全息影像技術論文范文
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第1篇
中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：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
贛文化是中國文化的重要組成部分，具有悠久的歷史和濃郁的民族特色。基于贛文化的全息影像數據庫系統能夠把贛文化中的核心元素以立體全息影像的方式呈現出來，成為數字時代展現和發揚中華民族文化的新方式。
全息投影技術是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的記錄和再現的技術，本質上是通過在空氣或者特殊的立體透明棱錐內部形成立體的影像[1]。不同于平面銀幕投影僅能在二維介質表面上顯示二維的圖像或視頻信息，全息影像投影通過透視、陰影等效果可以實現立體感的內容，全息投影技術可以真正呈現3D形式的影像，可以從360°的任何角度來觀看影像的不同側面，實現文字、動畫影像與虛擬現實等之間的完美融合，使得藝術創作作品的形態由靜止的平面走向動態逼真的三維立體空間，對人們的視覺效果產生強力的沖擊和震撼效果，圖1中顯示的是江西儺文化全息視頻影像的一個畫面。
圖1 儺文化全息影像
基于贛文化的全息資源數據庫一個最基本的功能在于文化內容數據化的整合與存儲，因此創建一個容納贛文化相關資料的數據資源庫是未來應用于各種贛文化全息影像裝置的基礎。通過構建的全息視頻資源庫可以將收集而來的數據進行分類、整合和管理，實現在資源庫內信息的存儲、檢索、查詢、展示等功能。
在資源庫中，把收集到的贛文化信息資源分為人文江西、紅色江西和綠色江西三部分，每部分又下設若干子類，例如人文江西包括儺文化、陶瓷文化、茶文化等內容[2]。從存儲格式上來分，資源庫的資源包括文字、音頻、圖像和全息視頻等四種形式的數據內容。由于它們的物理狀態、文化表現形式、個體特性等因素各有其獨有的特點，因此在資源的保存和管理方法上也不盡相同。
1 需求分析
由于資源庫中包含大量的高精度圖像與全息視頻數據，信息量和存儲數據量都是非常大，結構比較復雜，因此設計全息資源庫時與常見的文本數據庫不同，需要把大數據量的圖像和視頻信息單獨存儲，建立存儲的物理位置與邏輯位置之間的關系庫等[3]。
通過全息資源庫的人機接口可以進行信息資源內容的查詢檢索、調用、資源庫管理等功能，以及圖像、音頻和視頻的播放等功能。管理員可以對全息資源庫進行增加資源、刪除資源和編輯資源等操作，以及具有普通數據庫中常用的維護功能。用戶可以通過系統界面來檢索和查詢自己感興趣的內容，系統提供全面、清晰、有效、方便地查詢、瀏覽以及調用和觀看全息形式的視頻等操作。
2系統架構
為了實現全息資源庫的各項功能，同時保證資源庫的方便靈活性和可擴展性，系統采用了B/S結構的系統構架。用戶主要通過WEB瀏覽器與服務器和數據庫進行交互，通過通用的瀏覽器就可以實現對資源庫的所有訪問。這種系統構架模式將實現資源庫的核心部分存于服務器上，使資源庫的發開和維護以及使用更方便和具有通用性，具有較高的工作效率。系統構架如圖2所示，它基本上由客戶端、服務器和數據庫三層結構組成。
圖2 資源庫系統構架
資源庫系統可分為前臺與后臺兩個部分。前臺是指用戶可以通過網頁或接口程序進行瀏覽，主要用于信息資源的檢索、查找和顯示內容等工作，后臺是指管理人員對數據庫中的數據信息進行編輯操作和對數據庫的管理工作，主要包括系統管理、信息資源的添加、刪除、修改以及管理前臺頁面的基本顯示等功能。
全息資源數據庫的后臺采用MySQL數據庫，MySQL是一個精巧的SQL數據庫管理系統，并且是完全網絡化的跨平臺關系型數據庫系統[4]，同時是具有客戶機/服務器體系結構的分布式數據庫管理系統。MySQL功能強大、使用簡便、管理方便、運行速度快、安全可靠性強，能夠為建立全息資源庫和前端程序提供強大動力。
3 數據庫設計
在全息資源庫系統的開發過程中，數據庫設計是創建資源庫系統管理系統的基礎，在系統開發和設過程中居于核心的地位。數據庫結構設計要規范化，這將便于日后的數據管理，可以防止數據錯誤的發生[5]。
基于贛文化相關信息資源的收集和整理，包括文字、圖像、音頻和全息視頻等資源，建立關系數據庫表，同時避免數據的過度復雜和冗余。通過合理的分析，提取圖像、音頻和全息視頻特征信息，建立關系數據庫表，最后還要創建全息視頻存儲的物理位置與邏輯位置之間的關系數據庫表等。
基于贛文化的全息數據庫系統大致由以下五個模塊構成：
（1）全息資源數據資料庫。用來組織和保存全息視頻、圖像和音頻等資源數據，這是調用和播放全息信息的素材庫，存儲的數據量是非常大的。
（2）資源特征數據庫。用來保存從全息視頻和圖像、音頻中提取的各種特征，把全息視頻的物理位置與邏輯位置之間建立聯系，本數據庫的結構和存儲與播放查詢模塊有緊密聯系。
（3）查詢與播放處理模塊。此模塊完成用戶不同方式的下的查詢和檢索功能，檢索出的全息視頻可以選擇調用并在全息投影設備上播放，此模塊是數據庫管理系統的重點。
（4）用戶接口模塊。此模塊的開發與播放系統中的硬件設備關系密切，管理全息投影播放、查詢輸入、查詢結果如何顯示等功能。
（5）資源數據管理模塊。管理員利用此模塊可以實現對數據庫中全息視頻、圖像和音頻資源的管理功能，包括增加、刪除和編輯資源，同時將同步編輯相應的視頻特征數據庫。
4 結束語
基于贛文化的全息資源庫實現了對贛文化相關資源的收集、整合和存儲，并以三維全息影像的形式把贛文化所表達的內容呈現給觀者，在展示空間中呈現出立體、清晰、多視角的帶有動畫效果的三維影像，能夠讓觀者身心沉浸其中。
運用全息資源庫技術一方面能對文化資源進行數字化存儲，另一方面能以立體影像方式完整再現歷史文化，這對于文化遺產的傳承具有重要的意義。隨著虛擬現實和全息技術的發展，它必將在文化和藝術的存儲與展現方面大放異彩。
參考文獻：
[1] 劉姣. 關于建設“沉浸式”全息化數字博物館的構想[J]. 才智， 201（13）：330.
[2] 佟婷，宴紫昭. 從體驗性角度淺析全息技術與非物質文化結合的意義[J]. 電視研究，2015（8）：45.
[3] 李逸波. 多媒體數據庫技術[M]. 北京：機械工業出版社，2004.
第2篇
關鍵詞：3D技術；裸眼3D；全息影像技術
1 3D技術起源及原理
人眼產生3D視覺的秘密――偏光原理：
人眼在看任何物體時，由于兩只眼睛在空間有一定間距約為5cm，即存在兩個視角。這樣形成左右兩眼所看的圖像不完全一樣，稱為視差。這種細微的視差通過視網膜傳遞到大腦里，就能顯示出物體的前后遠近，產生強烈的立體感。這是1839年，英國科學家溫斯特發現的一個奇妙的現象，至今為止幾乎任何3D影像技術都是基于這個原理開發的。
2 3D技術發展狀況
2.1 3D成像技術種類
3D成像技術有很多種，分為不閃式3D技術、互補色技術、時分法技術、光柵式技術、普式技術、全息式技術等。而其中以時分法為當今所廣泛應用，而不閃式技術和互補色技術也有著較為廣泛的應用。為了方便說明我們用互補色技術解釋立體電影的形成（光的三原色原理――紅、綠、蘭）
⑴互補色技術是目前比較多電影院采用的技術，依據人眼的成像原理，以兩臺攝影機模擬人眼左右眼所成的像。再在放映過程中使用兩臺放映機它將不同視角上的成像用不同的顏色印刻在同一副畫面下，互補色3D眼鏡采用的技術也就是色分法，色分法會將兩個不同視角上拍攝的影像分別以兩種不同的顏色印制在同一副畫面中。如果在這樣的情況下，我們直接利用肉眼去觀看紅藍、紅綠等多種模式類的電影，就會出現模糊的重影圖像。這樣我們就無法觀看到紅藍、紅綠等多種模式類的電影的立體效果。再讓用戶通過紅藍立體鏡片來觀看到立體效果。由于技術成熟而且眼鏡造價相對低廉，所以廣為當今的電影院所接受。
⑵時分法即是（快門法）通過提高屏幕刷新率把圖像按幀一分為二，形成左右眼連續交錯顯示的兩組畫面，通過快門式3D眼鏡的配合，使得這兩組畫面分別進入左右雙眼，最終在大腦中合成3D立體圖像。計算機可以用顯卡將普通2D影像生成3D效果，成為未來用戶接觸3D視覺的主流設備。它也包括紅藍色分法，但這只是為了讓不具備硬件條件的用戶也能體驗3D視覺的次級方案，它主要是利用快門原理的時分法技術。
時分法3D視覺體驗的質量取決于鏡片液晶的偏轉頻率。要獲得理想的視覺效果，顯示器至少需要120Hz的刷新率，分配到每只眼睛上的圖像刷新率是60Hz。這樣視網膜影像殘留效應，人就很難感覺出來，圖像就不覺閃爍。
⑶不閃式3D 電視方式。不閃式3D使用特殊薄膜分離左右影像來體現3D影像。把分離左側影像和右側影像的特殊薄膜貼在3D電視表面和眼鏡上，通過電視分離左右影像后同時送往眼鏡，經眼鏡的過濾，把分離左右影像送到各個眼睛，大腦再把這兩個影像合成高清晰3D影像。因為不閃式3D能夠體現1秒鐘240張3D合成影像，沒有重疊畫面和拖拉現象，所以不閃式3D也被稱作世界唯一的240赫茲3D電視。
2.2 裸眼3D顯示技術
目前3D立體顯示技術，大部分要依賴特制的眼鏡，長時間的觀看會有惡心眩暈等感覺。舒適度大大降低。由以下這兩種技術（視差障壁；柱狀透鏡技術）的基礎上改良而成的裸眼3D顯示技術能較好解決這些問題，代表3D立體顯示技術發展前沿。
⑴視差障壁技術。在顯示器和眼睛之間設置一個柵欄式的擋板，就可以改變奇、偶列圖像的光線走向，使之分別送達左、右眼，形成立體視覺效果。這種方法的雙眼視圖也是位于屏幕上的奇列和偶列分區，實施是用一個開關液晶屏、偏振膜和高分子液晶層，利用液晶層和偏振膜制造出一系列方向為90°的垂直條紋寬幾十微米。通過它們的光就形成了垂直的細條柵模式，稱之為“視差障壁”。通過一系列的縫隙來觀看奇、偶列圖像，這樣的裝置使左、右眼能分別看到對應的圖像，形成立體視覺效果。
缺陷：由于視差障壁，亮度會降低，分辨率也降低，導致清晰度將降低。
⑵柱狀透鏡技術。在顯示器前面板鑲上一塊柱透鏡板（透鏡板由細長的半圓柱透鏡緊密排列構成）組成裸眼立體顯示的光學系統，像素的光線通過柱透鏡的折射，把視差圖像投射到人的左、右眼，經視覺中樞的立體融合獲得立體感。
優點：亮度不受到影響，3D顯示效果更好。
缺點：相關制造與現有LCD液晶工藝不兼容，需要投資新的設備和生產線
為了克服上述不足，還有一些改進版的新技術：
⑶MLD技術―微位相差板法。使用微位相差板改變光的偏極態來分離左、右眼視圖。也是使用視差圖像來實現立體場景，兩幅圖像分別顯示在奇列分區和偶列分區。
優點：觀看3D影像時，不會產生眩暈、頭疼及眼睛疲勞；分辨率高；可兼容文字等二維影像和3D影像；可視角度大。
⑷指向光源技術。這種裸眼立體顯示器在LCD像素后面使用線光源提供背光照明，密集的線光源照明使奇、偶列像素的圖像傳輸路徑產生分離，分離后的視差圖像能分別到達對應的眼睛.全部像素被分為奇、偶列交錯的兩個顯示單元。用來顯示具有視差的立體對圖像。
優點：分辨率、透光率較高，能沿用現有的設計架構，3D顯示效果出色
缺點：技術產品還不成熟。
2.3 全息影像技術
人類之所以能感受到立體感是由于人的兩眼視差。根據這個原理，可以將3D顯示技術分為兩種：一種是利用人眼的視差特性產生立體感；另一種則是在空間顯示真實的3D立體影像，如基于全息影像技術的立體成像。全息影像是真正的三維立體影像，用戶不需要佩戴帶立體眼鏡或其他任何的輔助設備，就可以在不同的角度裸眼觀看影像。全息顯示技術的問世給真正的立體三維電視帶來了希望之光。全息電視與立體電視相比，其優越之處不僅僅在于立體三維圖像更接近于物體自身，而且還要從人眼對物體深度感在生理上的心理暗示來加以考慮。
⑴3D全息影像技術簡介。全息技術最早是應用在照相上的。它實際上是利用了光的干涉原理。把物體特有的光波資訊記錄在感光材料上，經過顯影定影處理後，得到一張全息圖。這張全息圖上面是沒有圖像的。要想看到圖像，就是要使光波重現。重現的圖像與原物一模一樣，如同透過窗口觀看外面的景物一樣。移動眼睛可以看到物體的不同側面。觀看前后不同距離的景物時，效果更加出色，與看話劇演出沒什么兩樣。
世界上最酷的透明玻璃電視―CLARO推出了一款以前從未見過的顯示器――透明玻璃電視，名為“Holoscreen”。它不同于現在的任何一款電視，是全息技術與視覺審美的無瑕結合的產物。它可以接受所有輸入格式。從電視、DVD、錄影、個人計算機到筆記本，都能使用。可稱得上是顯示技術的大革命。
⑵3D全息影像技術產品。全息投影3D全息立體投影設備不是利用數碼技術實現的，而是投影設備將不同角度影像投影至進口的MP全息投影膜上，讓你看到不屬于你自身角度的其他圖像，因而實現了真正的3D全息立體影像，是近期非常流行的技術。可實現的全息投影從技術上分為三種。1）空氣投影；2）激光束投影；3）日本公司研制了一種利用激光束來投射實體的全息影像投射方法。
以360全息成像為例，是由透明材料制成的四面錐體。當觀眾的視線透過椎體的一個面時，通過表面鏡射和反射，能夠從椎體內的空間里看到自由飄浮的影像。
2010年上海世博會中，多個國家館就采用了全息投影技術，其亦幻亦真的感覺，帶給人全新的視覺體驗。可以把遠處的人或物以三維形式投影在空氣之中。《阿凡達》視覺團隊把這一技術應用在湖南衛視2012跨年演唱會的舞臺上，不必借助3D眼鏡、IMAX屏幕，如幻似真的奇幻場面就呈現在舞臺現場。全息投影技術本質上是通過空氣或其它特殊的介質形成立體的影像，突破了傳統的聲、光、電等介質的局限性，成像色彩鮮艷，對比度、清晰度都非常高，強烈的空間感和透視感是這種技術最具魅力之處。全息投影有望超越當前的各種3D技術，成為終極立體顯示解決方案。
3 3D技術發展前景
在激光全息技術中，全息顯示技術由于更接近于人們的日常生活而倍受關注。它不僅可制出惟妙惟肖的立體三維圖片美化人們的生活，還可將其用于證券、商品防偽、商品廣告、促銷、藝術圖片、展覽、圖書插圖與美術裝潢、包裝、室內裝潢、醫學、刑偵、物證照相與鑒別、建筑三維成像、科研、教學、信息交流、人像三維攝影及三維立體影視等眾多領域，近年來還發展成為寬幅全息包裝材料而得到了廣泛的應用。由于白光再現全息技術可在白晝自然環境中或在普通白光照射條件下觀看物體的三維圖像，一直是研究全息技術的最新發展及運用，期待自身的努力使得全息顯示技術得到了迅速的發展。
第3篇
“全媒體”作為一種媒介實踐的形態是“媒介化社會”背景下中國影視傳媒領域廣泛采用的核心概念之一。概念的提出建立在傳媒業界積極的探索和媒介資源整合實踐的基礎之上。“全媒體”概念的提出是以互聯網為主導的數字化革命的必然結果。旨在建立某種新型的集媒介生產、傳播、與媒介運營模式于一體的介質平臺。它顛覆了傳統媒介形式廣泛意義上的生產消費觀念。在全媒體語境下電視舞臺美術設計可以選擇眾多的實現與表達方式打破了傳統的單一形態提高增值效果；同時，“全媒體”加強了電視舞臺美術設計中“技術”與“藝術”各媒介形態之間的相互交流和組合運用。
建立在電子技術基礎上并經歷了從模擬到數字、高清歷程的視聽藝術——電視，由于技術條件的限制在全媒體時代信息技術大爆炸的背景下其發展過程中諸多環節都遭到了限制。電視舞臺美術在相當長的時期內依舊延續著傳統意義上“畫筆布景”的尷尬，與如火如荼的影視技術發展與革新之間形成了巨大的脫節現象。究其原因不難發現，技術的快速發展主要集中于后期剪輯等方面的應用，而電視舞臺美術究根追底是移植于戲劇屬于文化藝術的產物。戲劇舞臺作為一種綜合性的藝術形式具有豐富的內涵與外延，其藝術語言千變萬化很難用一種媒介或技術形式進行表達；傳媒技術的發展很難適應舞臺設計多樣性的要求。戲劇舞臺歷經千年發展已經形成了相對規范的發展程式與模式化表達手法，這也一定程度上與日益求新的電視藝術尋求新的藝術發展訴求相互矛盾，并成為當代舞臺藝術人共同面臨的挑戰。
2 舞臺美術設計的歷史“溯源”
舞臺美術設計的發展史也是其技術不斷蛻變與革新的里程史，每一次舞臺美術設計的重大發展身后都蘊含著技術的變革。舞臺設計最初源于希臘原始的祭祀活動需求，雅典人依據自然山體形態筑建酒神劇場，容納萬人的觀眾席靠近接近于扇形的高坡上，可見早期的舞臺形式主要是為祭祀和舞蹈提供場所，早期的舞臺空間概念初步形成。中世紀以及文藝復興等時期，出現了奧林匹克劇場，建筑師阿利奧提建立了第一個具有固定式屬性的鏡框式舞臺并引入了幻覺式布景的概念，戲劇舞臺也隨劇場的變化開始走出“室內”進入自然。建筑與美術藝術家開始成為舞臺設計的主導，相適應的關于舞臺繪畫學的研究也廣泛開展，“透視畫法”概念的引入正式宣告舞臺布景設計時代的來臨，尤其是意大利文藝復興時期透視概念在舞臺設計上應用所創造出縱深的廣場視覺奇觀強烈刺激和震撼了受眾的審美心理與訴求。18世紀中葉之后，工業與人口的急劇增長導致了境況劇場與機械化舞臺的誕生，1874年巴黎大歌劇院的落成華麗而莊嚴、豪華而頗具規模在建筑史和舞臺美術史上都留下了光輝的一筆。科技足以支撐藝術家按照自己的意愿進行舞臺的藝術化改造，畫面幻覺的時代終究來臨。近代以來，結構幾何學理念以及透視在戲劇舞臺設計中的創造性運用成為舞臺設計空間感塑造的重要影響因子。舞臺投影的發明更是顛覆了傳統意義上機械師的人工舞臺設計形式。舞臺設計泰斗斯沃博達更是創造性的使用了投影，其舞臺設計力圖創造四維空間——時間與空間的結合體，在他的活動舞臺與建筑中活動性成為組織舞臺空間生氣勃勃的力量。舞臺美術經歷了多種藝術思潮與流派爭鳴的長時間的繁榮時期后伴隨著技術的進步而獲得了長足的發展。然而令人遺憾的是在19世紀后期以來戲劇舞臺美術設計的發展呈現逐漸式微的傾向，傳統的舞臺制作程式與工藝理論呈現出逐漸脫節的現象而不能很好地滿足人們日益增長的對戲劇藝術審美逐步提高的局面，即藝術家的創作欲望受到媒介技術手段的限制而為以后其自身舞臺藝術的發展留下了隱患。
3 舞臺美術發展的滯后——以電視舞臺美術為例
諸多戲劇的元素被借鑒到電視這個新型的視聽媒介中，自然而然的戲劇舞臺美術也被應用到電視舞臺設計領域之中。電視正如文藝復興時期的建筑給眾多的藝術家以施展才華的平臺，一時間誕生出了一大批優秀的電視舞臺美術設計師。然而電視藝術同樣是建立在科技基礎之上的，舞美設計師似乎被置于了邊緣性的層面。舞臺美術設計長期以來重視藝術專業與設計修養的發展提升上，戲劇舞臺長期落后的生產、制作方式以及電視數字技術制作方式相融合也是重要的原因。直到新千年之后這種局面才有了不少的變化新技術的不斷涌出為舞臺美術設計注入了一絲活力。視頻技術、激光電子技術、計算機微電子技術等閃亮登場標志著電視舞臺美術大變革時代的到來，舞臺美術的概念也突破了傳統意義上電視技術和舞臺藝術相互不匹配的問題，而舞臺美術影像加入了動畫合成、后期特效處理技術等大量電視制作方法，應用高科技影像技術將舞臺美術演變成為一門新興的舞臺影像美學。
舞臺設計的載體也發生了根本性的變化，屏幕影像代替傳統意義上的布景畫面繪畫，虛擬科技世界進行自然的再現并適時根據節目需要進行不斷調整，相較于傳統舞臺美術設計以真實材料作為具體的載體媒介進行表達具有極大的靈活性和新穎性，給觀眾營造一種奇特的視幻覺感官效果，舞美影像通過專業視頻軟件進行制作取代[( dylw.NEt) 專業提供專業論文寫作和發表教育論文的服務,歡迎光臨]傳統戲劇舞美設計手鋸、紙張、模板等真實物質材料為媒介進行的制作手法。這種技術的轉變使舞臺美術設計呈現出傳統布景形式無法比擬的靈活性與時空性，創作者可以根據自己的主觀意圖表達任何想呈現的事物，動靜結合、虛實相間極大提升觀眾的想象力，增加觀眾的心理感受進而對觀眾的假定性幻覺進行突破，觀眾如同置身于真實的視幻覺空間氛圍中，產生如夢如幻的真實感。
