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现代全息显示技术之发展 徐大雄 北京邮电大学信息光子学与光通信教育部重点实验室．北京100876 激光全息三维图像显示技术的研究已经进行了 40多年，在工业、经济、生活等方面已具有多种应用。 传统的全息摄影技术本质上是一种模拟的非实时性 的繁琐的纯光学技术，近年来兴起的数字信息处理技 术及其有关器件设备(计算机、数码摄像机、CCD器 件、新型液晶显示屏、空间光调制器、因特网等)以及 自动化控制技术不断冲击传统的全息摄影技术，一些 全息公司推出了数字激光全息图像处理技术，使它有 图1头盔的全息三维图像 了新的发展。下面将对此作一个概略的介绍。 上，操作步骤繁琐复杂，还要使用昂贵的大功率激光 1传统全息摄影技术回顾 器等，限制了进一步的发展。 日常生活和工作中常见的图像多半是一维或二 2数字全息图的数字化采集和制作 维的，例如照片、画片、荧光屏、液晶显示屏和大屏幕 2．1数字化像素全息摄影技术 上呈现出来的图像文字或信号等。本文中所研究的图 将被摄的物体放在旋转平台上，用数码相机对物 像是指呈现在空间的三维图像。图1所示的是一个应 体的不同侧面拍摄出一系列二维图片，输入计算机进 用激光全息摄影技术拍摄成的古代战士头盔全息图。 行处理后依次显示到空间光调制器上，在暗室中用激 它在普通室内漫射光照射下并不呈现明显图像，但用 光依次照射图片，形成散射光束。用全息摄影技术将 定向白光点光源照明(如多媒体投影机灯泡发出的白 光)后可在空间再现出头盔的三维图像，可看到头盔 这些信号光束依次顺序记录在同一块全息乳胶底版 的不同侧面和不同深度(左、右、上、下、内面等)，犹如 的不同条形区域或方形小区域中，经过处理后形成全 息图，在白光点光源照明下可再现由原来记录的一系 看到原物一样。头盔像的后半部以虚像形式呈现在图 列图片的信号光束组成的鲜明的大视场大视差的三 版之后方，其前半部以实像形式呈现在图版前方空间 维彩色像。 之中。虚像和实像都是看得见摸不到的，实际上是由 全息图版再现出来的一束光波所形成。虚像是由发散 由数码相机采集输入计算机的一系列图像是数 的光束形成，实像是由聚焦在图版前方空间的光束形 字化图像，其像质和彩色等可以方便地进行处理，并 成，这样的图像光束是原来头盔散射出来的光束逼真 且整个记录过程可以应用计算机进行自动化控制。 的再现，给观察者带来了强烈的立体感和真实感。 近年来，全息记录介质研究的一个突破性进展是 传统的激光全息技术在工业、经济、生活等方面 已经研制成了商用光聚合物全色全息记录介质．其化 已具有多种应用，如三维文物显示、无损检验、人像摄 学处理(显影、定影)可以去除而被紫外线曝光和加热 影、模压印刷、证件防伪、产品防伪、钱币防伪、全息集 代替，实现了制作全息图的实时化。 邮等，但其发展还是缓慢的，全息图的彩色难以调节， 三维图像数字化采集的另一个突出优点是可以 全息电影、全息摄像机、全息放映机等仍旧停留在人 不用实物来进行拍摄，可以应用计算机生成的一系列 们的设想之中。这主要是因