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    全息摄影原理(全息摄影基本原理)

    摄影器材  2022-12-141030

    1. 全息摄影基本原理

    干涉原理。全息照相是根据光的干涉原理,所以要求光源必须具有很好的相干性。激光的出现,为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性和时间相干性,实验中采用He-Ne激光器,用其拍摄较小的漫散物体,可获得良好的全息图。

    2. 拍摄全息照片的原理

    全息投影技术原理

    1、干涉原理

      在投影之前,需对所投的“影”进行录制,这是全息投影技术的第一步,即利用干涉的原理对光波信息进行记录,完成拍摄的过程。在拍摄的过程中,一部分激光辐照被摄物体使之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并与物光束相叠加产生干涉,干涉作用将物体光波上各点的相位和振幅转换成在空间上变化的强度,并利用干涉条纹间的反差和间隔将其全部信息记录下来,记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理后,便成为一张全息图,即全息照片。

    2、衍射原理

      完成拍摄过程形成全息照片后,第二步便是基于该全息图利用衍射的原理再现物体光波信息,完成成像过程。在成像过程中,全息图受相干激光照射,形成原始象和共轭象两个图像,其再现的图像具有很强的立体性和视觉效果。由于全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,因此全息图的每一部分都能再现原物体的整个图像,经多次曝光后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。

    3. 全息摄影的原理

    1947 年,英国人丹尼斯盖博(Dennis Gabor)在研究电子显微镜的过程中,提出了全息摄影术(Holography)这样一种全新的成像概念,并获得了诺贝尔奖。全息术的成像利用了光的干涉原理,以条纹形式记录物体发射的特定光波,并在特殊条件下使其重现,形成逼真的三维图像,这幅图像记录了物体的振幅、相位、亮度、外形分布等信息,所以称之为全息术,意为包含了全部信息。但在当时的条件下,全息图像的成像质量很差,只是采用水银灯记录全息信息,但由于水银灯的性能太差,无法分离同轴全息衍射波,因此大量的科学家花费了十年的时间却没有使这一技术有很大进展。

    1962 年,美国人雷斯和阿帕特尼克斯在基本全息术的基础上,将通信行业中“侧视雷达”理论应用在全息术上,发明了离轴全息技术,带动全息技术进入了全新的发展阶段。这一技术采用离轴光记录全息图像,然后利用离轴再现光得到三个空间相互分离的衍射分量,可以清晰的观察到所需的图像,有效克服了全息图成像质量差的问题。

    1969 年,本顿发明了彩虹全息术,能在白炽灯光下观察到明亮的立体成像。其基本特征是,在适当的位置加入一个一定宽度的狭缝,限制再现光波以降低像的色模糊,根据人眼水平排列的特性,牺牲垂直方向物体信息,保留水平方向物体信息,从而降低对光源的要求。彩虹全息术的发明,带动全息术进入了第三个发展阶段。传统全息技术采用卤化银等材料制成感光胶片,完成全息图像信。

    20 世纪 60 年代末期,古德曼和劳伦斯等人提出了新的全息概念———数字全息技术,开创了精确全息技术的时代。

    到了 90 年代,随着高分辨率 CCD 的出现,人们开始用 CCD 等光敏电子元件代替传统的感光胶片或新型光敏等介质记录全息图,并用数字方式通过电脑模拟光学衍射来呈现影像,使得全息图的记录和再现真正实现了数字化。数字全息技术的成像原理是,首先通过 CCD 等器件接收参考光和物光的干涉条纹场,由图像采集卡将其传入电脑记录数字全息图;然后利用菲涅尔衍射原理在电脑中模拟光学衍射过程,实现全息图的数字再现;最后利用数字图像基本原理再现的全息图进行进一步处理,去除数字干扰,得到清晰的全息图像。

    数字全息技术是计算机技术、全息技术和电子成像技术结合的产物。它通过电子元件记录全息图,省略了图像的后期化学处理,节省了大量时间,实现了对图像的实时处理。同时,其可以进行通过电脑对数字图像进行定量分析,通过计算得到图像的强度和相位分布,并且模拟多个全息图的叠加等操作。

    必须需要认清的一点:真正的全息成像目前还没有真正进入应用阶段。其实,目前我们所能看到的关于全息 3D 的应用,大多运用的是一种伪装的全息技术——即全息投影。

    真正的全息影像可以不通过过任何介质,从地平线上的空气中就能显示出来影像,而且观看角度可以随意变换,体验者能够从三维立体的画面之中穿梭自如。但是,目前世界上还没有直接通过空气不通过其他介质呈现的技术并没有出现。目前,绝大多数我们看到的舞台表演中运用的全息技术,都是“佩珀尔幻象”或是全息投影技术。

    4. 全息影像什么原理

    全息摄影(在台湾称作全息摄影)是一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、位相)的照相技术。全息照相不仅记录了被摄物体的反射光波强度(振幅)而且还记录了反射光波的位相。如果用特殊激光照射这一全息图时,就可以看到一幅立体图像。全息照片不用一般的照相机,而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二,其中一束照到被拍摄的景物上,称为物光束;另一束直接照到感光胶片即全息干板上,称为参考光束。当光束被物体反射后,其反射光束也照射在胶片上,就完成了全息照相的摄制过程。全息照片和普通照片截然不同。用肉眼去看,全息照片上只有些乱七八糟的条纹.

    可是若用一束激光去照射该照片,眼前就会出现逼真的立体景物。更奇妙的是,从不同的角度去观察,就可以看到原来物体的不同侧面。而且,如果不小心把全息照片弄碎了,那也没有关系。随意拿起其中的一小块碎片,用同样的方法观察,原来的被摄物体仍然能完整无缺地显示出来。全息照相的原理是利用光的干涉原理,利用两束光的干涉来记录被摄物体的信息。

    普通照片是根据景物所反射的光波亮度强弱感光而成的,它只能记录光的振幅信息,拍摄的景物是平面图像,没有立体真实感。只有当光的位相信息也能被同时记下来,并重新表现出来时,照片才能给人以远近深浅的立体感。

    激光全息照相用不着普通照相机所用的透镜,只要把激光分为两束,一束照明物体,使其反射成物波;一束作为参考光直接射向底片。由于从景物上反射的物波,到达底片所经历的光程各不相同,因而位相千差万别,与参考光相干涉的结果,便在底片上同时记下了全部信息。

    全息照相的底片上面尽是干涉花纹。只有用与记录时相同的参考光照明全息底片时,才能将原始物波重现出来。而且,在我们眼睛中,这个立体的再现现象与真实的物体简直无法区分了。

    5. 全息摄影底片拍摄原理

    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。

    6. 全息相机原理是什么

    什么是3D全息投影技术

    3D全息投影技术主要是利用干涉和衍射的原理将物体的三维图像进行再现,是全息摄影技术的逆向展示过程。其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,即拍摄过程;第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,即成象过程。

    3D全息投影制作方法如下↓

    1.工具/原料

    手机、 直尺、小刀(或剪刀)、纸张、笔 光盘塑料壳、一张草稿纸、胶布

    方法/步骤

    1.很简单,用笔在纸上画出:用尺子量出的上底1cm,腰线3.5cm,下底6cm的梯形。

    2.用美工刀裁下画好的梯形

    3.再小心的把光盘塑料壳边角清除

    4.把裁剪下来的纸梯形放在光盘塑料壳上,并用美工刀小心翼翼地将梯形裁下来。ps:请重复此步骤,裁剪出4个同样的塑料梯形来。

    5.不要着急哦,效果马上就出来,然后用胶布粘住塑料梯形的边缘,使之成为一个没有顶尖的“金字塔”。

    3D全息投影技术原理概述

    1、干涉原理:在投影之前,需对所投的“影”进行录制,这是全息投影技术的第一步,即利用干涉的原理对光波信息进行记录,完成拍摄的过程。

    在拍摄的过程中,一部分激光辐照被摄物体使之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并与物光束相叠加产生干涉,干涉作用将物体光波上各点的相位和振幅转换成在空间上变化的强度,并利用干涉条纹间的反差和间隔将其全部信息记录下来,记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理后,便成为一张全息图,即全息照片。

    2、衍射原理:完成拍摄过程形成全息照片后,第二步便是基于该全息图利用衍射的原理再现物体光波信息,完成成像过程。

    在成像过程中,全息图受相干激光照射,形成原始象和共轭象两个图像,其再现的图像具有很强的立体性和视觉效果。由于全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,因此全息图的每一部分都能再现原物体的整个图像,经多次曝光后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全息投影技术应用

    3D全息投影技术应用范围广泛,可以在空中成像,可以与表演者产生互动演出,不管哪种形式,都能够给人们带来震撼的演出效果。其适用领域主要有产品展览展示、发布会、舞台演出、娱乐场所等。

    7. 全息摄影的基本原理

    是指用全息照相技术拍摄的照片。

    全息照相,就是将激光技术用于照相,在底片上记录下物体的全部光信息,而不像普通照相仅仅是记录物体的某一面投影。因此当底片上的物体重现时,在观看者的眼里显得异常逼真,它产生的视觉效应,完全与观看实物时一模一样。

    8. 全息摄影原理图

    全息投影技术的原理:

      摄制原理:

      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。

      在3D投影前,要对物体进行120°的3D摄影。看过3D电影的读者应该知道,如果取下3D眼镜观看,画面有重影而模糊不清。这是因为,银幕上的画面并不是一幅,而是两幅角度不同的画面叠加的效果。

      为了模拟“双目效应”,我们必须拍摄出偏左侧的画面和偏右侧的画面。在拍摄时,其实有两台3D摄像机同时工作,一台偏向演员左侧,记录偏左的图像;一台偏向演员右侧,记录偏右的图像,再通过电脑处理,将两幅图像叠加,便成了3D电影源。

      视觉原理:

      注:此为3D成像时的视觉原理。与此略有不同的是,全息投影实际上是真正地呈现出了3D影像。

      每个人都有两个眼睛,每个眼睛的视角大约为80度,但是两个眼睛一起的视角只有120度,也就是说有40度的视角是重合的,所以我们的左右两个眼睛所看到的的东西其实是不同的,比如你闭上左眼用右眼看或者反过来,就能测试出来效果,左右两眼接收到的物体转发给大脑做判断物体的远近才能形成立体感。3D立体技术就是模拟这个过程而形成的。

      完成摄影后,在放映室里,3D电影源投放在一定角度的银幕上,观众需要带上3D眼镜观看。仔细观察3D眼镜,我们会发现左右镜片上有密集而细小的朝向不同的条纹。左镜片是纵纹,右镜片是横纹。正是这些条纹,我们才能看到美妙的3D立体图。

      完成摄影后,根据“双目效应”,将图像分解,让左眼只看见偏左的画面,右眼只看见偏右侧的画面,这样才能使大脑产生远近的判断而生出立体感。在放映时,偏左的画面和偏右侧的画面所用的投射光是不同的,虽然颜色画面一样,但投影用的光的传播方向是不同的,偏左画面用的是纵波光(光波沿纵向传递),偏右画面用的是横波光(光波沿横向传递),由于偏振光的特点纵波光只能穿过纵纹,不能穿过横纹,因此,透过左镜片,我们只能看见偏左侧的画面,同理与右镜片。

      由此,重叠的画面被分解,左眼只看见偏左侧的画面,右眼只看见偏右侧的画面,由于双目效应,我们便产生了远近感和立体感。

    9. 全息影像的原理

    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。

    10. 全息照相原理

    全息照相时记录在干板前的是干涉场的条纹,该条纹是物光和参考光相干涉的结果,物光的振幅和相位信息便以干涉条纹的形状、疏密、和强度的形式“冻结”在感光的全息干板上。这就是波前记录的过程。

    波前再现是使记录时被“冻结”在全息干板上的物波前在特定条件下“复活”,构成与原物波前完全相同的新的波前继续传播,形成三维立体像的过程。

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