全息影像技术论文范文

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第1篇

关键词：赣文化；全息影像；信息资源；数据库；管理系统

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0013-02

The Research of Construction Technique for Holographic Database Based on Jiang Xi Culture

XIA Wang-sheng

（School of Animation and Digital Arts， Communication University of China， Beijing 100024， China）

Abstract： In today's rapid development of information technology， holographic projection image technology in culture and arts industry more widely， how collected holographic form information resources to effectively integrate and manage it is particularly important. Construction technique for holographic database based on Jiangxi culture can classify and integrate the collected holographic form resources， and realize reasonable storage and management to the Jiangxi cultural information resources， and improve the efficiency of the use of information resources.

Key words： Jiang Xi culture； holographic image； information resources； database； management system

赣文化是中国文化的重要组成部分，具有悠久的历史和浓郁的民族特色。基于赣文化的全息影像数据库系统能够把赣文化中的核心元素以立体全息影像的方式呈现出来，成为数字时代展现和发扬中华民族文化的新方式。

全息投影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，本质上是通过在空气或者特殊的立体透明棱锥内部形成立体的影像[1]。不同于平面银幕投影仅能在二维介质表面上显示二维的图像或视频信息，全息影像投影通过透视、阴影等效果可以实现立体感的内容，全息投影技术可以真正呈现3D形式的影像，可以从360°的任何角度来观看影像的不同侧面，实现文字、动画影像与虚拟现实等之间的完美融合，使得艺术创作作品的形态由静止的平面走向动态逼真的三维立体空间，对人们的视觉效果产生强力的冲击和震撼效果，图1中显示的是江西傩文化全息视频影像的一个画面。

图1 傩文化全息影像

基于赣文化的全息资源数据库一个最基本的功能在于文化内容数据化的整合与存储，因此创建一个容纳赣文化相关资料的数据资源库是未来应用于各种赣文化全息影像装置的基础。通过构建的全息视频资源库可以将收集而来的数据进行分类、整合和管理，实现在资源库内信息的存储、检索、查询、展示等功能。

在资源库中，把收集到的赣文化信息资源分为人文江西、红色江西和绿色江西三部分，每部分又下设若干子类，例如人文江西包括傩文化、陶瓷文化、茶文化等内容[2]。从存储格式上来分，资源库的资源包括文字、音频、图像和全息视频等四种形式的数据内容。由于它们的物理状态、文化表现形式、个体特性等因素各有其独有的特点，因此在资源的保存和管理方法上也不尽相同。

1 需求分析

由于资源库中包含大量的高精度图像与全息视频数据，信息量和存储数据量都是非常大，结构比较复杂，因此设计全息资源库时与常见的文本数据库不同，需要把大数据量的图像和视频信息单独存储，建立存储的物理位置与逻辑位置之间的关系库等[3]。

通过全息资源库的人机接口可以进行信息资源内容的查询检索、调用、资源库管理等功能，以及图像、音频和视频的播放等功能。管理员可以对全息资源库进行增加资源、删除资源和编辑资源等操作，以及具有普通数据库中常用的维护功能。用户可以通过系统界面来检索和查询自己感兴趣的内容，系统提供全面、清晰、有效、方便地查询、浏览以及调用和观看全息形式的视频等操作。

2系统架构

为了实现全息资源库的各项功能，同时保证资源库的方便灵活性和可扩展性，系统采用了B/S结构的系统构架。用户主要通过WEB浏览器与服务器和数据库进行交互，通过通用的浏览器就可以实现对资源库的所有访问。这种系统构架模式将实现资源库的核心部分存于服务器上，使资源库的发开和维护以及使用更方便和具有通用性，具有较高的工作效率。系统构架如图2所示，它基本上由客户端、服务器和数据库三层结构组成。

图2 资源库系统构架

资源库系统可分为前台与后台两个部分。前台是指用户可以通过网页或接口程序进行浏览，主要用于信息资源的检索、查找和显示内容等工作，后台是指管理人员对数据库中的数据信息进行编辑操作和对数据库的管理工作，主要包括系统管理、信息资源的添加、删除、修改以及管理前台页面的基本显示等功能。

全息资源数据库的后台采用MySQL数据库，MySQL是一个精巧的SQL数据库管理系统，并且是完全网络化的跨平台关系型数据库系统[4]，同时是具有客户机/服务器体系结构的分布式数据库管理系统。MySQL功能强大、使用简便、管理方便、运行速度快、安全可靠性强，能够为建立全息资源库和前端程序提供强大动力。

3 数据库设计

在全息资源库系统的开发过程中，数据库设计是创建资源库系统管理系统的基础，在系统开发和设过程中居于核心的地位。数据库结构设计要规范化，这将便于日后的数据管理，可以防止数据错误的发生[5]。

基于赣文化相关信息资源的收集和整理，包括文字、图像、音频和全息视频等资源，建立关系数据库表，同时避免数据的过度复杂和冗余。通过合理的分析，提取图像、音频和全息视频特征信息，建立关系数据库表，最后还要创建全息视频存储的物理位置与逻辑位置之间的关系数据库表等。

基于赣文化的全息数据库系统大致由以下五个模块构成：

（1）全息资源数据资料库。用来组织和保存全息视频、图像和音频等资源数据，这是调用和播放全息信息的素材库，存储的数据量是非常大的。

（2）资源特征数据库。用来保存从全息视频和图像、音频中提取的各种特征，把全息视频的物理位置与逻辑位置之间建立联系，本数据库的结构和存储与播放查询模块有紧密联系。

（3）查询与播放处理模块。此模块完成用户不同方式的下的查询和检索功能，检索出的全息视频可以选择调用并在全息投影设备上播放，此模块是数据库管理系统的重点。

（4）用户接口模块。此模块的开发与播放系统中的硬件设备关系密切，管理全息投影播放、查询输入、查询结果如何显示等功能。

（5）资源数据管理模块。管理员利用此模块可以实现对数据库中全息视频、图像和音频资源的管理功能，包括增加、删除和编辑资源，同时将同步编辑相应的视频特征数据库。

4 结束语

基于赣文化的全息资源库实现了对赣文化相关资源的收集、整合和存储，并以三维全息影像的形式把赣文化所表达的内容呈现给观者，在展示空间中呈现出立体、清晰、多视角的带有动画效果的三维影像，能够让观者身心沉浸其中。

运用全息资源库技术一方面能对文化资源进行数字化存储，另一方面能以立体影像方式完整再现历史文化，这对于文化遗产的传承具有重要的意义。随着虚拟现实和全息技术的发展，它必将在文化和艺术的存储与展现方面大放异彩。

参考文献：

[1] 刘姣. 关于建设“沉浸式”全息化数字博物馆的构想[J]. 才智， 201（13）：330.

[2] 佟婷，宴紫昭. 从体验性角度浅析全息技术与非物质文化结合的意义[J]. 电视研究，2015（8）：45.

[3] 李逸波. 多媒体数据库技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004.

第2篇

关键词：3D技术；裸眼3D；全息影像技术

1 3D技术起源及原理

人眼产生3D视觉的秘密――偏光原理：

人眼在看任何物体时，由于两只眼睛在空间有一定间距约为5cm，即存在两个视角。这样形成左右两眼所看的图像不完全一样，称为视差。这种细微的视差通过视网膜传递到大脑里，就能显示出物体的前后远近，产生强烈的立体感。这是1839年，英国科学家温斯特发现的一个奇妙的现象，至今为止几乎任何3D影像技术都是基于这个原理开发的。

2 3D技术发展状况

2.1 3D成像技术种类

3D成像技术有很多种，分为不闪式3D技术、互补色技术、时分法技术、光栅式技术、普式技术、全息式技术等。而其中以时分法为当今所广泛应用，而不闪式技术和互补色技术也有着较为广泛的应用。为了方便说明我们用互补色技术解释立体电影的形成（光的三原色原理――红、绿、兰）

⑴互补色技术是目前比较多电影院采用的技术，依据人眼的成像原理，以两台摄影机模拟人眼左右眼所成的像。再在放映过程中使用两台放映机它将不同视角上的成像用不同的颜色印刻在同一副画面下，互补色3D眼镜采用的技术也就是色分法，色分法会将两个不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。如果在这样的情况下，我们直接利用肉眼去观看红蓝、红绿等多种模式类的电影，就会出现模糊的重影图像。这样我们就无法观看到红蓝、红绿等多种模式类的电影的立体效果。再让用户通过红蓝立体镜片来观看到立体效果。由于技术成熟而且眼镜造价相对低廉，所以广为当今的电影院所接受。

⑵时分法即是（快门法）通过提高屏幕刷新率把图像按帧一分为二，形成左右眼连续交错显示的两组画面，通过快门式3D眼镜的配合，使得这两组画面分别进入左右双眼，最终在大脑中合成3D立体图像。计算机可以用显卡将普通2D影像生成3D效果，成为未来用户接触3D视觉的主流设备。它也包括红蓝色分法，但这只是为了让不具备硬件条件的用户也能体验3D视觉的次级方案，它主要是利用快门原理的时分法技术。

时分法3D视觉体验的质量取决于镜片液晶的偏转频率。要获得理想的视觉效果，显示器至少需要120Hz的刷新率，分配到每只眼睛上的图像刷新率是60Hz。这样视网膜影像残留效应，人就很难感觉出来，图像就不觉闪烁。

⑶不闪式3D 电视方式。不闪式3D使用特殊薄膜分离左右影像来体现3D影像。把分离左侧影像和右侧影像的特殊薄膜贴在3D电视表面和眼镜上，通过电视分离左右影像后同时送往眼镜，经眼镜的过滤，把分离左右影像送到各个眼睛，大脑再把这两个影像合成高清晰3D影像。因为不闪式3D能够体现1秒钟240张3D合成影像，没有重叠画面和拖拉现象，所以不闪式3D也被称作世界唯一的240赫兹3D电视。

2.2 裸眼3D显示技术

目前3D立体显示技术，大部分要依赖特制的眼镜，长时间的观看会有恶心眩晕等感觉。舒适度大大降低。由以下这两种技术（视差障壁；柱状透镜技术）的基础上改良而成的裸眼3D显示技术能较好解决这些问题，代表3D立体显示技术发展前沿。

⑴视差障壁技术。在显示器和眼睛之间设置一个栅栏式的挡板，就可以改变奇、偶列图像的光线走向，使之分别送达左、右眼，形成立体视觉效果。这种方法的双眼视图也是位于屏幕上的奇列和偶列分区，实施是用一个开关液晶屏、偏振膜和高分子液晶层，利用液晶层和偏振膜制造出一系列方向为90°的垂直条纹宽几十微米。通过它们的光就形成了垂直的细条栅模式，称之为“视差障壁”。通过一系列的缝隙来观看奇、偶列图像，这样的装置使左、右眼能分别看到对应的图像，形成立体视觉效果。

缺陷：由于视差障壁，亮度会降低，分辨率也降低，导致清晰度将降低。

⑵柱状透镜技术。在显示器前面板镶上一块柱透镜板（透镜板由细长的半圆柱透镜紧密排列构成）组成裸眼立体显示的光学系统，像素的光线通过柱透镜的折射，把视差图像投射到人的左、右眼，经视觉中枢的立体融合获得立体感。

优点：亮度不受到影响，3D显示效果更好。

缺点：相关制造与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线

为了克服上述不足，还有一些改进版的新技术：

⑶MLD技术―微位相差板法。使用微位相差板改变光的偏极态来分离左、右眼视图。也是使用视差图像来实现立体场景，两幅图像分别显示在奇列分区和偶列分区。

优点：观看3D影像时，不会产生眩晕、头疼及眼睛疲劳；分辨率高；可兼容文字等二维影像和3D影像；可视角度大。

⑷指向光源技术。这种裸眼立体显示器在LCD像素后面使用线光源提供背光照明，密集的线光源照明使奇、偶列像素的图像传输路径产生分离，分离后的视差图像能分别到达对应的眼睛.全部像素被分为奇、偶列交错的两个显示单元。用来显示具有视差的立体对图像。

优点：分辨率、透光率较高，能沿用现有的设计架构，3D显示效果出色

缺点：技术产品还不成熟。

2.3 全息影像技术

人类之所以能感受到立体感是由于人的两眼视差。根据这个原理，可以将3D显示技术分为两种：一种是利用人眼的视差特性产生立体感；另一种则是在空间显示真实的3D立体影像，如基于全息影像技术的立体成像。全息影像是真正的三维立体影像，用户不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看影像。全息显示技术的问世给真正的立体三维电视带来了希望之光。全息电视与立体电视相比，其优越之处不仅仅在于立体三维图像更接近于物体自身，而且还要从人眼对物体深度感在生理上的心理暗示来加以考虑。

⑴3D全息影像技术简介。全息技术最早是应用在照相上的。它实际上是利用了光的干涉原理。把物体特有的光波资讯记录在感光材料上，经过显影定影处理後，得到一张全息图。这张全息图上面是没有图像的。要想看到图像，就是要使光波重现。重现的图像与原物一模一样，如同透过窗口观看外面的景物一样。移动眼睛可以看到物体的不同侧面。观看前后不同距离的景物时，效果更加出色，与看话剧演出没什么两样。

世界上最酷的透明玻璃电视―CLARO推出了一款以前从未见过的显示器――透明玻璃电视，名为“Holoscreen”。它不同于现在的任何一款电视，是全息技术与视觉审美的无瑕结合的产物。它可以接受所有输入格式。从电视、DVD、录影、个人计算机到笔记本，都能使用。可称得上是显示技术的大革命。

⑵3D全息影像技术产品。全息投影3D全息立体投影设备不是利用数码技术实现的，而是投影设备将不同角度影像投影至进口的MP全息投影膜上，让你看到不属于你自身角度的其他图像，因而实现了真正的3D全息立体影像，是近期非常流行的技术。可实现的全息投影从技术上分为三种。1）空气投影；2）激光束投影；3）日本公司研制了一种利用激光束来投射实体的全息影像投射方法。

以360全息成像为例，是由透明材料制成的四面锥体。当观众的视线透过椎体的一个面时，通过表面镜射和反射，能够从椎体内的空间里看到自由飘浮的影像。

2010年上海世博会中，多个国家馆就采用了全息投影技术，其亦幻亦真的感觉，带给人全新的视觉体验。可以把远处的人或物以三维形式投影在空气之中。《阿凡达》视觉团队把这一技术应用在湖南卫视2012跨年演唱会的舞台上，不必借助3D眼镜、IMAX屏幕，如幻似真的奇幻场面就呈现在舞台现场。全息投影技术本质上是通过空气或其它特殊的介质形成立体的影像，突破了传统的声、光、电等介质的局限性，成像色彩鲜艳，对比度、清晰度都非常高，强烈的空间感和透视感是这种技术最具魅力之处。全息投影有望超越当前的各种3D技术，成为终极立体显示解决方案。

3 3D技术发展前景

在激光全息技术中，全息显示技术由于更接近于人们的日常生活而倍受关注。它不仅可制出惟妙惟肖的立体三维图片美化人们的生活，还可将其用于证券、商品防伪、商品广告、促销、艺术图片、展览、图书插图与美术装潢、包装、室内装潢、医学、刑侦、物证照相与鉴别、建筑三维成像、科研、教学、信息交流、人像三维摄影及三维立体影视等众多领域，近年来还发展成为宽幅全息包装材料而得到了广泛的应用。由于白光再现全息技术可在白昼自然环境中或在普通白光照射条件下观看物体的三维图像，一直是研究全息技术的最新发展及运用，期待自身的努力使得全息显示技术得到了迅速的发展。

第3篇

“全媒体”作为一种媒介实践的形态是“媒介化社会”背景下中国影视传媒领域广泛采用的核心概念之一。概念的提出建立在传媒业界积极的探索和媒介资源整合实践的基础之上。“全媒体”概念的提出是以互联网为主导的数字化革命的必然结果。旨在建立某种新型的集媒介生产、传播、与媒介运营模式于一体的介质平台。它颠覆了传统媒介形式广泛意义上的生产消费观念。在全媒体语境下电视舞台美术设计可以选择众多的实现与表达方式打破了传统的单一形态提高增值效果；同时，“全媒体”加强了电视舞台美术设计中“技术”与“艺术”各媒介形态之间的相互交流和组合运用。

建立在电子技术基础上并经历了从模拟到数字、高清历程的视听艺术——电视，由于技术条件的限制在全媒体时代信息技术大爆炸的背景下其发展过程中诸多环节都遭到了限制。电视舞台美术在相当长的时期内依旧延续着传统意义上“画笔布景”的尴尬，与如火如荼的影视技术发展与革新之间形成了巨大的脱节现象。究其原因不难发现，技术的快速发展主要集中于后期剪辑等方面的应用，而电视舞台美术究根追底是移植于戏剧属于文化艺术的产物。戏剧舞台作为一种综合性的艺术形式具有丰富的内涵与外延，其艺术语言千变万化很难用一种媒介或技术形式进行表达；传媒技术的发展很难适应舞台设计多样性的要求。戏剧舞台历经千年发展已经形成了相对规范的发展程式与模式化表达手法，这也一定程度上与日益求新的电视艺术寻求新的艺术发展诉求相互矛盾，并成为当代舞台艺术人共同面临的挑战。

2 舞台美术设计的历史“溯源”

舞台美术设计的发展史也是其技术不断蜕变与革新的里程史，每一次舞台美术设计的重大发展身后都蕴含着技术的变革。舞台设计最初源于希腊原始的祭祀活动需求，雅典人依据自然山体形态筑建酒神剧场，容纳万人的观众席靠近接近于扇形的高坡上，可见早期的舞台形式主要是为祭祀和舞蹈提供场所，早期的舞台空间概念初步形成。中世纪以及文艺复兴等时期，出现了奥林匹克剧场，建筑师阿利奥提建立了第一个具有固定式属性的镜框式舞台并引入了幻觉式布景的概念，戏剧舞台也随剧场的变化开始走出“室内”进入自然。建筑与美术艺术家开始成为舞台设计的主导，相适应的关于舞台绘画学的研究也广泛开展，“透视画法”概念的引入正式宣告舞台布景设计时代的来临，尤其是意大利文艺复兴时期透视概念在舞台设计上应用所创造出纵深的广场视觉奇观强烈刺激和震撼了受众的审美心理与诉求。18世纪中叶之后，工业与人口的急剧增长导致了境况剧场与机械化舞台的诞生，1874年巴黎大歌剧院的落成华丽而庄严、豪华而颇具规模在建筑史和舞台美术史上都留下了光辉的一笔。科技足以支撑艺术家按照自己的意愿进行舞台的艺术化改造，画面幻觉的时代终究来临。近代以来，结构几何学理念以及透视在戏剧舞台设计中的创造性运用成为舞台设计空间感塑造的重要影响因子。舞台投影的发明更是颠覆了传统意义上机械师的人工舞台设计形式。舞台设计泰斗斯沃博达更是创造性的使用了投影，其舞台设计力图创造四维空间——时间与空间的结合体，在他的活动舞台与建筑中活动性成为组织舞台空间生气勃勃的力量。舞台美术经历了多种艺术思潮与流派争鸣的长时间的繁荣时期后伴随着技术的进步而获得了长足的发展。然而令人遗憾的是在19世纪后期以来戏剧舞台美术设计的发展呈现逐渐式微的倾向，传统的舞台制作程式与工艺理论呈现出逐渐脱节的现象而不能很好地满足人们日益增长的对戏剧艺术审美逐步提高的局面，即艺术家的创作欲望受到媒介技术手段的限制而为以后其自身舞台艺术的发展留下了隐患。

3 舞台美术发展的滞后——以电视舞台美术为例

诸多戏剧的元素被借鉴到电视这个新型的视听媒介中，自然而然的戏剧舞台美术也被应用到电视舞台设计领域之中。电视正如文艺复兴时期的建筑给众多的艺术家以施展才华的平台，一时间诞生出了一大批优秀的电视舞台美术设计师。然而电视艺术同样是建立在科技基础之上的，舞美设计师似乎被置于了边缘性的层面。舞台美术设计长期以来重视艺术专业与设计修养的发展提升上，戏剧舞台长期落后的生产、制作方式以及电视数字技术制作方式相融合也是重要的原因。直到新千年之后这种局面才有了不少的变化新技术的不断涌出为舞台美术设计注入了一丝活力。视频技术、激光电子技术、计算机微电子技术等闪亮登场标志着电视舞台美术大变革时代的到来，舞台美术的概念也突破了传统意义上电视技术和舞台艺术相互不匹配的问题，而舞台美术影像加入了动画合成、后期特效处理技术等大量电视制作方法，应用高科技影像技术将舞台美术演变成为一门新兴的舞台影像美学。

舞台设计的载体也发生了根本性的变化，屏幕影像代替传统意义上的布景画面绘画，虚拟科技世界进行自然的再现并适时根据节目需要进行不断调整，相较于传统舞台美术设计以真实材料作为具体的载体媒介进行表达具有极大的灵活性和新颖性，给观众营造一种奇特的视幻觉感官效果，舞美影像通过专业视频软件进行制作取代[( dylw.NEt) 专业提供专业论文写作和发表教育论文的服务,欢迎光临]传统戏剧舞美设计手锯、纸张、模板等真实物质材料为媒介进行的制作手法。这种技术的转变使舞台美术设计呈现出传统布景形式无法比拟的灵活性与时空性，创作者可以根据自己的主观意图表达任何想呈现的事物，动静结合、虚实相间极大提升观众的想象力，增加观众的心理感受进而对观众的假定性幻觉进行突破，观众如同置身于真实的视幻觉空间氛围中，产生如梦如幻的真实感。