一  全息投影技術原理

全息投影技術也稱虛擬成像技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術。

其第一步是利用干涉原理記錄物體光波信息，此即拍攝過程：被攝物體在激光輻照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作為參考光束射到全息底片上，和物光束疊加產(chǎn)生干涉，把物體光波上各點的位相和振幅轉換成在空間上變化的強度，從而利用干涉條紋間的反差和間隔將物體光波的全部信息記錄下來。記錄著干涉條紋的底片經(jīng)過顯影、定影等處理程序后，便成為一張全息圖，或稱全息照片。

其第二步是利用衍射原理再現(xiàn)物體光波信息，這是成象過程：全息圖猶如一個復雜的光柵，在相干激光照射下，一張線性記錄的正弦型全息圖的衍射光波一般可給出兩個象，即原始象（又稱初始象）和共軛象。再現(xiàn)的圖像立體感強，具有真實的視覺效應。全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，故原則上它的每一部分都能再現(xiàn)原物的整個圖像，通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄多個不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來。

二 全息投影技術的應用

   2.1 全息投影技術在博物館中的應用

全息投影技術已經(jīng)在我國有了一定的發(fā)展，應用到實例的也有較多領域。例如，世博會，產(chǎn)品的現(xiàn)場促銷以及明星演唱會等。2013年周杰倫演唱會上與虛擬鄧麗君的跨時空對唱掀起了演唱會最高潮，運用的是全息投影技術。在這樣的信息時代，觀眾的素養(yǎng)和審美大幅提升，博物館單以實體展品或文字圖片展現(xiàn)已不能滿足民眾日益增長的文化生活的需要，利用全息投影技術可以生動形象的再現(xiàn)事件的發(fā)生過程，讓本來已經(jīng)過去的事或人能夠活靈活現(xiàn)的再次出現(xiàn)在人們眼前，是展覽陳列設計領域的一次革命，漸漸成為現(xiàn)代博物館里不可缺少的演繹方式。

以下以幾個實例運用介紹全息投影技術在博物館陳列設計中的幾種常見方式：（1）運用幻影成像技術展示文物。蘇州博物館基本陳列“寶藏虎丘”展廳運用3D幻影成像系統(tǒng)構建出一個半透明空間，通過對文物的三維掃描和影像制作，將動態(tài)影像懸浮于空間的中心部位，全方位展示蘇博一級文物——五代秘色瓷蓮花碗，觀眾可以從各個角度觀察到懸浮在空中的文物立體影像。這樣在同一展廳中既能看到文物實體展品，又能通過動態(tài)影像進一步了解文物的組成結構、局部和細節(jié)部分，虛實結合直觀而有很強的視覺沖擊力，在增加展覽觀賞性的同時使觀眾對館藏文物有了更清晰地認識，這種展示方式得到了觀眾的一致好評。 （2）運用幻影成像技術講述故事。博物館是文化傳遞的地方，要把塵封多年的歷史通俗易懂、老少咸宜的展示出來，讓參觀者可以很好地領略到其中的文化精神，那么還有什么比讓其身臨其境更加生動具體呢？由The Shirley Spectra公司完成的陜西漢陽陵的《走進漢陽陵》幻影成像項目，是我國較早利用全息投影技術講述歷史故事的成功案例，當時在國內引起了轟動，還得到了來自世界很多國家朋友的好奇和贊美。影視廳中利用全息投影技術形成四幕歷史場景，演示前，首先看到漢景帝時期的古代文物和兵俑、宦官俑；演示開始，一批批精致的陶俑隨著人們的視線逐一還原為當時的形象，栩栩如生地呈現(xiàn)在觀眾眼前，“復活”了的漢景帝、王皇后以及宮女、宦官、甲士等依次出現(xiàn)，游客看到當年天子臨朝時的威武莊嚴，金碧輝煌的殿堂內臣子們俯首高呼萬歲，王皇后怎樣從一個農(nóng)家女子蛻變?yōu)橐粋�母儀天下的王后，從一個麻衣粗布的村姑成為綾羅綢緞的華麗貴婦人。逼真的復原了歷史文物和主人當年的生活場景，讓那些銹跡斑斑的文物與主人一起把觀眾帶回到那個遙遠的年代，使人如癡如醉、流連忘返。 （3）觀眾參與互動類。博物館常用的多媒體互動形式有簽名留言觸摸感應系統(tǒng)，常用于展館內領導參觀后的簽字留言；地面墻面投影互動，多運用于展館內的通道或者墻體上，通過捕捉設備對參與者進行捕捉拍攝，使參與者與屏幕之間產(chǎn)生緊密結合的互動效果；虛擬拍照虛擬翻書互動技術，手臂揮舞就觸動視頻動畫，播放翻書的效果或者揮動手臂觸發(fā)拍照按鈕，互動性與趣味性很強。湘陰左宗棠紀念館的多媒體情景劇《一代名將左宗棠》是目前我國全息投影技術中讓觀眾參與互動較為成功的案例。《一代名將左宗棠》情景劇中所出現(xiàn)的左宗棠書房是按1︰1的比例復原，書桌、茶幾、屏風都是生活中的尺寸，幻影演員如真人一般大小。通過影像介紹了左宗棠一生的功績，特別是左宗棠出征新疆收復新疆的偉績。演示結束后，觀眾可以進入到幕布后與幻影演員合影，與情景劇主角“左宗棠”合影。這樣大的實物布景讓人可以進入到劇中的場景，通過虛擬的影像實現(xiàn)了現(xiàn)代人和古代人的對話，這樣的時空“穿越”在我國博物館陳列設計中屬首創(chuàng)，很有借鑒意義。

2.2 在博物館中運用全息投影技術的優(yōu)點

（1）不受場地等因素的限制，布景箱可以根據(jù)場地的大小來調節(jié)，人物形象外觀一般為25～35CM，當然也可以做成真人大小。既可以讓幻影演員來完成表演，也可以讓真人進入景箱進行表演增加神秘效果。（2）具有強烈的縱深感，視覺層次感好、立體感強真假難辨。中間還可結合實物，實現(xiàn)影像與實物的結合，使觀眾產(chǎn)生穿越時空隧道的奇異感受。（3）使博物館陳列設計從較占空間人力的實物展示到環(huán)保、信息量大的不同投影技術的視頻數(shù)據(jù)轉換，極大地節(jié)省了展館空間。更使以往那些難以用文字表述的古代奇跡的承載物，以生動直觀的方式重現(xiàn)出來。（4）在不停地與觀眾互動方面創(chuàng)新，加入了光感應，紅外感應，聲波感應等不同形式的科學技術，提高觀展的趣味性和互動性，綜合推動了人類文明的進步。（5）使過去僅能讓那些專家們心靈震撼的古代文明，能讓普通觀眾，以及對偉大的中華文明即感神秘，又一知半解的國際友人領閱其神奇和偉大，在親臨其境中感受其博大精深、燦爛輝煌。

三 實施方案設計

3.1 方案一 360度全息投影展示柜

360度全息投影系統(tǒng)簡稱360全息,也稱360度全息成像、三維全息影像、全息三維成像。360全息是由透明材料（玻璃或者透明有機板）制成的四面錐體，通過四個視頻源在錐體上邊或者下邊投射到錐體中的特殊棱鏡上，根據(jù)光學原理，匯集到一起后形成具有真實維度空間的立體影像。360度全息投影系統(tǒng)主要是由柜體，分光鏡面，成像錐體，圖像投影和圖像處理器五部分組成，對產(chǎn)品進行實拍和構建三維模型，再用電腦數(shù)字處理制作成360度旋轉動畫，通過圖像投影設備將動畫投射到分光鏡面上，再折射到四個面的成像錐體上邊，形式360度立體成像，參觀者可以360度參觀產(chǎn)品，不需要佩戴任何偏光眼鏡，在完全沒有束縛下就可以盡情觀看3D幻影立體顯示特效，給人以視覺上的強烈沖擊，是一種科技含量高，新穎性強，廣受大中型展館歡迎的多媒體展項。

3.1.1 環(huán)境要求：避免強光高亮度，亮度越暗效果越好。

3.1.2 設備及相關要求：

1）1. 5mm厚鍍膜全息玻璃，是整個展示柜的分光鏡面，尺寸根據(jù)展示柜大小而定，預計為210cm×210cm，即面積為4.41平方米。

2） 展示柜柜體，尺寸及材料根據(jù)需要定做。

3） 成像椎體，通常為透明材質的玻璃或者亞克力板，四塊等腰三角形構成成像椎體，厚度為5mm，每個大小底長210cm，腰長186cm，高為153.53cm，面積為16.12065平方米，四塊共64.4826平方米。（按重量計算價格：1.2×厚度mm×面積㎡）

4） 投影設備，可采用3D全息投影機、工程投影機、一般商用投影機（流明度在3000以上）

5） 圖像處理設備，用于與投影儀相連接，存放播放展示內容。普通計算機即可，公司文化遺產(chǎn)與保護中心計算機完全滿足要求。

6） 其他輔助設備：音響，線材，燈光設備等。

7） 軟件：3DMax，Premiere，格式轉換軟件

     3.1.3 數(shù)據(jù)要求：

若使用四臺投影儀進行展示，展示視頻為1024×768，圖像360度旋轉；若只使用一臺投影儀，視頻為1024×768，圖像360度旋轉并且分為四個部分。用3DMax軟件將現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)等進行四個方向渲染，輸出四個動畫，之后用視頻剪輯軟件Premiere進行視頻合成。

  3.1.5 場地要求

計劃做一個長為210cm，寬210cm，高170cm的360度全息投影展示設備。需要放在公司展示區(qū)。

  3.1.6 預期效果