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全息3D显示技术——基于激光技术的立体图案显示系统

2018-08-14

全息3D显示技术大家一定在好莱坞科幻大片里经常见到|-,打电话时可以看到对方的全息影像|-,或是在空气中的全息投影上操作各种高科技设备|。幻想终将会变成实|-,随着3D影像技术的不断发展|-,全息3D技术也在突破层层壁垒|。

Holovect Mk II是一个可独立使用的基于激光技术的立体图案显示系统|-,这套设备可以放在试验台或普通桌面上|。这款全息显示器适用于3D打印机、独立教学、产品促销等领域|。Holovect Mk II是世界上第一款商用基于激光技术的桌面全息显示器|-,它能够在空气中用光线来绘制各种3D影像|。

全息影像和全息图案是有一定区别的|-,全息影像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(即空间投影)|。它们的区别在于|-,全息图案包含了物体的三维信息|-,可以显示在薄膜或者玻璃板上(希腊语词根“holo”意思是全部或完整|-,“gram”的意思是记录)|-,而全息影像则同样是包含了物体的三围信息|-,但却是在空中自由浮动的展现出来|-,几乎可以描绘原有物体的全部信息|-,是真正的3D投影|。

那么他们是如何工作的呢?其实原理很简单|-,当光在两种不同介质中传播的时候|-,大多数情况下|-,根据材料的不同折射率(RI)将会得到三种不同的效果:折射(弯曲)、反射和漫射|。以海市蜃楼为例|-,当一部分空气的RI值与周围的空气不同的时候|-,就会导致光线弯曲|-,可能会产生意想不到的影像|-,这种RI值的差异主要是由于一部分空气的压力或温度发生变化导致的|。

利用全息技术|-,我们发明了如何控制箱型空间内的空气|-,从而可以精确的修改特定区域内的RI值|-,从而可以折射和反射激光束|。这种修改提高了反照率|-,因此|-,通过同时控制激光照射的目标和修改空气区域的RI值|-,计算机可以在3D空间的任何位置放置像素图案|-,让后通过从点A到点B发射激光束|-,绘制3D矢量线性图案|-,并通过序列将图案进行拼接|-,从而生成可视的3D全息影像|。Holovect Mk II可以在12×12×12厘米见方的体积内每秒绘制50次完整的影像|。但如果超出这一边距|-,目前还不能够实现全息投影|。

“Vect”对象是为Holovect开发的一种数据结构|-,简单地说它是一个3D坐标列表|-,它可以在空间中从头到尾绘制线性图案|-,之后会被编译成Vect对象|。使用各种在线工具、电子表格|-,甚至一支好的老式铅笔和绘图纸都可以进行开发|。加载以后|-,矢量图形可以在三个轴上旋转|-,并在箱体画布内部运动|。这些对象可以使用控制按钮、预设功能(比如旋转或移动)或在自己的应用程序中使用|。

Holovect Mk II可以用于在进行3D打印之前以STL格式显示CAD模型|。可以通过两种方式来完成|-,导入STL文件并转换称Vect格式或者直接将其可视化|。根据需要的视觉效果|-,将STL文件转换成物体全息投影|-,可以检查潜在的打印误差|-,或是在打印之前修改打印物体的内部结构|。这种物体打印预览功能可以在3D打印之前对文件进行修改|-,从而节省工作时间和打印材料|-,提高设计和制造效率|。

随着用户的不断增加|-,公司将会提供开源的方式利用Holovect提供的免费眼镜、可触摸物体显示屏允许用户创建应用程序|。在发货的时候|-,游戏、工具和艺术应用将都可以使用|-,此外|-,显示器硬件将会自动适应任何3D图像捕获和创建设备|。