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智慧展馆

全息投影实现方案

一  全息投影技术原理

全息投影技术也称虚拟成像技术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。

其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,此即拍摄过程:被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。


其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。


 全息投影技术的应用

   2.1 全息投影技术在博物馆中的应用

全息投影技术已经在我国有了一定的发展,应用到实例的也有较多领域。例如,世博会,产品的现场促销以及明星演唱会等。2013年周杰伦演唱会上与虚拟邓丽君的跨时空对唱掀起了演唱会最高潮,运用的是全息投影技术。在这样的信息时代,观众的素养和审美大幅提升,博物馆单以实体展品或文字图片展现已不能满足民众日益增长的文化生活的需要,利用全息投影技术可以生动形象的再现事件的发生过程,让本来已经过去的事或人能够活灵活现的再次出现在人们眼前,是展览陈列设计领域的一次革命,渐渐成为现代博物馆里不可缺少的演绎方式。

以下以几个实例运用介绍全息投影技术在博物馆陈列设计中的几种常见方式:(1)运用幻影成像技术展示文物。苏州博物馆基本陈列“宝藏虎丘”展厅运用3D幻影成像系统构建出一个半透明空间,通过对文物的三维扫描和影像制作,将动态影像悬浮于空间的中心部位,全方位展示苏博一级文物——五代秘色瓷莲花碗,观众可以从各个角度观察到悬浮在空中的文物立体影像。这样在同一展厅中既能看到文物实体展品,又能通过动态影像进一步了解文物的组成结构、局部和细节部分,虚实结合直观而有很强的视觉冲击力,在增加展览观赏性的同时使观众对馆藏文物有了更清晰地认识,这种展示方式得到了观众的一致好评。 (2)运用幻影成像技术讲述故事。博物馆是文化传递的地方,要把尘封多年的历史通俗易懂、老少咸宜的展示出来,让参观者可以很好地领略到其中的文化精神,那么还有什么比让其身临其境更加生动具体呢?由The Shirley Spectra公司完成的陕西汉阳陵的《走进汉阳陵》幻影成像项目,是我国较早利用全息投影技术讲述历史故事的成功案例,当时在国内引起了轰动,还得到了来自世界很多国家朋友的好奇和赞美。影视厅中利用全息投影技术形成四幕历史场景,演示前,首先看到汉景帝时期的古代文物和兵俑、宦官俑;演示开始,一批批精致的陶俑随着人们的视线逐一还原为当时的形象,栩栩如生地呈现在观众眼前,“复活”了的汉景帝、王皇后以及宫女、宦官、甲士等依次出现,游客看到当年天子临朝时的威武庄严,金碧辉煌的殿堂内臣子们俯首高呼万岁,王皇后怎样从一个农家女子蜕变为一个母仪天下的王后,从一个麻衣粗布的村姑成为绫罗绸缎的华丽贵妇人。逼真的复原了历史文物和主人当年的生活场景,让那些锈迹斑斑的文物与主人一起把观众带回到那个遥远的年代,使人如痴如醉、流连忘返。 (3)观众参与互动类。博物馆常用的多媒体互动形式有签名留言触摸感应系统,常用于展馆内领导参观后的签字留言;地面墙面投影互动,多运用于展馆内的通道或者墙体上,通过捕捉设备对参与者进行捕捉拍摄,使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效果;虚拟拍照虚拟翻书互动技术,手臂挥舞就触动视频动画,播放翻书的效果或者挥动手臂触发拍照按钮,互动性与趣味性很强。湘阴左宗棠纪念馆的多媒体情景剧《一代名将左宗棠》是目前我国全息投影技术中让观众参与互动较为成功的案例。《一代名将左宗棠》情景剧中所出现的左宗棠书房是按11的比例复原,书桌、茶几、屏风都是生活中的尺寸,幻影演员如真人一般大小。通过影像介绍了左宗棠一生的功绩,特别是左宗棠出征新疆收复新疆的伟绩。演示结束后,观众可以进入到幕布后与幻影演员合影,与情景剧主角“左宗棠”合影。这样大的实物布景让人可以进入到剧中的场景,通过虚拟的影像实现了现代人和古代人的对话,这样的时空“穿越”在我国博物馆陈列设计中属首创,很有借鉴意义。

2.2 在博物馆中运用全息投影技术的优点

1)不受场地等因素的限制,布景箱可以根据场地的大小来调节,人物形象外观一般为25~35CM,当然也可以做成真人大小。既可以让幻影演员来完成表演,也可以让真人进入景箱进行表演增加神秘效果。(2)具有强烈的纵深感,视觉层次感好、立体感强真假难辨。中间还可结合实物,实现影像与实物的结合,使观众产生穿越时空隧道的奇异感受。(3)使博物馆陈列设计从较占空间人力的实物展示到环保、信息量大的不同投影技术的视频数据转换,极大地节省了展馆空间。更使以往那些难以用文字表述的古代奇迹的承载物,以生动直观的方式重现出来4)在不停地与观众互动方面创新,加入了光感应,红外感应,声波感应等不同形式的科学技术,提高观展的趣味性和互动性,综合推动了人类文明的进步。(5)使过去仅能让那些专家们心灵震撼的古代文明,能让普通观众,以及对伟大的中华文明即感神秘,又一知半解的国际友人领阅其神奇和伟大,在亲临其境中感受其博大精深、灿烂辉煌

 实施方案设计

3.1 方案一 360度全息投影展示柜

360度全息投影系统简称360全息,也称360度全息成像、三维全息影像、全息三维成像。360全息是由透明材料(玻璃或者透明有机板)制成的四面锥体,通过四个视频源在锥体上边或者下边投射到锥体中的特殊棱镜上,根据光学原理,汇集到一起后形成具有真实维度空间的立体影像。360度全息投影系统主要是由柜体,分光镜面,成像锥体,图像投影和图像处理器五部分组成,对产品进行实拍和构建三维模型,再用电脑数字处理制作成360度旋转动画,通过图像投影设备将动画投射到分光镜面上,再折射到四个面的成像锥体上边,形式360度立体成像,参观者可以360度参观产品,不需要佩戴任何偏光眼镜,在完全没有束缚下就可以尽情观看3D幻影立体显示特效,给人以视觉上的强烈冲击,是一种科技含量高,新颖性强,广受大中型展馆欢迎的多媒体展项。


3.1.1 环境要求:避免强光高亮度,亮度越暗效果越好。

       3.1.2 设备及相关要求

11. 5mm厚镀膜全息玻璃,是整个展示柜的分光镜面,尺寸根据展示柜大小而定,预计为210cm×210cm,即面积为4.41平方米。

2) 展示柜柜体,尺寸及材料根据需要定做。

3) 成像椎体,通常为透明材质的玻璃或者亚克力板,四块等腰三角形构成成像椎体,厚度为5mm,每个大小底长210cm,腰长186cm,高为153.53cm,面积为16.12065平方米,四块共64.4826平方米。(按重量计算价格:1.2×厚度mm×面积㎡)

4) 投影设备,可采用3D全息投影机、工程投影机、一般商用投影机(流明度在3000以上)

5) 图像处理设备,用于与投影仪相连接,存放播放展示内容。普通计算机即可,公司文化遗产与保护中心计算机完全满足要求。

6) 其他辅助设备:音响,线材,灯光设备等。

7) 软件:3DMaxPremiere,格式转换软件

     3.1.3 数据要求

若使用四台投影仪进行展示,展示视频为1024×768,图像360度旋转;若只使用一台投影仪,视频为1024×768,图像360度旋转并且分为四个部分。用3DMax软件将现有模型数据等进行四个方向渲染,输出四个动画,之后用视频剪辑软件Premiere进行视频合成。


     3.1.5 场地要求

计划做一个长为210cm,宽210cm,高170cm360度全息投影展示设备。需要放在公司展示区。

   3.1.6 预期效果





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