,就得到一张全息照片。

再现物体像的时候,需要用一束激光照射到全息照片上。当这束激光的波长和传播方向与参考光束完全一样时,就还原了物体原来的光场。我们从不同角度观看,可以观看到物体的不同侧面,就跟看到真实的物体一样。

全息摄影的记录材质也与普通摄影不同。传统光学全息采用卤化银、重铬酸盐明胶和光致抗蚀剂等制成感光胶片来记录全息图,全息图需要经过后续的显影、定影、漂洗、烘干等处理,显得烦琐而费时。近些年来,出现了光导热塑料、光致聚合物、光折变晶体等新型光敏材料,不仅能省去繁琐的化学处理,而且存储信息的容量和衍射效率得以提高。

更加便利的数字全息技术

全息照片实质上是一种干涉图样,利用数字技术可以在计算机中模拟出光场的干涉、衍射过程,直接“计算”出这种干涉图样,于是在20世纪60年代末形成了数字全息技术。这种技术既可以免去严苛的光学记录实验环境,又能模拟实际上并不存在的各种物体,故具有明显的简易性与灵活性。数字全息技术把光学与电子学技术有效地结合在一起,发挥其各自的优势,展现出新的发展前景。

第一代全息照片需要使用激光记录和再现出原始的三维物体像。第二代全息照片只需要使用激光记录,而用白光再现立体像,放宽了观看全息照片的条件,如反射全息、像面全息、彩虹全息、模压全息等就是这样。数字全息技术用光敏电子成像器件(如电荷耦合器件CCD)代替感光材料,能够更加方便、快捷地记录全息图。数字全息图是采用光调制器件(如空间光调制器SLM)或在计算机中来模拟全息图的光学再现过程的,再现一张全息图时,从不同角度可以看到物体不同的侧面或者颜色的变化。

“打不碎”的全息照片

全息照片有一个非常有趣的现象,即照片的碎片可再现完整的物体图像,并不会因为照片的破碎而失去像的完整性。普通摄影中,物体跟普通照片是点对点的对应关系,普通照片上一个小区域(或像素)只记录了一个物点发出的一个方向的强度信息。但在全息摄影中,由于全息照片的特殊记录方法,物体跟全息照片是点对体积的对应关系,全息照片上的每个像素都记录了物体上各点发出的光线信息。

全息技术的各种应用

全息技术已在人们的生活、文化教育、生产实践和科学研究中发挥着重要作用。利用全息照片的艺术性和可观赏性,产生了全息艺术品、全息商标、全息邮票、全息博物馆,利用全息图的高科技特点产生了全息防伪,用于商品、钱币、证件等防伪。近年来又在发展全息电视、全息电影等三维立体显示技术。在世界各地都有各种各样的全息产品和应用。

1987年,我国发行了一枚全息邮折,这一年是丁卯年(兔年),在四方连邮折上有三只小兔子的全息立体照片。从不同的角度观看,可以看到小兔子的正面、侧面等不同的影像,确实可以用栩栩如生来形容了。

2010年4月21日,美国财政部和联邦储备局共同了发行新版100美元的设计方案,他们采用全息防伪技术,在美钞上设置了安全线。

全息博物馆,顾名思义是用全息照片代替实物在博物馆内展览。目前,美国、英国等国家的一些城市就有全息博物馆,他们把一些稀世珍宝拍成全息照片,以减少文物损坏、被盗等安全隐患。

全息投影技术目前在产品展览、会、舞台节目、酒吧娱乐等场合得到了较为广泛的应用,它还能对虚拟的景物成像,成为虚拟成像技术之一。利用这种技术可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,形成一种共同表演的错觉,产生令人震撼的演出效果。

全息技术的进一步发展

1948年,英籍匈牙利科学家盖博发明了全息术,之后它的发展已经历了半个多世纪,相继产生了多种全息,如透射全息、反射透射、像面全息、彩虹全息、白光再现全息、真彩色全息、动态全息、计算全息、数字全息等等,它的实现技术也越来越多、越来越成熟。全息立体显示走出了实验室,已经服务于人类社会。

近年来,全息技术在大尺寸、高分辨率、真彩色、实时动态等关键技术上取得了一些突破。麻省理工学院空间成像研究组成功研制了三款全息立体视频显示系统,能够以每秒20帧的速率显示真彩色立体全息视频。德国SeeReal技术公司研发了20英寸的单色立体全息显示装置。英国QinetiQ公司利用超级计算机,通过计算的方式得到计算全息图,实现高分辨率的全息立体显示。

由于全息摄影术的实验条件严格,而数字全息术受计算机速率与显示载体的限制,立体全息视频在走向千家万户的实用方面仍然差强人意,于是“伪全息”等裸眼立体显示技术应运而生。与全息显示在空间中再现物体的实像不同,“伪全息”主要模仿人眼立体视觉原理使观众感知到物体的立体感。立体视觉原理是指人的双眼在观看同一场景时,由于左右眼之间存在一定间距,左右眼视网膜上的成像来自于不同视角,左右视点图像之间存在着细微的差异。大脑皮层通过对两幅图像进行融合,提取出场景中的深度信息,从而感受到立体效果。目前裸眼立体显示已经能达到较高的分辨率,正在逐步走向大众。

全息影像范文3

本文中某数字城市的建设主要基于4D数据,无法满足城市现势性发展的需要,2009年国家测绘局[1]了可量测实景影像行业技术文件,为数字城市数据采集开辟了一个全新的技术途径[2]。可量测实景影像是采用移动测量技术采集具有内、外方位元素和时间参数的地面实景影像以及应用接口的统称[3],可量测实景影像可以作为数字城市中基础地理信息数据的一部分;360°全景影像是指水平视角360°,垂直视角180°的图像,是一种对周围景象以某种几何关系进行映射生成的平面图片,只有通过全景播放器的矫正处理才能成为三维全景,360°全景影像可以作为数字城市中基础地理信息数据的一个补充。本项目包括某市主城区约100km的道路,测区内地势平坦,建筑物密集,配套设施完善,交通便利。项目影像数据采集采用了具有GPS定位、INS惯性导航、CCD视频以及自动控制等多种先进技术的车载移动数据采集系统,以车载遥感的方式,实地快速采集街道、道路带有定位信息的可量测立体影像和采用专业相机采集单点全景影像360°全景影像两种方法,所采集的数据具有更新简单快捷、效率高、信息量丰富等优点,本文主要介绍这两种数据采集的设计方案。

1实景影像数据采集及建库方案设计

1.1可量测实景影像数据采集及建库方案设计

1.1.1作业依据《可量测实景影像》(CH/Z1002-2009)。1.1.2作业流程框图可量测实景影像是采用移动测量技术采集数据,主要包括内、外业两大部分,数据采集及处理流程如图1所示。1.1.3影像采集准备在影像采集车进行数据采集之前,提前30min在已知坐标点上架设基站GPS接收机,并量测天线高度,保证与车载移动GPS接收机有同步观测的差分数据,以利于内业的GPS差分处理。1.1.4影像数据外业采集1)架设基站30min后,影像采集车沿指定的路线进行数据采集,车上各传感器数据在统一的GPS时间基准下同步采集数据。2)采集的数据包括:车载移动GPS的定位数据、车载惯性导航系统(INS)的姿态数据、车辆行驶路线前方及两侧的连续序列CCD影像数据、记录相机拍照时间的同步时间数据。3)相邻可量测实景影像成像间隔应在12m以内,每一个成像位置的可量测实景影像至少有4个,即前视两个、左视一个、右视一个,前视影像与中心线夹角应小于15°,左视、右视影像与中心线夹角应为20°~45°。4)采集的各种数据自动记录在车载电脑中,并以系统开始采集数据的时间作为文件保存的工作目录名。其中,移动GPS接收机的定位数据记录在工作目录下的GPSINS子目录下的Rover文件夹中,INS的姿态数据记录在工作目录下的GPSINS子目录下的INS文件夹中;同步时间数据以文本文件的格式记录在工作目录下;各个相机拍摄的影像数据保存在工作目录下的相应Camera子目录下的Pic文件夹中,如Camera01表示1号相机拍摄影像的存放目录,并在每个Camera目录下自动创建Pic0000,Pic0001,Pic0002等文件夹,一个文件夹下可以存放1000张图像,放满后自动创建下一个文件夹;而且影像文件的名称是以该影像的拍摄时间来命名的,命名规则为:CC-TTTTTTTTTT-NNNNNNN-SSSSSSSSSS.JPEG,其中C为相机标识,T为同步时间标识,N为影像的序列号,S为同位连续标识,如01-1500370267-0000003-0001306687.JPEG,02-1500370267-0000003-0001307078.JPEG等。1.1.5影像数据内业处理外业采集完指定区域的数据后,在内业完成后续的影像定位等工作。1)利用加拿大Waypoint公司的InertialExplorer8.00软件,对基站的GPS静态观测数据、车载移动GPS的动态观测数据、车载INS数据进行联合差分处理,以得到外业数据采集时车辆的定位信息(x,y,z)和姿态角信息(roll,pitch,heading)。2)利用数据采集时记录的同步时间数据,从GPS/INS联合处理的结果文件中,提取每张影像对应的定位和定姿数据,这样即将影像数据与位置信息关联起来,并将影像的信息存储在数据库中,可以实现任意位置影像的浏览、查询、检索。3)利用针对车载移动测量系统开发的基于立体影像的几何量测软件,将每张影像对应的定位和定姿数据转换成影像的外方位元素,从而在立体影像上进行地物的几何信息(坐标、长度、面积等)的量测工作,并以专题图层的形式存储在ArcGIS的Geodatabase数据库中。

1.2全景影像数据采集及建库方案设计

本次作业采用带有GPS定位功能的360°全景摄影车或便携式360°全景摄影设备,实地获取兴趣点的360°单点全景影像和主要街道的360°连续全景影像。本次影像不包含对涉及个人隐私和安全保密内容的影像进行脱密处理。1.2.1拟订采集计划1)根据业主要求,确定需要进行360°影像拍摄的街道和景点,对拍摄区域进行实地踏勘,拟订拍摄方案和实施计划,以便于影像拍摄工作能够有条不紊的实施。2)为了保证影像清晰并尽量减少流动物体(如人、车)遮挡被拍摄的场景影像,影像数据采集应尽量选择天气晴朗的中午进行。1.2.2影像采集准备为了保证影像定位精度,采用GPS差分定位的方法确定每个360°全景影像中心点的空间坐标。在影像采集车进行数据采集之前,提前30min在已知坐标点上架设基站GPS接收机,并量测天线高度,保证与车载移动GPS接收机有同步观测的差分数据,以利于内业的GPS差分处理。1.2.3原始影像采集采用带有GPS定位功能的360°全景摄影车或便携式360°全景摄影设备,实地采集街道、景点在不同方向上的连续的原始影像,获取制作360°全景影像的图像素材。1.2.4影像拼合采用专用的影像拼合软件对同一时刻、同一点上获取的不同方向上的多张影像进行调色、拼接处理,形成带有方位和空间坐标信息的单个全景影像。1.2.5影像位置信息处理采用GPS差分定位技术,对每个全景影像的定位信息进行处理,获取更高精度的全景影像定位信息。1.2.6建立全景影像库按照统一的文件命名规则对拼合好的全景影像进行命名,建立每个全景影像的坐标文件和元数据文件,并提供索引目录,建立全景影像库。元数据文件的主要内容包括产品名称、生产日期、坐标系统、传感器、数据源、数据分辨率、数据格式、影像采样间隔、影像方位、影像基准点的空间坐标等。

2结束语

全息影像范文4

【关键词】 全息投影;审美感官;舞台演出

[中图分类号]J81 [文献标识码]A

随着虚拟技术的不断进步,虚拟3D全息投影效果渐渐走进观众的视线,实现了人们对视觉与信息载体之间的审美需求,目前,全息投影技术已经成为传输载体的研究内容。全息投影技术也被称为虚拟成像技术,2015年羊年春节晚会的舞台美术设计中就应用了这一成像技术,使舞台效果和应用形式比以往更加新颖独特。

一、全息投影之灵动成像

全息投影是利用干涉、衍射原理记录并再现物体真实形态的成像技术,它有记录和再现功能。其设备由全息投影仪、全息投影幕、全息投影膜和全息投影内容等构成。首先,干涉原理记录了物体的光波信息。其拍摄过程是记录被拍摄物体在激光辐射下形成的漫射式光束,将激光作为参考光束射到全息底片上,并和物体光束叠加产生干涉,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束的所有内容采集下来,采集片经过显影、定影等处理后,便形成一个有全息内容的全息图片了;其次,衍射原理是再现物体光波信息的方法。[1]30全息图片似一组复杂的光栅图,在激光投影仪的照射下,一张线性记录的正弦型全景图的衍射光波可出现两个成像,一个是物体的原来面貌、一个是原来面貌与衍射曝光相融的图像,两个成像各点的光信息可以同时呈现到整个图片中,并在全息膜中形成立体感较强的三维物体。

根据以上原理,我们可以简单制作出一个简单的全息影像:先设计好模型主体,并用软件把主体的前、后、左、右四个角度的模型转换成动态视频,然后发射到围成正方形底边的锥形透明膜中,为了达到观看效果,可把锥形周围设计成深色区,这样随着播放我们就能清晰的看到透明膜中间有一个动态全息影像了。

全息投影分为180度全息投影、270度全息投影、360度全息投影和舞台幻影成像、展示幻影成像、空气雾幕成像等类型。180度全息投影适用于单面展示,一般多在成像面积较大的投影场合中使用;270度和360度又称为360全息,是悬浮在实景中的半空成像,多用于展示较复杂较精密的物体,能真实完美地表现物象六个角度的动态变化。全息投影与普通的投影成像不同,普通投影成像是突出二维平面空间,只是记录物体表面的光色分布,不能完成记录物体反射光的振幅信息没有立体感。[2]全息投影拍摄以激光为照明光源,进行多角度摄像,通过激光投影机,将多角度的摄像视频投射到全息投影膜上,从而实现图像叠加后的立体效果;舞台幻影成像是利用摄影技术将拍摄对象以外的空间用色彩进行遮罩,后把拍摄对象放置在布景箱中与场景合二为一,把拍摄对象随时加入变换场景中,获得一种虚实变换的幻影效果。

二、全息投影效果符合现代人的审美感官

电视艺术是随着时代的进步而发展的,它是时代特征、精神追求的脉搏。“中国电视文艺晚会品种繁多、异彩纷呈,使得中国电视文艺形成一道十分独特的风景线。”[3]舞台演出消费倾向的姿态转变,契合了科技的发展步伐,其转变的动力是提升电视艺术的精神价值、思想高度、艺术品质,让我们的电视艺术作品有新的看点、新的技术体验。

电视艺术是依靠技术发展的行业,它的产业发展是迅速的,从标清到高清、由单向闭路发展到模拟信号、从模拟信号到交互式数字信号。观众和市场多元化的新需求、影视和网络融合发展的新需要,全息投影技术的影响势必会远远超出电视行业。2015年第23届中国国际广播影视发展论坛在京举办,其间,智能电视、数字网络平台、高质量完成视听内容、推动科技与文化融合发展是论坛的主体内容,也是2015年影视业发展面对的新趋势。电视的发展有技术的创新,节目的创新也要有新技术的痕迹,电视作为传播媒介,它是技术的见证者、记录着、传播者同时也是推动者,重视新媒体技术的渗透体现自身的优势,在艺术表现上吸引观众、得到观众的认可,才说明符合了时代的审美需求。

目前,人们对信息化时代下的信息传递,已不再满足于只在2D平面中获取信息,要求在信息实时获得的同时还要追求真实感、立体性、互动效果等。全息投影技术赋予了电视节目或舞台再现三维立体感的效果,可让观众看到信息中提到的人物、景物等形象――如走动、舞蹈;或根据场景空间放大、缩小物体形象;或根据环境色彩要求,同步对着色物体的色调作瞬间改变。全息投影呈现时,主持人、观众或所有的参与者可与影像进行合唱、共舞等互动,影像可以设置惯性的物理属性在互动时呈现出多层次的交流效果。互动感的逐步实现,可以让传统节目的幻灯片式的播放效果逐渐得到转变,在电视节目的播出形式上加入新的元素。全息投影效果应用领域很广,人们除在晚会、舞台中看到全息技术外,在博物馆、商业展示、医学成像、建筑等领域也都有机会与全息投影不期而遇。全息投影为观众带来了憧憬,观众不会只满足于在某一平板设备上能观看电视节目,人们还可能会问:何时眼见的平面物体会随眼球的捕捉立体化?对全息投影效果的追求,更贴近现代人消费的智能化需求。

三、全息投影技术在舞台演出中的不间断应用

春节联欢晚会使用的全息投影技术,让全国观众渐渐认识到了全息投影舞台的视觉效果。作为备受关注的舞台,春晚为全息投影技术的推进增添了新的动力,全息投影将越来越多地融入晚会与影视制作中。

在2015年羊年春节晚会上,观众看到了全息投影效果,这是在李宇春演唱《蜀绣》的节目中应用的,也是整个春晚舞美设计应用造价最高的制作(图1)。《蜀绣》节目舞美设计使用的是45°全息投影膜,在地面有一块LED屏幕,预先制作好的视频在LED上播放,通过45°全息投影膜把可见光折射到观众眼中,由于舞台高于观众视线,观众是看不到地面屏幕的,这样舞台就凌空出现了神奇而立体的效果。人们看到舞台上飘动着纷飞的红莲、李宇春出神入化的点手画月,动静繁简相得益彰。此刻,人们难以辨认哪一位是真正的演唱者,四个李宇春如同台献艺,她与全息的冬冬、夏夏、秋秋的互动十分真实,这要靠前期排练的经验来把握,是根据视频播放的效果节奏去表演而实现的。

人们可能会记得萨顶顶演唱《万物生》时的舞台效果。萨顶顶的音乐具有很强的流动感,是自然生长的万物与神奇变换心灵的契合,她用独特的嗓音、乐曲配合当今世界上前卫时尚的电音舞曲,形成独立的风格,传承和表达了一种来自东方的古文化。配合《万物生》歌曲的风格,晚会舞台上空有很多类似灯泡的全息投影仪,舞台地面是透明的玻璃,在玻璃下面安装有不少全息投影仪。首次大规模应用全息LED投影显示屏,所谓全息LED投影显示屏就是多位安装LED立体全息投影幕,用以配合全息图片内容来完成立体化效果。舞台上从空中飞落的花瓣,伴随着云的起伏而舞动,让观众感受到了激越、空灵、遥远的歌声仿佛来自遥远的云端,它一路飘来盘旋飞舞萦绕徘徊,又渐渐变淡飞远。舞台光色变幻,飘渺的云忽远忽近和歌声幻生的翅膀交相辉映、轻轻舞动。正是因为全息投影的加入,延伸了晚会场景的纵深感和空间感,达到了以虚拟表现真实的全息效果,这也正是歌曲意境所追求的空灵效果。由于《万物生》歌曲的场景要求较复杂,台型变化较梦幻,所以要求天幕与演员脚下的LED地面可以打出相呼应且变化的图形,让观众能够在视觉上体验到万物复苏的场景。

另外一个例子是杨丽萍表演《孔雀舞》时的节目效果。这个节目主要是用舞台美术效果突出杨丽萍舞姿的优美,舞台设计中不需要出现过多的变化、或缤纷的色彩,因为演员本身已具有很扎实的舞蹈表演技巧,舞者的每个动作每个关节的变化都能传递出优美的舞蹈语言,其胜过舞台的千变万化。那么舞台的设计要点主要是在最后孔雀开屏的时候,把握住准确的开屏时间、位置、效果等因素,在开屏那一刻我们看到了地面LED与天幕中相呼应的孔雀开屏的惊艳效果。

在金鹰电视艺术节开幕式晚会中,观众目睹了金鹰飞翔的全息投影效果,激情四溢的艺术节晚会在金鹰飞翔的梦幻中拉开序幕。舞台上空出现一位盛装华丽的金鹰女神,她踏着雄鹰腾空高飞,伴随着一段悠扬清新的乐曲,星空璀璨的舞台渐渐隐入了淡淡的宁静,随后舞台灯光倾泻而下,这位穿着金色长裙的金鹰女神轻盈地落在了展翅的金鹰背上,随着观众的掌声,金鹰女神轻盈升起并飞到观众坐席上空,她盘旋飞舞越飞越高,展示了金鹰追梦的精彩主题。金鹰飞翔的创意蕴涵着生机勃发、传媒融合、追逐梦想的寓意,也正契合了电视艺术要与时代同行的主题风格。金鹰电视节有三大篇章:展示我国电视产业快速发展的现状、融合民族悠久文化的电视文艺作品百花齐放丰富多彩的魅力、弘扬电视人传承中华传统文化的使命。晚会是以经典回眸、剧情再现、歌舞表演等艺术形式展开的,舞台设计用了实景和全息投影两种方法,现场观众仿佛身临每首歌曲意境,随着一一展开的节目主题共同目睹了中国电视发展的丰富历程。

青岛举办《蓝色畅想》的晚会现场,则运用了艺术手法对青岛海洋的地域文化进行了提炼,着重在舞台上用全息效果突出了当地的阳光海滩、海岸:如青岛蜿蜒的秀美海滨,崂山的独特景观,碧海扬帆、啤酒狂欢等青岛城市最为独特的地域风情,整场盛会是帆船之都青岛的全息投影技术盛会。

初音未来演唱是国外或说是世界上第一次全息投影技术的演唱会,陆续还在美国洛杉矶演唱会舞台应用过。[4]这次是利用模型进行编舞,得到编舞动作后加了语音合成,如MMDAgent语音合成技术,可以基于模型和动作完成语音同步,后来也较多用于展示行业。

演唱会使用了实时四分屏合成,现场有四块3D全息透明屏幕,全息成像面积超过15平方米,一台高流动的投影配合已经制作好的人物三维动画内容投射到全息透明屏幕上,让2D人物通过全息投影配合音乐能真实地跳起来、动起来;观众也不受环境光线的限制,如果周围光线很亮,全息透明屏幕可以调节透明度,让全透明的舞台上只留下形象,全息透明屏幕的局部粒子浓度显示出不透明效果并成像。观众首先看到一位身穿着水手服、身高1.58米、体重大约42公斤、将绿色头发梳成两条长辫的16岁少女,袅袅婷婷地来到他们面前。她是一位虚拟的歌手。在长达2个小时的晚会中,人物不断更换,服装也不断更换,让观众领略到了技术的魅力,感受到了超乎寻常的震撼。

全息投影应用是新技术进步的阶段性呈现,全息投影技术的难点在于如何解决全息投影的采集、投射和交互等问题;到目前为止,还没有只靠空气介质就可以完全成像的技术。随着技术的成熟完善,会出现更多的为观众展示绚丽视幻的效果。

春晚舞台是节目创新、演员新人辈出、技术更新的平台;是大众文艺和主流文化融合的舞台;是传统民间民俗与不断求新的现代媒体交流的空间,是一场不可或缺的年度盛宴。社会学家、民俗学家艾君在撰文中曾表示:“这个诞生在改革开放初期的电视综合文艺形式已经成为家喻户晓、闻名海外的春节期间节目文艺大餐;成为所有炎黄子孙追求和谐、进步、吉祥的民俗盛典。”[5]21那么,春晚呈现的各类艺术包括了融合中的文化、发展中的技术。随着投影方法的不断应用,全息投影效果带给观众一个全新立体表现的世界,看到的舞台是多空间的、人物可跨越时空的变化,可以想象春晚延伸出来的全息投影技术将会越来越多地出现在人们视野中,并成为一种观赏习惯。

科技的进步多是来源于人的想象,我们在星球大战中看到了莱娅公主的全息投影成像,在阿凡达中又看到一个地球入侵者的军用设备――全息沙盘显示系统。科幻片总是把想象的结果突然就带到了我们面前,那时观众可能还在遥想某种效果,最快也要若干年后能出现在我们生活中、或被我们应用,就像春晚舞台的科技,让你又觉得本来是科幻的事物来的如此之快、应用如此之广。科幻之所以让舞台有了模仿应用的意念,是因为科幻为艺术作品带来了超想象力的元素,是观众从内体验过的视觉效果,这种效果影响着观众的思维,并同节目达成了认知,完成对文艺作品深层次的理解。

结 语

全息投影效果目前只有新技术进步的阶段性呈现,今后出现的全息投影技术将会是时代的变革,在完成设备实现拍摄物体向即时全息投影转化后,就能走向拍摄终端到网络化的转变,实现电视与网络相连接的输出端结合,进行全息播报。随着科技的进步与发展,全息投影技术的成本也会越来越低,它可以随时用来生动形象地演示事件的发展过程。

参考文献:

[1]周海宪,程云芳.全息光学[M].北京:北京化工工业出版社,2006.

[2]孔彬.全息立体显示技术助推裸眼3D发展[J].中国数字电视,2012(6).

[3]彭吉象.精益求精 创建品牌[J].中国电视,2014(12).

全息影像范文5

关键词:PACS;区域医学影像数据中心;存储系统

中图分类号:TP392 文献标识码:A 文章编号:16727800(2013)009012503

作者简介:陈彬彬(1975-),女, 硕士,雅安职业技术学院讲师,研究方向为多媒体技术及其应用。

0引言

在2009年颁布的《中共中央国务院关于深化医药卫生体制改革的意见》中提出大力推进医药卫生信息化建设,明确了信息技术的应用是医改的重要任务之一。在国家新医改政策实施过程中,现代医院的信息化建设和业务网络化应用程度得到了飞速的发展,数字影像设备在各级医疗单位应用广泛。PACS(影像归档和通信系统)系统作为医院信息化建设的重要组成部分,与医疗诊断环节紧密结合,已成为病人诊治的重要依据。医疗信息化的发展,使各医疗机构之间信息的共享成为必然趋势。创建一个区域化的医学影像数据中心,提供医疗机构之间信息和存储设备的共享平台,将起到支撑区域医疗发展,提高医疗服务水平的重要作用。

1区域医学影像数据中心概述

1.1区域医学影像数据中心功能

随着我国医疗卫生事业的发展,数字化医学影像设备在医学诊断中的应用越来越多,与临床各学科的结合也日益紧密,在医疗诊治工作中发挥着相当重要的作用。PACS系统是利用计算机和网络技术对医学影像进行数字化处理的系统,主要包括数字化医学影像的采集、存储、传输和重现等,该系统所需设备和技术与传统的文字信息处理系统差别很大。许多医院在建成了全院PACS后,医学影像数据呈海量增长,其管理和使用成为急需解决的问题,医学影像数据中心的出现解决了这一难题。目前区域医学影像数据中心一般由政府部门建设,统一架构将各医院的医学影像数据集中存储和共享。区域医学影像数据中心采用基于安全存储和高效检索的IDC(Internet Data center)体系架构,集成了安全环境和专业服务环境,向各级医疗机构及医政管理部门提供医学影像信息存储和共享服务。以医学影像数据中心为平台,利用网络将各医院的医疗影像数据集中交给专业人员进行专业化管理,医院不需管理日益膨胀的海量影像数据,可以更专注于对病人的诊断治疗。对于数据中心的数据实现区域化数据共享,不同医院之间可以互相调阅被作为重要诊治依据的医学影像资料、诊断结果、电子病历等相关信息,对患者在不同医院和不同时期的就诊数据进行跟踪,报告互认共享,初步实现基于医学图像的远程医疗,有利于减少重复检查费用,降低医疗成本,提高诊治的有效性。汇集到数据中心的数据还可以为更多的机构服务,如医学院可向数据中心申请对医学影像数据的借阅,起到了医学影像教育和培训平台的功能。

1.2区域医学影像数据中心系统设计要求

区域医学影像数据中心特别强调的是资源的充分共享和流程运作的一体化,优化医疗资源和提高诊疗水平。该中心以实现区域数字医学影像信息实用共享为目标,基于业务分布、数据集中的管理模式,采用区域化集中式存储管理架构,建立区域医学影像共享应用系统,确保医学影像数据的集中归档管理和存储。区域医学影像数据中心实现市、区级阅片、诊断、报告、会诊(TDS)、管理、业务应用和数据挖掘分析等的全面应用和管理;支持区域医学影像资源专家库和区域远程影像会诊中心的建立;支持区域内各级医院调阅在本区域内就诊的病人影像信息和诊断信息;支持区域医学影像教育和培训平台的建立,实现资源共享。在新的模式下,患者的医学影像资料由前端的医疗设备采集后,通过交换机传送到中心服务器,并存储在中心数据库中。当有影像数据应用需求时,服务器会通过网络将图像传输给相应的临床医生的终端,或者传输到科室的工作站。医学影像共享应用系统须遵循国家及医疗卫生行业的信息化数据标准或规范,如HL7 CDA、DICOM、ICD10、电子签名法、电子病历国家标准等,能够确保数据的准确性、可靠性、完整性、安全性及保密性。在大量数据环境下能保证系统的运行速度;有数据迁移功能和技术;能确保数据存储及共享的标准化。

1.3医学影像数据中心体系结构

区域PACS在各级医疗机构以及医疗主管部门之间通过专用网络或公共网络进行影像同步和传输,主要实现跨医疗机构的影像共享和中小医疗机构的影像托管。区域影像数据中心采用符合IHE相关技术规范的应用架构,建立三层体系结构,自下而上是资源层、服务层、应用层,如图1所示。各层有相应的功能构件,来实现服务器系统、存储系统、区域内医院各种异构PACS的集成、系统安全和数据安全以及运行维护管理等方面的功能。当需要扩展影像数据中心的功能时,通过在服务层增加对应的功能模块来实现,充分体现了系统的可扩展性。

2区域医学影像数据中心存储技术

2.1区域医学影像数据中心影像存储系统设计要求

医学影像数据具有占用存储空间大、保管时间长的特点;数据类型复杂多样,主要是大量的图形和影像等信息:使用时响应速率要求高。区域医学影像数据中心采用DICOM标准来统一管理影像数据,归档数据统一存储,必须配有专门的服务器、磁盘阵列、光盘库、磁带库,以支持影像的在线、近线和离线存储,满足医学影像资料存储空间巨大的需要。区域医学影像数据中心负责存储和处理PACS系统中的在线影像和归档过期的影像,对存储系统的要求有:影像数据完整无缺失;数据访问的高效率,及时响应医生在各工作站上提出的各类检查影像的调阅申请;支持异质存储设备,即不同厂商提供的不同类别的存储设备;无限扩充系统在线数据存储容量,各级存储点可自由增设,且存储容量可扩充;灵活实用的存储策略规划;支持服务器集群机制,保障系统24h不间断服务。

2.2医学影像数据智能分级存储管理

区域医学影像数据中心的建立解决了各医疗单位日益膨胀的医学图像数据安全高效存储的难题。依据影像数据存储要求和数据量,在集中统一存储和管理的架构下,医学影像数据大多采用多级存储和管理结构,分为影像在线存储、近线存储、离线存储三级,如图2所示:

(1)在线存储:集中存储区域内各医疗单位产生的短期(3个月)在线影像数据,供各医院医生及医政管理机构快速地通过网络实现查阅。在线存储需要大容量、高性能存储器,能满足工作站高频率的访问、读取、写入请求。设备存储介质采用高转速、高接口带宽的SAS/FC高速磁盘,具有访问速度快、吞吐量大的特点,但存储空间有限,单位存储价格较高。

(2)近线存储:集中存储区域内各医疗单位产生的超过一定期限的影像数据,在某一时刻存储设备中只有少数存储介质在线,要获取所需影像数据时通过各种优化算法将其加载到系统中,提供安全、及时、准确的数据访问。设备存储介质采用大容量SATA硬盘,可集中存储区域内5年的在线影像数据,每GB的存储价格最低。近线存储满足数据精确定位及存取要求所耗费的时间长,智能化程度低,需要一定的手工操作与管理。

(3)离线存储:各医院的过时(5年以上)的医学影像数据交由数据中心统一存储和管理。医学影像数据中心服务平台与各医院的PACS系统相连接,通过VPN专线将影像数据定时上传。离线存储在安全性、大容量等方面提出更高的要求,存储介质以磁带库(AIT)和光盘塔为代表,将影像数据刻录在磁带或光盘存储介质上,按时间顺序垒放在档案柜中,实现医学影像资料的永久性海量存储。

通过合理配置各级存储设备容量构建的医学影像数据在线、近线和离线三级存储系统,在一定程度上解决了海量影像数据的长期存储与管理问题。

2.3影像数据存储解决方案

区域影像数据中心以存储和查询为主要应用,而影像数据存取的效率与存储架构密切相关,可以使用大容量存储器实现海量永久存储要求,使用高速存储设备满足影像高速率的存储要求。目前常用的存储架构有:

(1)以服务器为中心的直连式存储(Direct Attached Storage,简称DAS)是将RAID硬盘阵列直接连接到服务器扩展接口的数据存储设备,有近40年的使用历史。DAS依赖服务器主机操作系统进行数据的存储维护管理,大量占用服务器主机资源(包括CPU、I/O等),数据流需要回流主机后再存储到与服务器相连的磁带库。由于DAS本身是硬件的堆叠,不带有存储操作系统,存储效率较低。另外直连式存储的数据量越大,存储和恢复操作耗时越长,对服务器性能的依赖性就越大。

(2)以数据为中心的网络附接式存储(Network Attached Storage,简称NAS)是一种任务优化的直接与网络介质相连的存储设备,每个设备都分配有 IP 地址,所以客户机通过充当数据网关的服务器来实现数据的集中存储与访问。NAS具有网络服务器的功能,能够提供独立的存储空间和设置文件夹或文件的存取权限,通过以太网接口实现存储设备与LAN的互连,支持数据从服务器中传送到外接的磁带机上,保证数据安全和快捷备份。

(3)以网络为中心的存储区域网络(Storage Area Network.,简称SAN) SAN是一种基于光纤通道技术的高速网络或子网络,提供在计算机与存储系统之间的数据传输。SAN的传输介质是同轴电缆和光纤,以专用SAN光交换机(或光集线器)为核心,与配备光纤接口的存储设备(如磁带库、磁盘阵列等)组成一个专用存储网络系统。非光纤连接的存储设备(如基于SCSI的存储设备等)可通过网桥、路由器等互联设备连接到SAN中。SCSI 和 iSCSI 是使用较广泛的两种存储区域网络协议。

SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问,提高了存储效率和具备更强的升级能力,适合做数据库服务器存储;NAS可提供多台服务器文件系统级的共享,适合做文件服务器;DAS存储效率低,逐渐被淘汰。在区域影像数据中心存储应用中,建议采用FCSAN(FC,Fiber Channel光纤通道)存储架构,SAN可简化数据管理及实现集中控制,允许服务器连接到任何存储阵列中,不仅增加系统存储容量,而且方便服务器实现数据的直接存取。基于SAN的存储架构能更好地满足医学影像数据中心日益增长的存储和查询需求,实现对医学影像数据的高效管理和维护。

2.4医学影像数据存储、查询的实现

区域数据中心的存储系统存在两种数据存储类型:关系数据库和文件。影像文件通常以文件的形式存储,而病人基本数据则采用关系数据库存储。

影像数据存储格式遵循DICOM(医学数字图像存储与通信标准)规定,DICOM医学图像文件的后缀名为.dcm,一般的图像处理软件不支持该种格式。DICOM文件包含文件头和数据集两部分,其中DICOM文件头包含病人信息(如ID号、姓名、性别、年龄等)、图像信息(如生成日期、采集设备型号、厂商信息等)、文件大小等数据。图像数据集部分存储数字医疗设备的原始图像数据,其数据量大小因医疗设备而异。

PACS大部分是基于文件系统的。病人的某次检查的所有DICOM影像数据,以文件形式单独存放在文件服务器上为该次检查建立的文件夹下,而其相关信息如:病人信息、医疗信息、诊断分析等文字信息及医学影像文件的物理存储路径以记录的形式仍旧存储在关系数据库服务器中。该数据库记录使得影像数据与病人信息之间建立起了索引关系,客户端在查询某个病人的影像资料时,首先从数据库服务器上依据病人ID、姓名等基本信息索引出相关影像资料存储的路径,然后登陆文件服务器,在该路径下读取所需影像资料。

2.5医学影像数据中心安全措施

(1)链路安全:二级以上医院均采用双链路、双路由器做热备份。

(2)数据安全:通过存储消冗网关对数据进行重复数据删除、数据自动归档及网络查询调用,实现数据绿色智能存储;中心容灾架构,实现正常情况下的数据备份、遇到不同灾难时的数据修复,确保数据无损;在应用层面进行数据加密传输防止数据外泄,数据库行为审计防止非法数据操作。可实现对归档信息及归档操作日志的记录,并可以查询某个时间范围的归档日志或用户操作日志,方便管理员对归档过程的监控。

(3)边界安全:在数据中心和医疗机构间架设防火墙、入侵检测,数据中心和公众服务区用网闸隔离。

(4)虚拟机安全:采用虚拟化技术,打造计算资源统一管理、按需分配的基础架构云计算平台,占用资源少,升级维护简单。

(5)业务安全性:关键业务采用负载均衡技术,有效提高业务的连续性。核心业务利用医院原有设备,将数据同步至医院。

3结语

在建立医学影像数据中心之后,可以逐步完成各级医疗机构的PACS系统集成,并在建立和完善医学影像数据库的基础上实现各医院的远程会诊,具有在会诊医生之间进行高效影像综合信息传输功能。医学影像数据中心的出现突破了医院局域网限制,使优质的医疗资源得到高效共享,医生可随时随地了解患者的情况并给予及时处理,这样不仅可以提升医生的工作效率,还可以提高患者的满意度。区域医学影像中心的建立与使用为我国医疗的现代化及医疗资源的高效利用,提供了更为广阔的应用前景。

参考文献:

全息影像范文6

关键词:全息术;虚拟视窗;空间光调制器

中图分类号:TN391 文献标识码:A

1947年,Dennis Gabor为提升电子显微镜分辨率提出了全息术理论。即通过记录物体上电磁波干涉的振幅和相位分布情况,产生相应的全息图,再利用适当的相干再现光照射全息图,使物体的影像再现。

全息术很快获得了科学家们的青睐。随着社会进步,传统的二维显示已经无法满足人们的需求,要求更高画质的画面显示课题被提了出来。由于通过全息显示技术能够在空间中精准地构建图像,使得该技术在三维立体显示方面独占鳌头。但是伴随电脑时代的到来,全息术显示的两项固有缺陷也逐渐显现出来。

高显示分辨率难以达到。为了同时满足多个观看者的需求,可视角度必须大于60°,这就要求像素间距至少保持一个光波的长度,意味着一个47in的全息显示屏的分辨率将是同尺寸HDTV的250,000倍。

数据量和处理能力的不匹配。相对二维显示而言,全息术显示每一显示帧的运算处理都要经过更多步骤,涉及诸多复杂运算,包括傅立叶转换等。由于大量的像素点和庞大的数据处理量需求,处理实时全息显示图需要由具有几百Peta-FLOPS能力的计算机来完成,接近于每秒1017 浮点的运算处理量。这样的需求远高于目前计算机的数据处理能力。

传统的全息显示方法通过空间光线调制器的傅立叶平面,实现物体的影像再现。由于多重衍射级交迭的影响,使得物体影像的尺寸受限于空间光线调制器的衍射级。影像尺寸(h)可以通过公式h =λd/p计算得出,其中λ代表光波波长,d代表调制器和物象的距离,p代表显示像素截距。

例如当λ为633nm,d为500mm,p为10μm时,得到影像大小为32mm。成像出这样一个32mm的影像,像素截距就要达到10μm的程度。另外,像素点的具体数量取决于可视角度。典型的全息成像系统由1,500万到1亿个像素点和高频的声光调制器构成。如果要对一个0.5m的物体进行可视角±30°的全息视差显示,估计大约需要1,012个 像素点。

新型的全息术显示与传统的全息术显示根本差别在于成像的目标。传统全息术的主要目标是再现物体,影像可以在一般观测位置以外的区域内被观察到。

有别于传统技术,新型全息术显示的主要目标是再现物光波前。物光波前是对空间中存在物体的一种真实反映。观测者可以通过一个虚拟视窗,或远或近地观看这个再现的物体。虚拟视窗中包含傅立叶面和全息图傅立叶转换,它的尺寸受到傅立叶转换衍射级的限制。

图1是这种新型全息术显示的示意图,其中包括傅立叶转换透镜、空间光线调制器和观察者的视线。连续足量的光线穿过透镜到达空间光线调制器,三维景物全息图在调制器上进行编码。物像能够在以物点为圆心、波阵面可及的球面内被观测到。需要将图景内所有物点叠置于单个全息图上。

如图1,物点的物光波前信息在整个空间光线调制器上进行编码。调制后的再现图像的可视范围比人眼瞳孔的空间位置大得多。由于人眼只感知传递到瞳孔处的物光波前信息,所以大多数的信息被浪费了。

与之相反,新型全息术显示限定了信息量,只有在需要的空间位置,才会有相应的波阵面信息产生,例如人眼瞳孔位置。

如图1所示,在人眼前设置一个虚拟视窗。物像的波阵面信息编码后被限制在空间光线调制器的一定区域内,我们称之为亚全息图。亚全息图的位置及尺寸由虚拟视窗经过物点在空间光线调制器上的投影所决定,见图1。只有与观测位置相关,且通过亚全息图的光线才可以到达虚拟视窗处。亚全息图之外的物点波阵面信息将不会到达虚拟视窗而损耗。

通过追踪视窗调节像素尺寸

新型的全息术可以有效地降低空间光线调制器的截距限制。新型的全息显示配有一个人眼位置感应器和人眼与虚拟视窗间距追踪系统,即左右眼各对应一个虚拟视窗,这样可以缩小虚拟视窗的尺寸。前面提到过,在虚拟视窗中进行全息图傅立叶转换,调制器的像素截距决定了衍射角度和视窗尺寸。一般当像素截距为50μm,空间光线调制器与物像的间距离为2m时,相应视窗为20mm(光波波长为500nm,h=λd /p)。这样全息术显示器可用于电视。

由时间、空间多路复用技术构成的虚拟视窗,可以供多位观察者同时观看。

限制影像尺寸大小的不是像素截距,而是空间光线调制器截距。三维物像可以位于虚拟视窗与调制器构成的锥体空间内的任意一点,如图1中虚线所示。影像也可以位于调制器的前方或后方。传统全息显示的影象尺寸则是被像素截距所限。

亚全息图的实时编码

影响全息成像技术发展的第二个因素是数据量和运算速度。图2所示的是物像如何以小亚全息图的方式编码,以降低运算复杂度。

物像的尺寸和方位被虚拟视窗与亚全息图所限定,这表明每一条由视窗边缘发出且经过物像的光线都会在空间光线调制器或全息图上显示。每个亚全息图都将根据其在调制器上的情况,在一个球星空间内再现物像。这样多个亚全息图经过物像再现,构成了一个完整的三维影像。

亚全息图的尺寸决定于虚拟视窗的大小和物像的位置,一般为10mm(大约4in),远小于全部全息图(至少20in或更多)的尺寸。对每一个球面全景像只需分别对它的小亚全息图进行运算,从而有效地降低了运算的复杂度,而传统全息术需要对整个图景中每一个物像点的物光波前信息进行运算。

在实际运算过程中,构建一个实时全画面高清图像只需要进行1位TFLOPS的数据量处理,不久的将来推出的新型图形处理器就可以很好地完成这样的数据处理工作,并且能与现有的ASIC系统兼容。

减轻相干斑现象和高阶衍射效应

基于虚拟视窗的作用,新型全息术在减轻相干斑方面与编码技巧改进方面一样做得非常出色。由于亚全息图编码只需在其相应区域内进行,在不影响物像分辨率的情况下,光源的空间和时间相干性能够被有效降低。通过空间和时间的平均化分配,可以更进一步减轻相干斑。这些方法可以降低95%的相干斑。

全息显示技术基于光线衍射,将会产生高阶衍射效应。由于虚拟视窗的尺寸已被调制器衍射级限定,亚全息图便可以有效消除高阶衍射效应。为保证所有观看者的视觉效果,减轻高阶衍射效应的硬件改进方法也已经被提出。

结论

新型全息显示技术的关键是,它再现的是由真实物像产生的物光波前,而非再现物像。虚拟视窗技术在保证显示效果的情况下,限定了像素尺寸。亚全息图的编码可以通过图形处理器或ASIC来完成。SeeReal公司的新型概念全息显示器可适用于电脑、电视和手机。

在过去10年中,三维立体显示技术飞速发展,但立体物像和自然实景的视觉差异,阻碍了三维显示技术的市场化进程。大体上讲,只有电子全息成像术才能够比较好地完全再现三维景象。

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