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为你揭秘蜘蛛侠大战神秘客背后的高科技!

  最近小编去看了正在热映的电影 ——

  《蜘蛛侠:英雄远征》

  电影中接连不断的反转配合着震撼的视听效果,蜘蛛侠就在这全息幻镜中与神秘客贝克展开对决,光怪陆离,魔幻而奇异。小编被其中充斥着高科技元素的技术秀深深的震撼到了!!

  以下涉嫌剧透!!!请介意的小伙伴自行下滑…

  假亦真时真亦假

  耳听可以为虚,眼见不一定为实。

  影片最核心的技术秀全息投影就是这句话的真实写照。片中的反派神秘客将全息投影搭载在无人机上,利用无人机的机动性,快速地改变摄像头的角度,实现多场景、多视角的变幻效果。

  原来影片所有的怪物都只是神秘客用全息影像制作出来的幻像…

  全息投影是一种我们非常熟悉的科技形态了,

  最直观的理解就在科幻电影里,

  漫威电影中更是随处可见全息投影的使用场景。

  《雷神》中以全息投影的方式出现在竞技场的开幕式,非常前卫!

  钢铁侠在自己的工作室设计盔甲时,使用的全息投影与触控技术,单看后脑勺都觉得帅爆了!

  托尼·史塔克在空气中操控立体的空间,可以完成一些列的放大、旋转等操作,

  全息投影技术出现在电影中真是科技感十足!

  可以做到把一个地区全息复制投影到另一个地区,能做到事无巨细全部呈现。在我国最早有记录的时间大概是西汉时期

  《史记封禅书》:

  “自威、宣、燕昭,使人入海求蓬莱、方丈、瀛洲。此三神山者,其传在勃海中,去人不远,患且至,则船风引而去。盖尝有至者,诸仙人及不死之药在焉,其物禽兽尽白,而黄金白银为宫阙。未至,望之如云;及到,三神山反居水下;临之,风辄引去,终莫能至。”

  乳齿酷炫的全息术,在技术上是如何实现的呢?

  为了搞清楚这个问题,我们先来了解一下全息投影的成像原理

  一、成像原理

  每一列单色光都有相位和振幅(对应光强)两个信息。而普通照相之记录了光强的信息,相位信息丢失了,从而普通照相不能体现三维效果。而全息照相则不一样,能够同时记录相位和光强信息。全息照相时,为保证物光与参考光的相干性,会用分光镜将同一激光发生器的光分为两束。一束光直接照射到底片上,作为参照光;一束光照射到物体上反射出物光,底片上记录的是物光与参考光的合成。全息拍照过程光路图如下,

  物光的公式为:

  对应参考光的公式为:

  合成之后为:

  光强为:

  由上式可知,相位信息也保存在了底片之上。底片经过冲洗之后可以使用,成为全息照片。

  二、显像过程

  显像过程,就是利用参考光对物光的完全重现,全息显成像过程光路图如下,

  用 k 表示透射率,底片的透射率和照相过程中受照射的光强存在以下关系

  在底片完成后,使用照相时候的相干光源 R 照射全息照片,则有

  将I代入,则得到其中一级分光

  即第一级光完全还原了物光,包括相位和振幅在内的所有信息。即如果在第一级光出射方向观察,就能看见一个三维立体的像。

  三、真全息&伪全息

  全息术(英语:Holography),又称全息投影、全息 3D,是一种记录被摄物体反射(或透射)光波中全部信息(振幅、相位)的照相技术,而物体反射或者透射的光线可以通过记录胶片完全重建,仿佛物体就在那里一样。通过不同的方位和角度观察照片,可以看到被拍摄的物体的不同的角度,因此记录得到的像可以使人产生立体视觉。

  老实说看到这段话肯定有人发懵,所以小编给一些通俗易懂的标准,划重点啦!

  1. 裸眼,无介质,影像在空气中立体呈现;

  2. 可以从 360°去观看立体影像的不同角度。

  目前谈到全息投影,我们想到最多的商用场景就是虚拟偶像演唱会,

  比如初音未來、洛天依,栩栩如生的立体形象也是圈粉无数~

  再如邓丽君和周杰伦跨时空的对唱,全息投影技术让我们看到两代人心中偶像同台演唱成为了可能~

  但是很遗憾的是,它们都属于伪全息投影,并不是真正的全息投影。虽然虚拟偶像演唱会给我们呈现出了栩栩如生的立体影像,但是其必须在固定的舞台上,且要在黑暗当中才能实现,而且观众必须要从特定的角度进行观看。

  不符合真全息投影的两条标准。

  那么虚拟偶像演唱会是怎么实现的呢?它实际上属于一种光学错觉技术,我们称之为佩珀尔幻象,在魔术表演中经常会用到。

  它的原理并不复杂,是利用一张半透半反的膜,也就是所谓的透明全息膜,作为介质,使得物体在膜中成了个虚像,因为是半透的,所以你可以看到膜后的景物,视觉上给人一种立体的错觉,再加上 CG 技术以及高亮度的灯光,这种立体影像就会给观众一种惟妙惟肖的真实感觉。

  据小编观察,目前商用领域所谓的全息投影大多都是利用的佩珀尔幻象的原理,并不是真正的全息投影。真正的全息投影技术其实还有很多技术门槛需要被攻破,目前只能停留在实验室阶段。

  四、自制全息投影

  跟着小编一起,拿起身边的透明 CD 盒、刻刀、网格纸、透明胶带、笔、尺子,就可以做一个全息投影装置

  1、在网格纸上制作四个相同的等腰梯形,上底 1cm、下底 6cm、高 3.5cm。

  2、将四个梯形裁下来后,固定到透明 CD 盒上。

  3、在 CD 盒上,将梯形们裁下来。

  4、用透明胶带,把梯形的边粘起来,成为这样

  5、手机上搜索 3D 全息投影素材,将做好的显示器放到合适的位置。

  然后,调暗周围灯光,你就能看到美轮美奂的自制全息投影画面啦~!

reference:

来自:
中科院半导体所(ID:bdtdsj)

作者:Johnson
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