قد يتذكر شركاء الصغيرة المحبة للموسيقى هذا المشهد، في عام 2014 جوائز الموسيقى الأمريكية وكبير، والنجاح ثلاثي الأبعاد لملك البوب مايكل جاكسون، "القيامة"، وجلب بعض الموسيقى والرقص، ودرجة من الواقعية على مشهد من الجمهور الذي الغليان. مهرجان الربيع على المسرح وكذلك المحلي الحفل على نطاق واسع، بين الحين والآخر مسرحا لأناس حقيقيين والشخصيات الافتراضية المتوقع في نفس المرحلة، وقد أعجب الجمهور.

تقارير العديد من وسائل الإعلام هذه التكنولوجيا، وستسبقها كلمة "الهولوغرام". ولكن بالمعنى الدقيق للكلمة، ويسمى هذا الأسلوب "التصوير الأشباح" وتقنية العرض 3D، التكنولوجيا الثلاثية الأبعاد ليست بالمعنى الحقيقي.

ثم المجسم الحقيقي ما هو عليه؟ اليوم علينا أن فرز ما مبادئ وتاريخ تطور التكنولوجيا الثلاثية الأبعاد.

1، والسند الخطي الضوئية التقليدية

عندما نرى صورة، فإنهم غالبا ما يمكن منع العلاقة بين الكائنات الجزئية العلاقات أصغر بكثير منظور في الماضي ووضع الظل الكبيرة وغيرها من المعلومات بصريا تحديد المسافة من وجوه، ولكن في كثير من الأحيان لم يشاهدوا كائنات العالم الحقيقي عندما ثلاثي الأبعاد.

"النور" كنوع من الوجود الموضوعي للطبيعة، يحتوي على الكثير من المعلومات. أولا، العين البشرية قادرة على شدة سطوع ينظرون مباشرة للضوء، وهي المعلومات شدة الضوء. وبالإضافة إلى ذلك، من خلال تعلم الفيزياء في المدرسة الثانوية ونحن نعلم أن الضوء هو نوع من موجة، يحتوي مرحلته أيضا عمق المعلومات. فقط في حين أن كثافة المعلومات التي وردت الخفيفة وعمق المعلومات، المادية ثلاثية الأبعاد فقط. مثل وصول النقالة الصورة كاميرا الهاتف يمكن تخزين فقط المعلومات شدة الضوء ثابتة، وبالتالي فإن العين البشرية لا يمكن الحصول ثلاثي الأبعاد. كيف يمكن لكائن أن تسجل "نقوم به" يعني؟ أن عمق المعلومات اللازمة ضوء يمكن التحكم والعرض في وقت واحد. هذا هو بالضبط دلالة الفكر "الثلاثية الأبعاد".

منذ عمق المعلومات المتعلقة مباشرة إلى مرحلة مجال الضوء، ولذا فإننا يمكن أن تمر بطريقة معينة، وشدة والمرحلة المعلومات الحقل البصري في نفس الوقت تسجيل ذلك؟ هذا هو مصدر الفكر "الثلاثية الأبعاد". وكان ما يسمى كلمة "الهولوغرام" في الواقع تم إنشاؤها من قبل العلماء مصطلح القصد من ذلك هو واحد التي يمكن أن تسجل في وقت واحد وكثافة تكنولوجيا العرض والمرحلة المعلومات. وبالمثل، سيتم تسمية الإنجليزية البادئات "holo-" للتعبير عن شروط الثلاثية الأبعاد ذات الصلة.

فكرة عظيمة، ولكن من الناحية العملية فقد كان من الصعب. لأن كلا من مادة حساسة للضوء الكيميائية، أو جهاز الاستشعار الالكترونية مثل CCD، حساسة فقط لشدة الضوء، حساسة إلى المرحلة. وبالتالي يحتاج العلماء لخلق طريقة من خلال تسجيل مرحلة من شدة الضوء من الطريقة غير المباشرة المسجلة. وقد اكتشف العلماء أن العلاقة بين الضوء فقط لتلبية الطلب.

"التدخل" تعريف دقيق للمصطلح، بالنسبة للأشخاص الذين لم يحصلوا على الفيزياء، بل هو مفهوم من الصعب أن نفهم، لذلك نستخدم الحياة المشتركة Shengbo لإدخالها.

الشكل 1 Shengbo

عندما نحمل واحدة من نهاية حبل طويل، ووقفت صعودا وهبوطا مرارا وتكرارا، وسوف يكون هناك سلسلة من الأمواج على حبل طويل، وهذا هو، شنغ بو. إذا كان العكس هو أيضا شخص يحمل الطرف الآخر من الحبل يتأرجح صعودا وهبوطا، ثم اثنين الناتجة Shengbo سوف تواجه خلال نشر. عندما التقى، إذا كان موجتين نفس الاتجاه، فإن السعة زيادة هنا، وإذا دفعتين مقابل الاتجاهات، ثم اتساع موجة سيتم تخفيض. هذه هي الفكرة الأساسية للتدخل موجة. حتى إذا شخصين حيث كان شخص واحد تردد على قدم المساواة وسعة الموجة، ثم من قبل الدولة بعد Shengbo تراكب، يمكننا أن نرى أن موجة التردد والسعة من شخص العكس أخرى.

وفي سياق مماثل، إذا كنا حزمة من الترددات المعروفة واتساع شعاع المرجعية باعتبارها الناقل، وشعاع الكائن خفيفة تحمل معلومات وضوء إشارة، ثم تضيف ما يصل إلى اثنين، ونحن يمكن أن تتداخل مع شدة مجال التوزيع البصري من خلال ل تسجيل توزيع كثافة ومرحلة ضوء إشارة.

وهكذا، فإن عملية تسجيل صورة ثلاثية الأبعاد، وهذا قد يكون ببساطة الموجزة أدناه في FIG.

تجربة 2 تخطيطي السند الخطي الضوئية التقليدية

وتسجل نتائج المواد backsheet تدخل وغيرها من لوحة جاف الكيميائية، ثم بعد عمليات تطوير وإصلاح، يمكن استخدامها.

لإنتاج صورة ثلاثية الأبعاد بواسطة هذا الكائن، ومرة أخرى طالما المشع شعاع المرجع في لوحة جافة، يمكن للنمط حيود استعادة المظهر الأصلي للكائن، والشعور ثلاثي الأبعاد قوي جدا، هو مثال على مثل هذه صورة ثلاثية الأبعاد البصرية في FIG:

مثال 3 FIG السند الخطي البصرية

بعد التقليدي اختراع السند الخطي البصرية، المذهل التعبير حتى يتسنى للجميع هو متحمس جدا، لذلك إذا متحف العلوم، ثم كثيرا ما نرى مثل هذه المعارض. ولكن لوحة الجافة غالية الثمن، من الصعب تحقيق عرض ديناميكية، لا يفضي إلى استنساخ ونشر.

2، السند الخطي الرقمي

مشاكل مماثلة فوق السند الخطي التقليدي، في الواقع، موجودة أيضا في تصوير الفيلم التقليدي. لحل هذه المشاكل ثم كوداك اخترع الكاميرا الرقمية يفتح عهدا جديدا. ولكن بعد ذلك لأنه في العصر الرقمي كوداك فعلا التطور البطيء وفي نهاية المطاف إلى نهايته، لا يسعه إلا أن تنهد تنهيدة.

باختصار، مع تطوير مجموعة رقمية من الأجهزة الحساسة للضوء، أدرك العلماء أنه مثلما الكاميرات الرقمية محل الكاميرات الفيلم، لماذا لا تستخدم CCD أو CMOS ليحل محل لوحة الجافة ذلك؟

هكذا ولدت السند الخطي الرقمي. بالمقارنة مع العملية التقليدية للتصوير ثلاثي الأبعاد البصرية، إلا أن لوحة الجافة والمواد الكيميائية الأخرى في CCD حساس CMOS أو بالإضافة إلى ذلك، عملية التسجيل صورة ثلاثية الأبعاد الرقمية والتصوير الثلاثي الأبعاد الضوئية التقليدية لا فرق. ومع ذلك، نظرا لأن المعلومات المسجلة هي الرقمية، وبالتالي يمكن معالجتها بسهولة عن طريق الكمبيوتر، ويتم احتساب صورة مستنسخة من قبل خوارزمية رياضية.

يستخدم على نطاق واسع في السند الخطي الرقمي قياس المعلومات ثلاثية الأبعاد للجسم سجلت مشفرة، والتعرف على الصور وغيرها من المجالات. وبالإضافة إلى ذلك، كما يشيع استخدامها في المجهر الثلاثية الأبعاد التصوير الرقمي ثلاثي الأبعاد. للتعويض عن مراقبة المجهر الخفيفة لا يمكن قراءة كافية مباشرة معلومات ثلاثية الأبعاد للكائن.

FIG النظام الرقمي المجهر المجسم 4

3. حساب السند الخطي

بعد استخدام CCD / أجهزة حساسة للضوء CMOS مثل البديل الرقمي لوحات الثلاثية الأبعاد، يعتقد العلماء أنه منذ نظرية الحوسبة البصرية قد نضجت بما فيه الكفاية، لماذا تحتاج عملية تصوير ما حدث؟ جاء ذلك CGH تقنية حيز الوجود.

ما يسمى ثلاثية الأبعاد الحاسوب ولدت، في الواقع، وضع جانبا تماما عملية تسجيل أنماط التدخل مباشرة لتوزيع الحقل البصري يحسب باستخدام نظرية رياضية الكمبيوتر. وهذا له فائدة كبيرة، قد تندلع في الكائنات العالم الحقيقي، لتحقيق العرض الثلاثية الأبعاد أي كائن، حتى لو لم يكن موجودا، الكائن في الواقع. الكثير من المنتجات مكافحة تزوير العلامات يمكن أن تستخدم في هذا السبيل لتحقيقه.

محددة لعرض الفن 3D، العديد من الأساليب الحالية للكائنات معقدة، حيث بسيطة إدخال اثنين.

(1) المكاني المغير الضوء (حركة تحرير السودان)

المغير ضوء المكاني للFIG. 5

FIG المستطيل الصغير الذي هو مجال عمل حركة تحرير السودان، وتوزيع أعلاه من أجل من بكسل م، ويمكن لكل بكسل توفر منفصل تعديل الحقل البصري.

وتحسب على أساس نظرية رياضية للصورة ثلاثية الأبعاد تحميلها على حركة تحرير السودان، ثم يتم المشع شعاع إشارة، مجمع يمكن أن تكون مصممة لعرض صورة مجسمة. على سبيل المثال، وتأثير استخدام حركة تحرير السودان FIG تنفيذها.

حققت FIG 6 SLM عرض المجسم

منذ حركة تحرير السودان وحدة بكسل الكريستال السائل وأحب وجهاز التحكم في كثير من الأحيان الإلكتروني، يمكن التضمين حيوي، لذلك فهي مناسبة للصورة ثلاثية الأبعاد العرض الديناميكي . ومع ذلك، منذ حجم بكسل حركة تحرير السودان الفردية من كثير نمت الخفيفه، وبالتالي فإن زاوية عرض صغيرة جدا، وحجم الكائن العرض هو أيضا محدودة جدا.

(2) على سطح (metasurface) التصوير المجسم

سوبر السطح موضوعا ساخنا في السنوات الأخيرة، ومجال البصريات، هو فرع مهم من السنوات العشر الأخيرة لتطوير حقل البصريات، هو فائقة التصوير الحيود، الطباعة الحجرية، وعرض إمكانات كبيرة من حيث الأسلوب الفني. مختبر مفتاح الدولة من التكنولوجيا البصرية-بالقطع الصغيرة الضوئية التكنولوجيا الاكاديمية الصينية للعلوم في معهد البحوث والتنمية من خلال عملية حسابية استنادا البلازمونات السطحية على سطح تكنولوجيا العرض الثلاثية الأبعاد. تكنولوجيا العرض CGH هي جوهر الجهاز بسماكة فقط معدن طبقة رقيقة من عدة عشرات إلى مائة نانومتر، وعشرات الملايين من بنية الفيلم تصميم نانوية مسامية مستقل، إلا أن أصغر حجم بكسل 200nm 200nm، وبالتالي فإن الإسقاط الثلاثية الأبعاد مجال الرؤية يمكن أن تغطي كامل المساحة. وفي الوقت نفسه، فإن هذه الترتيبات فريدة من نوعها تمكن بأكمله تجسيد ثقب النانو الضوء المرئي مصاب بعمى الألوان، وسلسلة كاملة من الأساس لصحيح التصوير المجسم ثلاثي الأبعاد. بالإضافة إلى ذلك، اندلعت الحديث المتبادل بين التدخل الصفر النظام من التقنيات التقليدية وألوان مختلفة في الصورة، مما يحسن كثيرا من إشارة إلى نسبة الضوضاء للصورة العرض، ومن المتوقع أن يتم تطبيقها على حقل كبير للعرض عرض ثلاثي الابعاد، تشفير الرسالة، الواقع الافتراضي المستقبل وغيرها من المجالات. النتائج التي نشرت في مجلة العلوم الفرعية السلف العلوم.

7 الفريق عبر سطح الكهروضوئية من الجهاز لتحقيق فائقة التصوير الثلاثي الأبعاد

بالإضافة إلى مجال عرض 3D، ولكن أيضا تستخدم على نطاق واسع في التصوير الثلاثي الأبعاد قياس والتخزين والتشفير والأمن والجوانب الأخرى، وأعتقد أن المستقبل مع تقدم التكنولوجيا وتطور نظرية "المجسم" سيكون أكثر عمقا لملايين الأسر وتصبح جزءا من حياة الناس.

المؤلف الأكاديمية الصينية للعلوم في معهد البصريات مختبر الدولة الرئيسية من الباحثين تكنولوجيا التصنيع الدقيق البصرية