全息投影技术也称虚拟成像技术，它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。全息投影技术在舞台中的应用，不仅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，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。3S DIGITAL数字技术专家凭借三视图动漫数字舞美设计优势，结合国外最先进的全息投影技术手段，做到完美展示全息投影数字视觉的效果，使中国全息投影技术更上一层楼。

全息投影技术

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。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。

1、双视作用

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。

2、3D摄影

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。只是因为，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”，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。

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，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，才能看到美妙的3D立体图。

完成摄影后，根据“双目效应”，需要将图像分解，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（物理选修3-4 第十二章 第三节）纵波光只能穿过纵纹，不能穿过横纹，因此，透过左镜片，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，便产生了远近感和立体感。

梦幻3D全息投影

以色列开发出了一种梦幻般的医用3D全息投影。通过新技术，医生可以用3D全息投影进行模拟操刀练习，为手术治疗和远程医疗打造了一个新平台。

经常可以在科幻电影中见到一种三维的全息通讯技术，可以把远处的人或物以三维的形式投影在空气之中，就像电影《星球大战》中的场面。另外随科学的发展，所有的设备都采用小型化和精密化，而显示设备却无法与之相匹配，人类越来越需求一种新的显示技术来解决问题。

全息投影技术一共分为以下三种：

1、在美国麻省一位叫Chad Dyne的29岁理工研究生发明了一种空气投影和交互技术，这是显示技术上的一个里程碑，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。

此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。

2、日本公司Science and Technology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。

这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的。

3、南加利福尼亚大学创新科技研究院的研究人员宣布他们成功研制一种360度全息显示屏，这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像，只不过好像有点危险。

可以说这些技术很多国家都在研制，毫不夸张的说这项技术它包含了未来，谁最先使用这项技术，谁就最先走入未来的先进技术行列。

全息投影技术是全息摄影技术的逆向展示，本质上是通过在空气或者特殊的立体镜片上形成立体的影像。不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感，全息投影技术是真正呈现3D的影像，可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。

4、有一种伪全息投影应用在商业用途上。大体分为两类：投影机直接背投在全息投影膜上的也就是初音演唱会那种应用的。另一种是采用投影机或其他显示方法光源折射45度成像在幻影成像膜的全息投影，后者成像效果相对更炫一些，不过成本相对会高出很多，受场地限制也多一些。在水立方举办的聚仙游戏全息发布就是应用的幻影成像膜，用的LED屏折射光源，舞台效果很炫。

全息投影技术在舞台中的应用，不仅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，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。

从Disel时装发布T台秀中全息投影技术的运用，美轮美奂的全息投影画面伴随模特的走步把观众带到了另一个世界中，好像使观众体验了一把虚拟与现实的双重世界。再到梦幻剧场《动漫大师诺曼》中全息投影技术的运用，舞台艺术与电影片断在同一空间出现了非凡的融合，给观众展示了世界多媒体艺术最新的创新成果。服务和销售行业是最需要群众基础的，能最大限度的吸引消费者就是王道。全息投影技术在这方面的运用以全新的视角聚拢了人们的眼球，勾起了消费者的消费欲望。

展览展示行业最终的目的就是如何将产品卖出去，而如何最大限度的吸引参展者的眼球便成了这个行业的制胜法宝。针对展览展示行业实时推出了360度虚拟成像系统，将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，科技感十足。为展览展示行业开辟了新的营销方向。

全息投影系统景象

全息投影系统是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像。三维动画是以这种全新的事物改变着人们对那些传统舞台的声光电技术的审美态度。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。

　　全息景象是指观众可以在发生器的发生口度即一圈内可以看到幻像，全息投影系统将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特具有强烈的纵深感，真假难辩。时尚美观，有科技感；顶端透明，真正的空间成像；色彩鲜艳，对比度，清晰度高；有空间感，透视感，形成空中幻象；中间可结合实物，实现影像与实物的结合；也可配加触摸屏实现与观众的互动；可以根据要求做成四面窗口。

3D全息投影是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像，是一种无需配戴眼镜的3D技术，观众可以看到立体的虚拟人物。这项技术在一些博物馆应用较多。

三维立体影像技术

三维影像就是人左右眼看到的影像其实并不完全相同，尤其是在观察近距离场景时，左右眼看到的画面有较大像差，这是因为人两眼之间大约有6厘米的间距。可以通过一个简单的实验来感受这一细节，端起一个杯子仔细观察，左右眼看到的其实是杯子不同的侧面和不同的背景，两个不同的实像通过视网膜进入大脑，于是人就获得了空间的“立体印象”。

立体影像的技术轮廓

立体影像技术发源已有几十年的历史，早期的立体电影侧重给人以空间的视觉冲击力，但由于传统的工艺成本高、手段复杂、视觉观感并不太好，以至于不能形成市场规模。而今的立体影像技术逐渐成熟，逼真生动的空间影像给人君临现场的感受，推广成本也大幅降低，市场前景看好。

为重现人眼的视觉习惯，立体电影采用双机进行拍摄，摄影机之间有一定的物理间距，在放映时观众佩戴眼镜将两路图像分离，左右眼分别看到左右摄影机拍摄的画面，从而获得立体观感。

摄影机会采用不同焦距的光学镜头进行拍摄，和人眼有所区别，在用长镜头拍摄远距离场景时，需要适当增加两摄影机之间的间距，而采用广角镜头拍摄时，需要适当缩小间距，以获得符合视觉习惯的立体观感。

立体节目的拍摄，可以采用传统的电影摄影机或HD摄像机拍摄，也可以采用计算机图形动画技术产生两路虚拟图像。

立体节目的主要播放场地一般为电影院、游乐园，而今随着各种型号立体电视显示终端的推出，立体电视广播成为人们关注的话题，立体DVD等设备也将面世，IPTV立体广播也逐渐启动，甚至一些消费产品，类似于立体MP4播放器（又被称为“眼镜立体影院”“立体随身看”）之类的产品也纷纷面世。立体节目的播放，可以通过胶片或数字放映机完成，而未来立体节目会通过IPTV或电视广播进入家庭。

立体节目的观看大多还需佩戴眼镜，眼睛主要有低成本的色差眼镜和偏振眼镜。目前，不需要佩戴眼镜也可获得立体观感的电视显示终端也已经进入市场。

总之，立体影像的主要技术轮廓是：用双机进行拍摄，将两路画面在播放时分离，分别进入人的左右眼，让观众产生“立体印象”。

近年来，数字化技术的快速发展使立体影像技术的推广应用很快成为市场热点。

技术革新往往是推动市场成长的重要力量，数字化革命带来的一系列关键技术的推广应用使今天的立体影像市场达到了“沸点”。

HDTV无疑是立体影像快速发育的“催化剂”，传统基于胶片电影的拍摄、制作、放映流程需要昂贵的投入，限制了立体影像应用的广泛性。通过多年的发展，如今的HD格式已经呈现立体消费市场，价格从高到低能满足各个层面客户的需求。采用HDTV来拍摄立体影像，不但大大降低了成本，还能使拍摄达到所见所得的直观立体效果。

近五年来，中国乃至全球数字影院的建设数量在快速的突飞猛进，采用数字投影机可以非常方便地进行数字立体节目的播放，无论是采用单机或双机放映，无论是采用“主动立体”或“被动立体”模式，无论是采用偏振光原理或光谱分离技术，今天的数字放映系统能呈现色彩艳丽、画面清晰、同步准确的立体影像节目。

HD格式被认为是连接电影电视的纽带，立体影像的推广则带来电影电视节目形态的融合。

三维影像显示原理及其技术发展

三维立体眼镜的佩戴方式

可以分成2大类：

1）同时显示左右眼的像，并分别导入左右眼，如常用的双筒体视镜方式（也成窥视方式）、色差（二色、补色）眼镜方式、偏振光眼镜方式（相互垂直的线偏振光或者左右旋圆偏振光）、头盔方式（为左右眼分别配置显示屏）等；

2）先后显示左右眼的像，控制眼镜上的开关，使得左右眼分别只能看到对应图像，由于视觉暂留现象，从而看到立体图像，例如液晶光阀眼镜凡是就是通过像的显示与液晶开关的同步来显示立体图像的，还有偏光式则在屏幕前放置偏振光装置使得视差图像以左右旋圆偏振光（或者相互垂直的线偏振光）先后显示，再以相应的偏振光眼镜接受。

体积型立体显示方式

体积型立体显示方式的原理比较简单，即再现立体物体表面的散射光，通过将三维物体分割成点阵，或者分割成一系列的二维图像。显然这种显示方式兼顾了眼睛自适应聚焦和辐辏的特性，不会引起眼睛的不适。

电子全息立体显示

由于全息的原理是再现物体的光波前，所以这是立体显示追求的终极目标。通常全息照片的拍摄和再现使用的都是全息底片，为了能动态显示全息图像，可以将全息图像用摄像机拍摄下来存成电子图片，在全息再现时用动态屏幕将全息图像显示出来即可显示动态立体影像，这被称为电子全息立体显示。

立体影像“节目真空”

推动市场的不单是技术，最重要的还是节目内容，而至今，我们几乎找不到专门的立体影像节目制作设备。随着市场的快速发展，立体影像市场面临“节目真空”。

依照传统的立体节目制作工艺, 拍完的素材利用常规后期制作系统分别进行左、右眼画面的分离制作，所见不所得，同步编辑误差、画面瑕疵等错误经常发生而且不易被发现与纠正，最终只是让观众感到视觉疲劳和观感不佳，其原因在于：第一，最容易出现的问题是左右眼编辑误差，在拍摄运动物体时，一两帧的误差也会导致观众视觉紊乱和疲劳；第二，因为摄像机在拍摄时有一定的角度，产生两眼画面亮度、色度、白平衡的差异，左右眼画面颜色一旦不一致，观众看上去就会产生不舒服的感觉；第三，在单独的左右眼工作模式下，未必能看到只被一个摄影机拍摄下来的瑕疵(例如：脏点，镜头眩光等问题)，这样就产生了干扰效应，误导眼睛；第四，无法准确判断和调整立体观感，难以准确地预知边缘误差，拿捏不好观众的视觉感受。

新一代立体电影的热潮需要更高的制作效率和更自然的立体效果，在这样的市场背景下，英国Quantel公司在2007年IBC展会上推出全球第一套立体影像后期制作系统，采用了双路画面实时操作方式，可以实时看到左右眼画面，也可以戴上眼睛实时看到最终放映的立体影像，便于对两个画面的同步、色彩、曝光、景深等进行匹配，便于修饰闪烁、畸变等各种立体瑕疵，便于调整两个画面之间的视觉夹角（夹角决定纵深感和立体感）等等。这一重大的技术突破马上引起了业界的强烈关注并被马上投入到好莱坞最新立体电影的制作及诸多高清立体节目的后期制作中。由于采用了Quantel的立体影像后期制作系统，导演终于可以在制作过程中看到了自己的立体作品从而创作出一系列完美的立体大片。