全息3d投影怎么做,全息3D投影的原理是什么

题图来自Unsplash，基于CC0协议

导读

什么是全息3D投影，并不是一个需要严格定义词，它涵盖了一种能够让图像从平面上方悬空呈现的技术，原理核心在于双像素干涉记录物体光线张角信息，再通过衍射再现立体影像。早期受限于成像尺寸和明暗限制，真实应用缓慢，但随着微结构光技术的引入，不断突破这些原始限制，在近几年尤为活跃。

早期全息测距偏重理解三维空间坐标，而现在制作创意型全息图像，已经从3D扫描与建模为主在线制作发展迅速，运用微结构光测量物体表面的反射波前，重建出物体的双像素干涉全息图样。不同于以往将物体投影到散射介质，真正3D全息展览条件，必须可以形成肉眼可以直接观察到的悬浮立体光影图象。这要求成像容量远大于扫描捕捉尺寸，这就引出了必须搭建一整套能成像数十平方米以上幻影空间的技术体系。

全息投影制作，其过程可以定义为： 1、应用3D扫描仪取得丰富三维几何拓扑数据，并与原始图像结合以获取材质贴图和图形变形关系； 2、分层补偿与运动控制：支持离线编程与实时CAD控制的运动渲染控制器对3D模型进行路径编程或实时捕捉，输出至大功率高精度工业机器视觉投影仪进行多轮次投影曝光； 3、多基板干涉叠加成全息像：基于多辐条技术实现的每点成像素的干涉记录方式，与高密度成像光纤矩阵结合，最终在立方体阵列上集衍射波前，实时生成完整的3D立体幻象图形； 4、光学抗锯齿处理：通过整幅全景式投影视觉优化算法，将复杂边角的不规则图形转换为光滑透视效果，消除天然全息投影肩角可能存在的折痕或像素束拼接毛刺。

一个实际案例操作过程，意思是三维建模，出于重点考虑，可以给到用户一个通用性方法而不用侵权例子：

以工业风主题全息投影橱窗产品为例，制作流程包含几部分：

首先，进行前期3D扫描，利用激光或光场设备将白色样品中的汽车零件轮廓、表面纹理、残缺数据信息全部采集； 然后，通过建模软件删除冗余模型，以真实材质和规格生成新款金属零件照片级逼真模型； 图像合成阶段，输入该模型数据到全息图软件系统，进行多帧分割，距离估计，光照补偿等处理； 最终，将编码后的干涉数据投射到光学元件上，通过投影仪发出强红光，在特定条件下观察者调整观看位置即可获立体成像。这个是基础后的实现，还有细节，比如背景板的整合，高光面处理甚至动态捕捉，但核心都在图像生成算法与高频振源投射能力。

全息3D投影做为较为全新的展示技术，它将带动影视传媒、品牌推广、虚拟看房、科技馆、主题公园，乃至舞台演艺、影视后期、医疗手术模拟、军事推演等带来全新表现方式。但它的实现门槛和成本相对比传统技术目前还高，从设备、软体，到专业人才都是巨大投资，如果项目预算充足，这将为受众带来近距离无遮挡3D视觉享受。随着相关技术的不断演进，成本有望逐渐降低，走进大众视野的概率很大。