全息投影技术在建筑还原中的应用(附件)【字数：10706】
建筑物在教育意义的传播和建筑文化的发扬上有着很大的作用，但因为建筑本身的一些特性使得建筑文化的发展陷入困境。作为一种用于物体还原和展示的工具，全息投影技术具有三维还原、永久保存、按比例缩放、和移动快捷等多种优势，在建筑文化弘扬和发展有着重要的作用。我国是一个有着悠久历史的国家存在着大量著名建筑结构和具有教育意义的遗址，因此，全息投影技术在建筑“还原”和展览上发展前景可观，有着广大的市场空间。本文就全息投影技术概念、全息技术现状、建筑的价值意义、建筑结构存在的问题、建筑“还原”应用的现状、全息投影技术在建筑“还原”中的价值和意义、以及全息投影技术在建筑“还原”的可行性分析等进行探讨研究，叙述并提出解决建筑物本身的一些问题，使得建筑文化和建筑所具有的教育意义得到发扬。
目录
一、引言 1
二、全息投影技术概念 1
（一）技术原理 2
（二）技术成像过程 4
（三）全息投影膜技术 4
三、全息投影技术现状 5
（一）透视全息投影技术 5
（二）360度全息投影 5
（三）空气投影和交互技术 5
（四）国家政策鼓励 6
四、建筑的价值意义 6
（一）发扬建筑文化 6
（二）述说历史发展轨迹 6
（三）提升个人审美 6
（四）带动经济发展 7
五、建筑结构存在的问题 7
（一）建筑与现代科技结合度低 7
（二）教育的延续性弱 7
（三）建筑物视觉展示存在问题 7
（四）建筑物的损坏 8
（五）建筑寿命有限 8
六、建筑“还原”应用现状 9
（一）市场现状 9
（二）应用少的因素 9
（三）“还原”少 10
七、全息投影技术在建筑“还原”中的价值和意义 10
（一）价值 10
（二）意义 11
八、全息投影技术在建筑“还原”中的技术可行性分析 12
（一）必要性 12
（二）可能性 12
（三）经济性 12
（四 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
）可行性综述 12
九、全息投影应用案例分析 12
（一）贵州青岩古镇展览 12
（二）“神灯搜索” 13
（三）肖维岩洞壁画 14
十、总结 14
致谢 15
参考文献 16
一、引言
每年建筑物体都会有不同程度的受损，有的建筑物受损比较严重，导致无法修复和复原，再加上建筑物本身的一些特性从而导致建筑文化的发展受到了制约，而我国历史文化悠久有着大量的著名建筑和具有文化教育意义的遗址，这些建筑物体因其损坏和一些自身特性的原因，目前被人们知之甚少。
目前全息投影技术在国内外都广泛应用在建筑设计、建筑模型展览、物体三维立体查看、和舞台互动等领域上，但在建筑“还原”的领域还不曾广泛应用，在这方面有着广阔的市场环境，其建筑物的“还原”不光是实现经济上的带动，在建筑文化弘扬方面也可以起到推动发展的作用。
针对上述问题本文对全息投影的技术特点和发展优势在建筑“还原”上的应用展开论述，将建筑物体与新型技术柔和在一起，解决一些建筑物在传播和发扬中本身特性所决定的一些“不利因素”使得建筑文化得到发扬与发展。
二、全息投影技术概念
全息投影技术（frontprojected holographic display）也是现代虚拟成像技术，其工作的原理是利用光的干涉和衍射用来记录物体的三维立体图像【1】从而生成全息图像的一种技术。（如图21）
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图21 全息投影呈像简图
（一）技术原理
简单的以一束单色光为例，其波动方程如下：
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图22 单色光波动方程
不同单色光相叠加以后其波动方程为：
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图23 不同单色光叠加波动方程（注其中的r为距离）
1．从公式上可以知道其每一列单色光都有着振幅和相位两个信息。相对于普通的照片其照相之后只保留光强的信息，相应的相位地址没有，这也导致普通的照片不能在空间上体现出三位立体的效果，从而也与全息图片产生根本上的区别。
2．全息投影照片不仅能够记录物体的光强的信息还能记录相应的相位地址信息。如下图所示，在照相时为了物光和参考光束的相干性，会使用分光镜将同一个激光发光器发出来的光束分为两束光，一束光可直接照射到全息底片上，作为参考光，另一束光照射到物体上反射出物光束在底片上做相应的记录，其记录的是物光束和参考光束的合成体。（如图24）
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图24 全息拍照过程光路图
其对应的公式如下：
物光对应的公式为：
/
图25 物光公式
对应参考光的公式为：
/
图26 对应参考光束公式
合成之后对应公式为：
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图27 合成后对应公式
对应的光强为：
/
图28 对应光强公式
由以上公式可知，相位对应的信息也保存在底片上，底片经过一系列特殊处理过后即可成为全息照片。【2】
（二）技术成像过程
1．首先第一步，物理现象光的干涉原理用来记录物体的光束的信息，即在拍摄过程过程中被拍摄的物体因在光的照射下形成了漫反射光束，另一部分光作为参考光束照射在全息底片上和漫反射下产生的光束叠加发生干涉现象，把物体光波上每个点的相位和相应的振幅转化为空间上面对应的强度变化，然后利用干涉条纹间的反差和间隔将物体的全部光波信息给记录下来。【3】最后经过处理过的干涉条纹底片通过显影定影等相应的处理手段就生成了一张记录物体信息的全息底片也可以称之为全息照片。（如图29）
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图29 成像过程图
2．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。
目录
一、引言 1
二、全息投影技术概念 1
（一）技术原理 2
（二）技术成像过程 4
（三）全息投影膜技术 4
三、全息投影技术现状 5
（一）透视全息投影技术 5
（二）360度全息投影 5
（三）空气投影和交互技术 5
（四）国家政策鼓励 6
四、建筑的价值意义 6
（一）发扬建筑文化 6
（二）述说历史发展轨迹 6
（三）提升个人审美 6
（四）带动经济发展 7
五、建筑结构存在的问题 7
（一）建筑与现代科技结合度低 7
（二）教育的延续性弱 7
（三）建筑物视觉展示存在问题 7
（四）建筑物的损坏 8
（五）建筑寿命有限 8
六、建筑“还原”应用现状 9
（一）市场现状 9
（二）应用少的因素 9
（三）“还原”少 10
七、全息投影技术在建筑“还原”中的价值和意义 10
（一）价值 10
（二）意义 11
八、全息投影技术在建筑“还原”中的技术可行性分析 12
（一）必要性 12
（二）可能性 12
（三）经济性 12
（四 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
）可行性综述 12
九、全息投影应用案例分析 12
（一）贵州青岩古镇展览 12
（二）“神灯搜索” 13
（三）肖维岩洞壁画 14
十、总结 14
致谢 15
参考文献 16
一、引言
每年建筑物体都会有不同程度的受损，有的建筑物受损比较严重，导致无法修复和复原，再加上建筑物本身的一些特性从而导致建筑文化的发展受到了制约，而我国历史文化悠久有着大量的著名建筑和具有文化教育意义的遗址，这些建筑物体因其损坏和一些自身特性的原因，目前被人们知之甚少。
目前全息投影技术在国内外都广泛应用在建筑设计、建筑模型展览、物体三维立体查看、和舞台互动等领域上，但在建筑“还原”的领域还不曾广泛应用，在这方面有着广阔的市场环境，其建筑物的“还原”不光是实现经济上的带动，在建筑文化弘扬方面也可以起到推动发展的作用。
针对上述问题本文对全息投影的技术特点和发展优势在建筑“还原”上的应用展开论述，将建筑物体与新型技术柔和在一起，解决一些建筑物在传播和发扬中本身特性所决定的一些“不利因素”使得建筑文化得到发扬与发展。
二、全息投影技术概念
全息投影技术（frontprojected holographic display）也是现代虚拟成像技术，其工作的原理是利用光的干涉和衍射用来记录物体的三维立体图像【1】从而生成全息图像的一种技术。（如图21）
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图21 全息投影呈像简图
（一）技术原理
简单的以一束单色光为例，其波动方程如下：
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图22 单色光波动方程
不同单色光相叠加以后其波动方程为：
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图23 不同单色光叠加波动方程（注其中的r为距离）
1．从公式上可以知道其每一列单色光都有着振幅和相位两个信息。相对于普通的照片其照相之后只保留光强的信息，相应的相位地址没有，这也导致普通的照片不能在空间上体现出三位立体的效果，从而也与全息图片产生根本上的区别。
2．全息投影照片不仅能够记录物体的光强的信息还能记录相应的相位地址信息。如下图所示，在照相时为了物光和参考光束的相干性，会使用分光镜将同一个激光发光器发出来的光束分为两束光，一束光可直接照射到全息底片上，作为参考光，另一束光照射到物体上反射出物光束在底片上做相应的记录，其记录的是物光束和参考光束的合成体。（如图24）
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图24 全息拍照过程光路图
其对应的公式如下：
物光对应的公式为：
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图25 物光公式
对应参考光的公式为：
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图26 对应参考光束公式
合成之后对应公式为：
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图27 合成后对应公式
对应的光强为：
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图28 对应光强公式
由以上公式可知，相位对应的信息也保存在底片上，底片经过一系列特殊处理过后即可成为全息照片。【2】
（二）技术成像过程
1．首先第一步，物理现象光的干涉原理用来记录物体的光束的信息，即在拍摄过程过程中被拍摄的物体因在光的照射下形成了漫反射光束，另一部分光作为参考光束照射在全息底片上和漫反射下产生的光束叠加发生干涉现象，把物体光波上每个点的相位和相应的振幅转化为空间上面对应的强度变化，然后利用干涉条纹间的反差和间隔将物体的全部光波信息给记录下来。【3】最后经过处理过的干涉条纹底片通过显影定影等相应的处理手段就生成了一张记录物体信息的全息底片也可以称之为全息照片。（如图29）
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图29 成像过程图
2．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。
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