图解（伪全息）——之幻影成像原理I
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全息投影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。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，它是真正呈现3D的影像，可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。然而：全息技术需要在激光照下才能拍摄，后期成像制作成本过高。对于电影、电视剧之类的生活娱乐的应用还为时过早！所以，目前商业应用的大多都是低成本的伪全息技术。不是真正的立体。
全息拍摄过程是利用干涉原理记录物体光波信息，即：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。
成象过程是通过多次曝光在同一张底片上记录多个不同的图像，在相干激光照射下，利用衍射原理再现物体光波信息。
（伪全息、伪立体）投影——目前目前主要表现为：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。
如下图1：
图1
另一种（伪全息、伪立体）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。舞台效果很炫，但它确是普通投影。
如下图2、3、4、5；
图2
图3
图4
图5
360度（伪全息）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。如下图6
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。
图6
图7
图7中很明显的（伪全息）方式：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。如下图8
图8
然而：既使等到用激光息全相干法制作出低成本的视频像源，这个锥体合成的成像装置也不可取。立体影像衣然被锁定在这个小小的空间。对于图9那样深度远景的立体怎么可能有深入临境的享受。再过二三十年也没有几个家庭有图
6、7这么多余空间。它怎么可能普及到亿万家庭中去实现家庭立体影院的梦想。
图9
全息影像技术 全息摄影就是在摄影的同时将上述两类信息同时记录来实现的。采用激光 作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一 束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉，感 光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。所以 全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了位相信息。与普通的摄 影技术相比，全息摄影技术记录了更多的信息，因此容量比普通照片信息 量大得多（百倍甚至千倍以上）。 全息影像的显示，则是通过光源照射在全息图上，这束光源的频率和传输 方向与参考光束完全一样，就可以再现物体的立体图像。观众从不同角度看，就可以看到物体的多个侧面，只不过看得见摸不到，因为记录的只是 影像。 目前最常用的光源是投影机，因为一来光源亮度相对稳定，二来，投影机 还具有放大影像的作用，作为全息展示非常实用。 技术原理 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。 全息原理是“一个系统原则上可以由它的边界上的一些自由度完全描述”，是基于黑洞的量子性质提出的一个新的基本原理。其实这个基本原理是联 系量子元和量子位结合的量子论的。其数学证明是，时空有多少维，就有 多少量子元；有多少量子元，就有多少量子位。它们一起组成类似矩阵的 时空有限集，即它们的排列组合集。全息不全，是说选排列数，选空集与 选全排列，有对偶性。即一定维数时空的全息性完全等价于少一个量子位 的排列数全息性；这类似“量子避错编码原理”，从根本上解决了量子计 算中的编码错误造成的系统计算误差问题。而时空的量子计算，类似生物
全息投影定义、原理及分类介绍 在科技快速发展的今天，人们对视觉要求越来越高，由此能实现裸眼立体3D 显示的全息投影技术的应用也是越来越多，在给人们带来新鲜有趣的视觉体验的同时，也为众多商家提供新的宣传营销方式，打开市场新大门。 全息投影技术在展览展示方式，采用全息投影技术的全息成像柜可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间，任意角度看都是三维影像展现。产品种类多样分有全息展示柜、180度全息展示柜、270度全息展示柜、360度全息展示柜、全息金字塔、大中小型全息金字塔定制、全息投影设备、3D投影成像设备、全息玻璃柜等，可根据用户使用需求使用场地进行定制。未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。 一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段。它提供了神奇的全息影像，可以在玻璃上或亚克力材料上成像。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。全息投影设备包括：全息投影仪，全息投影幕，全息投影膜，全息投影内容制作等。航天科工数字展示事业部提供3D全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、 二、全息技术的原理全息投影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。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
“靠近”，则对光线起会 ）平行于主光轴的光线，经折射后过透镜焦点。
像清晰 五. 凸透镜成像规律：说明几点： ① 焦点是凸透镜成实像和虚像的分界点，时不成像，成实像，成虚像。 f u =f u >f u <② 二倍焦距处是像大小的分界点，时，成等大实像，时，成缩小的实像， f u 2=f u 2>时，成放大实像或放大虚像。 ③ 成实像特点：成实像时，物、像在镜的两侧 f u 2<且倒立，同时，，像变小，，像变大，物像移动方向一致。 ④ 成虚 ↑u ↓v ↑↓v u 像的特点：成虚像时，物、像在镜同侧，且正立、放大，同时，，像变大， ↑↑v u 像变小，像物移动方向也一致。 ↓↓v u ⑤ 成实像时，物、像距离最小值为4倍焦距（即）。 f 4口诀：一焦分虚实，分正倒；二焦分大小；物近（与焦点的距离）像远大，物远（与焦点 的距离）像近小；实像异侧倒，虚像同侧正；像距大（于物距）像放大，像距小（于物距） 像缩小。 例7: 将一支点燃的蜡烛放在一个凸透镜前30cm 处，在透镜另一侧的光屏上得到清晰等 大的像。若把蜡烛从原来的位置向此透镜方向移动20cm ，则此时蜡烛经该透镜所成的像是 （ ） A ．放大的虚像 B ．等大的虚像 C ．缩小 的实像 D ．缩小的虚像 例8、关于实像和虚像，下列说法正确的是： ( ) A 、实像能用光屏承接，虚像也能用光屏承接 B 、实像是光的折射形成的，虚像是光的反射形成的 C 、实像是实际光线会聚而成的，虚像是光线反向延长线会聚而成的 D 、实像是实 际存在的像，虚像是实际不存在的像，是人的幻觉形成的 六、对凸透镜成像规律的科学探究题 例9： 在做“探究凸透镜成像”的实验中： （1）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm 处，屏上呈现出最 小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是__________cm ； （2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图7所示，若要使烛焰成像在 光屏中心，只调节光屏，应将光屏向__________（填“上”、“下”）调节； （3）若将烛焰移至距凸透镜15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立、_______清晰 的实像，_______就是应用这一原理制成的（填“照相机”、 “幻灯机”或“放大镜”）。 巩固练习： 1.如图8所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射 向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会（ ） A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定 2.一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法中正确的是（ ）A.一定是平行光束 B.一定是会聚光束 C.折射光束比原来的光束会聚一些 D.一定是发散光束
全息投影技术 全息投影技术是近年来兴起的一种高科技技术，它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。它正以一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。这种全息投影技术应时代而来，被广泛的应用于社会的各个方面。 如右图，这是英国一家高级酒店推出的利用全息投影技术指引入住者到达指定房间的，画面上鲜活的人物空间成像色彩鲜艳，对比度、清晰度都非常高，空间感、透视感很强。这种技术用科幻般的效果营造着虚拟与 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。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。国内比较牛的有清华，中国科技，中国光电研究院，浙江大学，国防科技大学，上海交大，江苏大学等。除光学全息外，还发展了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事侦察和监视上有重要意义。
三大独家全息投影显示技术解析 昨日，小编跟大家简单说了几个全息投影系统的微显示 模组几个大厂的方案。德州仪器的 DLP Pico 1080p 高清投 影、奇景光电的 Lcos 发射式投影系列、 3M 面向消费级家 庭娱乐公共设置的投影系统。那么今天，小编还是继续跟大 家分享关于全息投影显示技术相关内容。 要知道，在之前的投影机市场，投影光源主要以 led 主，自 06 年三菱推出首款 40 英寸激光电视样机以来， 14 年国际激光显示技术产业化前期创新发展与技术沉淀， 16 年的时候， 激光投影市场才逐渐被打开， 就去年的市场数 据显示，激光投影产品销量已经达到 11 万台，相比上一年 增长了 4 倍之多。激光显示作为第四代显示技术，在我国以 中科院光电研究院为首提前 20 多年布局研发抢占先机，逐 步引导了全球激光显示技术的发展。 在“中国制造 2025“战略 ，未来极有可能由中国品牌引领全球激光显示产业创 新。 目前，微投影技术正在向着光电集成芯片的方向发展，从而 衍生出各式各样的微投影集成显示芯片，其中最常见的就包 括： MEMS 光扫描微投影、 LCD （液晶微型投影技术）透射 微投影、 DLP （由德州仪器开发的数字光学处理技术）以及 LCoS （硅基液晶）反射式微投影 四种主要的显示技术。 光源为 经过
、微视（MicroVision ）MEMS 扫描镜及Pico 激光束扫描系统微视（MicroVision ）发明的单个微型MEMS 扫描镜组 从16 年底，美国微视公司就与意法半导体（ST ）宣布合作开发、生产、销售及推广激光束扫描（LBS ）技术，其中LBS 解决方案开发的内容就包括微型投影仪和平视显示器 HUD ）。目前，在微电机系统（MEMS ）技术已经在硅基片中构成了完整的微显示器，无须再制造附加的上层结构。 MicroVision MEMS 扫描镜结构与原理MEMS 扫描镜内部构造 MEMS 镜组件中有一个反射镜悬浮在常平架（Gimbal Frame ）内，常平架上有一个微加工的通电线圈。MEMS 裸片周围安装有永磁体，用于提供磁场。在MEMS 镜组件工作时，只要给MEMS 线圈施加一个电流，就能在常平架上产生一个磁力扭矩，并沿旋转轴的两个方向产生分量。扭矩的两个分量分别负责常平架围绕挠曲悬架旋转和扫描镜谐振模式振
复习：《凸透镜成像的规律及应用》导学案 编写人：审核人:初三物理组学生姓名: 班级： 复习目标： 1。知道凸透镜所成的实像与虚像的区别 2。知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件,并能根据题目中的条件判断出凸透镜的焦距以及凸透镜成像的情况 3．能应用凸透镜成像的规律解决一些简单的实际问题以及照相机、投影仪、放大镜的成像原理及调节方法 知识储备： １。回顾“探究凸透镜成像规律”的实验，填写下列表格： 物距u与焦距的关系 像的性质像距v与 焦距的关系 应用正倒大小实虚 u＞2ｆ u=2ｆ—-———f 凸透镜成像规律及其探究实验 一、选择题（共10小题） 1、（2006?潍坊）在探究凸透镜成像的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光 屏上呈现一个清晰的缩小的像，要使烛焰在光屏上呈现一个 清晰的放大的像，调节的方法是（） A、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏向透镜移动 B、透镜不动，蜡烛向透镜移动，光屏远离透镜移动 C、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动 D、透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏向透镜移动 2、（2008?柳州）如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置， 将点燃的蜡烛放在离透镜较远处，移动光屏使烛焰在屏上成一 缩小实像，然后只将蜡烛向透镜逐渐移近，那么（） A、光屏上出现等大的实像 B、光屏上出现放大的实像 C、光屏上出现缩小的实像 D、透过凸透镜可能会看到放大的像 3、如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图（屏 未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏， 可以在光屏上得到与物体等大的像．若透镜位置不变，将蜡 烛移到刻度为30cm处，则（） A、移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像 B、移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像 C、移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像 D、不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像 4、（2010?乌鲁木齐）物体S（未画出）经凸透镜L成像于M处的光屏上．若将光屏移至N处，仍要在屏上得到物体S的像，则在凸透镜L左侧P处放置的透镜是（） A、B、C、D、 5、（2009?江西）如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体AB在（） A、图中Ⅰ区域，比A′B′大，箭头方向向上 B、图中Ⅱ区域，比A′B′大，箭头方向向下 C、图中Ⅲ区域，比A′B′大，箭头方向向上 D、图中Ⅳ区域，比A′B′小，箭头方向向下 6、（2006?沈阳）在阳光充足的教室内．小阳手持一个焦距为10cm的凸透镜在白墙和窗户之间移动，可以在墙上看到窗户的像，这个像是（） A、倒立、等大的 B、倒立、缩小的 C、正立、放大的 D、正立、缩小的 7、用一个凸透镜成像时，下面说法中正确的是（） A、实像总是倒立的，虚像总是正立的 B、实像和虚像都可能是放大或缩小的 C、成实像时，物体离凸透镜越近，像越大 D、成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大 8、（2010?河南）如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点．F为焦点．下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（） A、幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的 B、照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的 C、使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似 D、人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似 9、（2008?辽宁）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘 制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图 所示，下列判断正确的是（） A、该凸透镜的焦距是10cm B、当u=15cm时，在光屏上能得到一个放大的像 C、当u=25cm时成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的 全息投影技术分类_发展及应用 在科技快速发展的今天，人们对视觉要求越来越高，由此能实现裸眼立体3D 显示的全息投影技术的应用也是越来越多，在给人们带来新鲜有趣的视觉体验的同时，也为众多商家提供新的宣传营销方式，打开市场新大门。 全息投影技术在展览展示方式，采用全息投影技术的全息成像柜可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间，任意角度看都是三维影像展现。产品种类多样分有全息展示柜、180度全息展示柜、270度全息展示柜、360度全息展示柜、全息金字塔、大中小型全息金字塔定制、全息投影设备、3D投影成像设备、全息玻璃柜等，可根据用户使用需求使用场地进行定制。未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。 一、什么是全息投影全息投影技术是近些年来流行的一种高科技技术，它是采用一种国外进口的全息膜配合投影再加以影像内容来展示产品的一种推广手段。它提供了神奇的全息影像，可以在玻璃上或亚克力材料上成像。这种全新的互动展示技术将装饰性和实用性融为一体，在没有图像时完全透明，给使用者以全新的互动感受，成为当今一种最时尚的产品展示和市场推广手段。全息投影设备包括：全息投影仪，全息投影幕，全息投影膜，全息投影内容制作等。航天科工数字展示事业部提供3D全息投影成像系统项目策划、3D全息投影成像展示内容制作、 二、全息技术的原理全息投影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。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 初中物理知识：凸透镜成像规律八种记忆方法 一、作图成像法 光学作图，是掌握光学内容的有效途径之一。因此，凸透镜成像规律完全可以利用三条特殊光线中的两条，而找到像点，这种方法适用于基础较好的学生，也可以作为实验后，强化知识的一种补充，也可以为那些要参加各种物理竞赛的学生，作为知识的一种拓宽。方法是过物体上的一点，画出三条特殊光线中的任意两条，然后找到光线通过凸透镜后相交的点，或者光线的反向延长线的交点，就是物体上该点的像点。再根据物体与主光轴的垂直关系，画出像也与主光轴垂直，就可以画出虚实像。还可以借此介绍虚实像。 本文列举两种利用作图法探究成像规律，作图在下： 两条光线：(1)过光心的光线方向不变；(2)平行于主光轴光线通过焦点。 这种方法适合学习能力较好的学生，初二学生接受起来可能有些困难，可以在初三第一轮复习时，帮助学生记忆，减轻复习时的学生的记忆压力。 二、光路可逆法 光路可逆性是光学的一个重要知识点，学生对这个知识也是记忆犹新。具体方法是先根 据作图法作出一种成像规律的图后，提醒学生从光路可逆性来考虑问题，把作出来的图，从反面看一下，又是什么成像规律这样所有的成像规律，就可以从光路可逆性来记住规律。下图中就是利用光路可逆性，完成两个成像规律！ 这种方法理解层次较高，学生理解起来也很难，可以作为新课以后的辅助练习。 三、童话故事记忆法 一个天气晴朗、阳光明媚的冬天，唐僧师徒一行四人，为取真经，他们继续向西方徒步前行。他们来到一个山洞中休息吃饭。山洞前有一个大的冰山，冰山中间厚、边缘薄。孙悟空到外面弄了一些吃的回到山洞前，他看到冰山后面的山洞里，也有一只倒立、缩小的孙悟空，他以为是妖精，又来吃唐僧的肉了，连忙拿出金箍棒，准备降服妖精。这时，冰山后的孙悟空也拿出小金箍棒。孙悟空连忙向前冲去，准备与之决斗。这时，孙悟空发现，妖精好像怕自己似的，连忙向远处逃去，而且变得很大，但还是倒立的。孙悟空大声呼道：“妖精，哪里逃”忙连翻几个筋斗，但有冰山挡着，翻到冰山前时，山洞中的“妖精”没有了！ 这时，在山洞中刚睡着的猪八戒被孙悟空的叫声惊醒了，连忙从山洞中出来叫道：“猴哥，哪里有妖精”出来一看，看到冰山外有一个身材魁梧的孙悟空，哈哈大笑到：“猴哥，你又在变戏法哄人了，让我来教训你一下！”连忙拾起钯子，向孙悟空打去，没打到孙悟空，把冰山打碎了，孙悟空又变成了原来一样大小！同学们，你们知道他们师哥俩分别看到了什么吗同学们，谁能把刚才的故事重述一遍 《光信息存储》期末论文题目全息投影技术的发展及应用前景班级光信1102班 姓名张林君 学号 20112830 完成日期 2013/12/12 成绩 全息投影技术的发展及应用前景 摘要：全息技术最早于1948年由斯盖伯（Dennis Gabor ）提出，经过研究发展，2003年首次成功应用于全息投影技术中。全息投影技术应时代而来，被广泛的应用于社会的各个方面，它对传统舞台声光电技术的颠覆，及其带给人们的虚实结合的梦幻立体感受，犹如 LED 显示屏在舞台的广泛应用一样，其也必将成为未来几年舞台的“新宠儿”，也具有划时代的意义。 关键词：全息投影发展史应用前景 一、全息技术的发展历史 全息影像是就是实现真实的三维图像的记录和再现，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。 1947年，匈牙利人丹尼斯盖博(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。由于全息摄影术的发明，丹尼斯盖博在1971年获得了诺贝尔奖。 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。 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。 2001年德国国家实验室首创研发了全息膜技术，使三维图像的再现成为可能。经过7年的发展，全息膜已经从第一代的1英寸栅格状网眼hoe全息单元升级到了如今的第四代0.2毫米97%透光度HoloPro全息膜。依靠这薄薄的透明膜，无论是T形台上的流光溢彩，还是舞台上虚幻影像，都可实现。全息膜的价格自然不菲，据介绍，透光率为70%的全息膜市场价都达到1800-2200元/平米。 360度幻影成像是全息投影目前最具魔幻效果的技术，由丹麦公司ViZoo在2006年研发出来。他们用全息膜搭建了一个倒金字塔形的三角漏斗几何模型，由四台投影机投射的视频图像，在漏斗里经过一系列的光学衍射后汇合成为全息图像，看起来就像有实物漂浮在空中。这一系统还可以配加触摸屏，现场观众可通过各种手势和动作，操纵3D产品模型进行旋转，或部件分解。这样，观众就能深入地了解展示的产品性能。因此，这个全息显示系统一经面世，就迅速成为 凸透镜成像规律总结 1．成像规律 二．记忆口诀 一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小； 物远像近像变小；物近像远像变大。 （物和像的移动方向一样） 三．考点归纳： 1.凸透镜焦距的测量：用平行光（太阳光或远距离的手电筒）垂直照射凸透镜，在凸透镜的另一侧的光屏上承接到最小最亮的亮点，用刻度尺测量出亮点到凸透镜中心的距离，即是凸透镜的焦距。由此可知，凸透镜对光线具有会聚作用。 2.实验器材的摆放顺序：先将凸透镜、蜡烛、光屏依次放在光具座上。 3.点燃蜡烛后，调节烛焰中心、透镜中心、光屏中心，使它们在同一高度上。目的是使像成在光屏中央。 4.无论怎样移动光屏都找不到像的原因： （1）烛焰在一倍焦距以内成虚像； （2）烛焰在一倍焦距处不成像； （3）烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度。 5.成像变化情况：要使光屏上的像变大，物体靠近凸透镜，同时光屏远离凸透镜；（物近像远像变大）； 6.成实像时，物体越靠近焦点处，像越大；成虚像时，物体越靠近焦点处，像也越大。（实像都是倒立的，虚像都是正立的） 7.蜡烛燃烧后会变短，光屏上烛焰的像位置会上升。 8.实验中选择蜡烛的缺点：蜡烛燃烧会变短，光屏上像的位置会上升;烛焰会晃动，成像不稳定。改进：选发光二极管，优点：成像更稳定，容易对比大小。 9.发光二极管图案的选择：最好左右不对称，上下不对称。 10.实验后，在凸透镜前加凹透镜后，像和像距都变大，光屏需要远 离凸透镜，相当于近视眼的原理。 11.实验后，在凸透镜前加凸透镜后，像和像距都变小，光屏需要靠近凸透镜，相当于远视眼的原理。 12.实验中在光屏上得到了清晰的像，如果用遮光布遮住透镜的一半，则屏上的像是亮度稍暗的完整的像。 13.用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在凸透镜如图所示，移动光屏，光屏上出现清晰的像，若撤去光屏，则人眼在图示位置能观察到蜡 烛的像。 14.完成实验后，给透镜戴上远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在 光屏上成一个清晰的像，取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置 不变，为使光屏上再次得到清晰的像，光屏应该远离透镜。 15.把蜡烛放在一倍焦点处，移动光屏，光屏上无像，但是会有大小 不变的光斑。 16.把蜡烛放在一倍焦点以内，移动光屏，光屏上无像，但是会出现 大小变化的光斑。 全息投影技术：虚拟成像背后的原理 全息投影技术(front-projected holographic display)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技术。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。操作者可以通过自己的肢体去控制系统，并且实现与互联网玩家互动，分享图片、影音信息。 随着上世纪60年代激光被发现之后，全息投影技术也迎来了快速的发展。如今全息投影的实现主要依靠水雾投影、全息膜投影等几种方式，其中全息膜投影技术凭借较低的成本已经实现了大规模商业化，我们在舞台上看到的立体影像大都是通过这种方式实现的。 全息技术，被业界誉为显示领域的另一项革命性新技术。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。 成像原理 全息技术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相位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。 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。 全息技术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 中学物理凸透镜成像原理及规律 物理凸透镜成像原理及归率 目标认知： 学习目标： 1.理解凸透镜的成像规律。 2.能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。 3.通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。 4.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。学习重点： 1、理解凸透镜的成像规律； 2、会应用凸透镜的成像规律解决实际问题。学习难点： 凸透镜成像规律的探究和总结过程。 知识要点梳理： 探究凸透镜成像规律： 实验：从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。 1、调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）； 2、调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。 物距像的性质像距应用 （u ） 倒正 实虚 放大或缩小 (v) u ＞2f 倒立 实像 缩小 f ＜v ＜2f 照相机 u=2f 倒立 实像 等大 v=2f 特点：实像大小转折点 f ＜u ＜2f 倒立 实像 放大 v ＞2f 幻灯机 u=f 不 成 像 特点：像的虚实 转折点 u ＜f 正立放大虚像 v ＞u 放大镜 规律方法指导: 一、要解决凸透镜成像问题，同学们要弄清以下几个问题： 1.跟主光轴平行的光线，经过凸透镜折射后通过焦点； 2.通过焦点的光线，经凸透镜折射后跟主光轴平行； 3.通过光心的光线，经过凸透镜折射后方向不变。 现在，我们利用这三条光线完成凸透镜成像规律作图，作法： ①画一直线表示主光轴； ②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置； ③物体分别放三个位置（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）； ④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线.； ⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出； ⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点； ⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像； ⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜的同侧； ⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的像为虚像，如图所示: 二、凸透镜成像规律口决记忆法： 凸透镜成像的规律（作图法） 一倍焦距分虚实、倒正；二倍焦距分大小。 实像：物近像远像变大；虚像：物近像近像变小 照相机 放大镜 投影仪 探照灯 测焦距 1、如图所示，调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，都能得到清晰的 像，其中在光屏上成倒立缩小实像的是图_____，在光屏上成倒立 放大实像的是图_____，成虚像的是图_____。 2、在“观察凸透镜成像”的实验中，应调节蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在___________，若调好后保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么： (1)把烛焰放在______点，屏上出现的像最小。 (2)把烛焰放在______点，屏上出现的像最大。 (3)把烛焰放在_________点，屏上无烛焰的像。 (4)如果把烛焰从a点移到c点，则像到透镜的 距离______，像________。(均选填“变大”或“不 变”) 3、在“探究凸透镜成像的规律”实验中，将蜡烛、焦距等于10 cm的凸透镜、光屏放在光具座上。如图所示，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，把凸透镜固定在50 cm 处。 (1)将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰 的像，应将光屏向_______(选填“左”或“右”)移动。 次数 1 2 3 4 5 6 物距/cm 40 35 30 25 20 15 像距/cm 13.5 14 15 16.7 20 30 ①在1～4次实验中，所成的像为倒立、_________的实像。 ②第6次的像比第5次的_______(选填“大”或“小”)。 (3)将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向_______ (选填“左”或“右”)移动。 4、黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结，其中正确的是( ) ①缩小的都是实像，放大的都是虚像；②实像都是倒立的，虚像都是正立的；③缩小的像都是倒立的，放大的像都是正立的；④实像和物体在凸透镜的两侧，虚像和物体在凸透镜的同侧 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 5、如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A′为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。 我 的 反 思 简单3d全息影像技术实验探究 作者：陈锦林指导老师： 小组成员：林泽帆、纪晓钦、纪锋盛、纪泽嘉、陈世豪、黄书烁、陈锦林、李东妍、陈婉娴、陈燕璇 小组组长：林泽帆 摘要：全息显示的基本机理 全息学自20世纪60年代激光器问世后得到了迅速的发展。其基本机理是利用光波干涉法同时记录物光波的振幅与相位。由于全息再现象光波保留了原有物光波的全部振幅与相位的信息，故再现象与原物有着完全相同的三维特性。换句话说，人们观看全息像时会得到与观看原物时完全相同的视觉效果，其中包括各种位置视差，这即是全息三维显示的理论依据。从这种意义上来说，全息才是真正的三维图像，而上述的各种由体视对合成的图像充其量仅是准三维图像（并无垂直视差的感觉）。20世纪80年代后，激光全息技术的迅速发展，成为一种异军突起的高新技术产业。在激光全息技术中，全息显示技术由于更接近于人们的日常生活而倍受关注。它不仅可制出惟妙惟肖的立体三维图片美化人们的生活，还可将其用于证券、商品防伪、商品广告、促销、艺术图片、展览、图书插图与美术装潢、包装、室内装潢、医学、刑侦、物证照相与鉴别、建筑三维成像、科研、教学、信息交流、人像三维摄影及三维立体影视等众多领域，近年来还发展成为宽幅全息包装材料而得到了广泛的应用。由于白光再现全息技术可在白昼自然环境中或在普通白光照射条件下观看物体的三维图像，一直研究全息技术的最新发展及运用，期待自身的努力使得全息显示技术得到了迅速的发展。本次研究性学习目的是了解有关3D全息影像知识，学会制作简单的3D全息影像。 关键词:三维、信息技术、全息影像技术 序言：在高中阶段，我们接触信息技术的频率日益增多，而全息影像又与我们的生活有着密切的联系。我们带着浓厚的兴趣和科学的态度进入到了对3D全息影像技术的探究中。 正文： 一、全息影像的日常联系 人类之所以能感受到立体感，是由于人类的双眼是横向观察物体的，且观察角度略有差异，图像经视并排，两眼之间有6厘米左右的间隔，神经中枢的融合反射及视觉心理反应便产生了三维立体感。根据这个原理，可以将3D显示技术分为两种：一种是利用人眼的视差特性产生立体感；另一种则是在空间显示真实的3D立体影像，如基于全息影像技术的立体成像。全息影像是真正的三维立体影像，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。 人类之所以能感受到立体感，是由于人类的双眼是横向观察物体的，且观察角度略有差异，图像经视并排，两眼之间有6厘米左右的间隔，神经中枢的融合反射及视觉心理反应便产生了三维立体感。根据这个原理，可以将3D显示技术分为两种：一种是利用人眼的视差特性产生立体感；另一种则是在空间显示真实的 3D立体影像，如基于全息影像技术的立体成像。全息影像是真正的三维立体影像，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。 从《星球大战》开始，让身处不同地方的人出现在同一可活动的全息图 一、凸透镜成像规律 作图：三条特殊光线 (1)与主光轴平行光线折射后过焦点 (2)过光心的光线方向不变 (3)过焦点的光线折射后平行于主光轴 1.成实像时，像与物的位置关系：上下互换，左右互换。这就意味着像和物的移动方向是相反的，物体向上移动，像就向下移动，物体向左移动，像就向右移动。 所以如果屏上的像在左上角，要把像移到光屏的中央，就要让像向右下移，而要让像向右下移，蜡烛就要向相反方向：左上移动即可。 成虚像时，像与物的形状一样，大小不同。 2.实像都是倒立的，与物体在透镜两侧，在主光轴两侧。 虚像都是正立的，与物体在透镜同侧，在主光轴同侧。 注意：这里面所说的倒立和正立是相对实物而言的。 3.一倍焦距处是实像与虚像的分界点，即u>f成实像；u 相同点：都可以用眼睛看到，也都可以拍照。 不同点：实像可用光屏承接，虚像不能；实像是实际光线交点，虚像是某一点发出的光射到平面镜或凸透镜上，反射光线或折射光线反向延长线的交点。 10.物体与像运动方向相同。 11.成实像时：u>v 倒立缩小实像；u=v 倒立等大实像；u OFweek光学网讯：全息摄影又称全像摄影（Holography），是光学上极富诱惑的一项技术。我们都有这样的体会，洒在马路的油膜在阳光下会呈现出多种色彩，而在吹起的肥皂泡上也会看到同样的情况，原因是由于肥皂泡两个面的反射光出现了干涉，称光的薄膜干涉现象。光是摄影的生命，而光有很多的特性，如色散和散射，有经验的摄影师可以充分利用这些现象变有害为有利，从而为作品添加一些新奇的效果。照相机镜头是由多组透镜合成的，为避免光在透镜表面的反射损失，人们发明出镜头的镀膜技术，使一定波长的光在反射时相互抵消，以增加进入镜头的光线使成像更清晰。同样，人们利用光波的干涉特性研究出了具有立体效果的全息摄影技术。全息摄影曾一度是科学家进行科研的专利技术，现在普通人经过一定的学习也可以掌握了，如普遍用于信用卡或图书封面的仿伪卡，那是一种立体显像的东西，在阳光下显示着五光十色的反射光。 “全息”这一词我们会感想到很熟悉，联想到耳针中的人体全息图。人耳是人体的一个缩影，上面对应人体各个器官，从这里人们进一步研究出人体的任何一局部都有整个身体的信息，所以称全息图，了解这点对全息摄影也就容易理解了。 全息摄影与普通摄影的区别 一、什么是光的干涉现象 在物理课的力学中我们做过水波的干涉实验，而根据光的波动特性，人们也成功地观察到了光波的干涉与衍射现象。为得到频率相同的二条光线，让光从一个狭缝中同时射向第二屏的两个小孔，两束光在屏后出现了干涉条纹，条纹的出现是因为二束光的波峰与波谷会由于叠加时（同相）光加强，相互抵消时（反相）光减弱。这一现象使美国麻省理工学院的物理学家Stephen Benton发现其后面隐藏着一项高科技，从而对这项技术做出进一步的研究。 二、全息图像的特点 有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了，科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时，记录下光波本身以及二束光相对的位相，位相是由实物与参考光线之间位置差异造成的，从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像，必须使用具有凝聚力的激光来准确瞄准目标照射全息片，从而再现出物光的全部信息。一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法，从而使这项技术逐渐走向实用阶段。美国《国家地理杂志》第一次使用白色光全息片贴在封面时，销售量由一千万份增加到再版后的一千六百万份。这一技术后由美国传到欧洲和其它国家，广泛用于信用卡等仿伪技术。激光全息摄影技术也随之风靡全世界。 全息摄影是利用激光光波的干涉将影像与再现影像记录下来的一种摄影，它与一般的立 凸透镜成像规律图解 2009年08月03日星期一 20:15 凸透镜成像规律 物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧 成正立放大的虚像。物距越大，像距越小，虚像越小。 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏呈接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。 平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。 那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大 脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。 当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚 像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实凸透镜成像规律及其探究实验
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