CN1645275A - 用重铬酸盐明胶制作数字合成彩色反射全息图的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用重铬酸盐明胶制作数字合成彩色反射全息图的方法，它包括两个步骤：第一步拍摄数字合成菲涅尔全息图母板；第二步利用所获得的母板以DCG做记录材料拍摄彩色反射全息图。其中第一步使用了已有的数字合成全息图拍摄系统，利用其控制自动化、定位精确、图像质量好的特点，使原本由人工操作时复杂的合成全息母板拍摄过程能够快速简单地完成。第二步使用DCG作为感光材料，利用其高衍射效率、低噪声和在一般情况下全息图的再现波长比记录波长增加20％左右等特性，制作高亮度彩色反射全息图。本发明的优点是部分实现了自动化控制、材料成本低廉、适用于商品化生产、衍射效率高、色彩丰富、题材不受拍摄条件限制、艺术效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种以重铬酸盐明胶为记录介质，制作数字合成彩色反射全息图的方法，属于全息摄影领域。
背景技术
现有的彩色反射全息图主要制作方法有两种，一是用三原色激光记录物体表面真实颜色并用白光再现出来，该方法使用全色全息记录材料，或用红敏的银盐干板和重铬酸盐明胶(即DCG，下同)干板做成“夹层”全息。该方法存在的问题是制作成本高、难度大，它需要两台以上的激光器来产生三原色激光，使光路和操作都很复杂，而且银盐全息干板的衍射效率低，仅30％左右，由其制作的“夹层”全息图衍射效率也比较低。二是使用重铬酸盐明胶制彩色反射全息图的方法，该方法用氩离子激光器做记录光源，在被拍摄物体表面不同部位按效果颜色要求涂染对波长有选择反射的颜色，使物体表面不同部位对蓝绿光有选择地反射或同时反射，再经过曝光、显影处理后得到彩色全息图。该方法存在的问题是对物体颜色的处理很难精确控制，广告颜料、油画颜料或油漆对波长的选择性反射都很复杂，难以精确计算得出所需颜色各项参数。同时，以上两种方法现在都只限于拍摄实物模型，对模型本身要求较高，模型的体积、稳定性、颜色等都制约着全息图的拍摄，造成它们题材比较单调，无法拍摄非静态物体，如人像；无法拍摄大型物体，如汽车；无法拍摄虚拟和动态场景，如计算机动画图像。以上两种方法虽然都能够制出彩色反射全息图，然而由于上述缺陷，难以满足现在彩色立体显示的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作工艺部分实现自动化控制、材料成本低廉、适用于商品化生产、衍射效率高、色彩丰富、题材不受拍摄条件限制、艺术效果好的用重铬酸盐明胶制数字合成彩色反射全息图的方法。
本发明的基本构思是：用不同波长的蓝绿光拍摄多个母板，各自记录同一物体或计算机虚拟场景经过采样和计算机图像处理，输出为不同颜色通道的各组平面图像，得到多张母板。例如两张蓝敏银盐干板，用波长5145nm的激光记录一组输出通道为红色的平面图像，得到第一张母板，用4765nm的激光记录一组输出通道为绿色的平面图像，得到第二张母板。然后采用拍摄普通反射全息图的光路，在同一张DCG干板上用相应波长多次曝光，每次曝光使用各自对应母板，经过显影处理，白光再现时全息图上原来红色通道对应部分反射绿光，呈现红色，绿色通道部分反射蓝光，呈现蓝绿色，重叠的部分由于色光相加呈现黄色。对于通过计算机处理采样得到的照片或数字，根据DCG全息图再现像颜色偏移情况，适当调整原图像的颜色、饱和度和颜色输出通道值，可精确控制最终图像颜色。
本发明包括以下两个步骤：第一步拍摄数字合成菲涅尔全息图母板；第二步利用所获得的母板以DCG做记录材料拍摄彩色反射全息图。其中第一步使用了已有的数字合成全息图拍摄系统，利用其控制自动化、定位精确、图像质量好的特点，使原本由人工操作时复杂的合成全息母板拍摄过程能够快速简单地完成。第二步使用DCG作为感光材料，利用其高衍射效率、低噪声和在一般情况下全息图的再现波长比记录波长增加20％左右等特性，制作高亮度彩色反射全息图。
本发明所述的数字合成菲涅尔全息图母板拍摄方法，包括下列工艺步骤：1.将拍摄对象置于一个旋转平台上，平台旋转角度可控，用数字相机或数字摄像机拍摄物体所要求各视角图像(用普通相机亦可，而后需用扫描仪将彩色照片输入计算机进行处理。)，或用计算机三维建模软件或动画软件生成一个三维场景或动画场景。2.如果是数字摄像机拍摄的视频，或计算机虚拟场景，用适当软件按要求分解为n个视角对应n幅平面图像。3.对平面图像的质量进行调整，以达到最佳效果。4.将每一幅平面图像用计算机图像处理程序按照所需通道进行图像处理，得到各对应通道的各组黑白灰度图。5.将所得灰度图用空间光调制器DMD(数字微反射镜)成像与菲涅尔全息图拍摄光路，拍摄各颜色通道各自对应母板。
本发明所述的用DCG做记录材料拍摄白光再现彩色全息图的方法，包括下列工艺步骤：1.按公知方法制备DCG干板，并对其进行预硬化处理。2.采用普通反射全息图拍摄光路，在同一块DCG干板上用相应波长先后多次曝光，各母板大小和位置固定。如用氩离子激光器5145nm激光翻拍对应于红通道的母板，4579nm激光翻拍对应于绿通道的母板。3.将DCG干板用公知的宽带处理法处理，然后进行防潮密封处理，即制得最终白光再现彩色全息图。
本发明的突出优点是：用一台激光器即可记录全息图；用自制的DCG干板做记录材料，衍射效率高达80％以上；DCG干板成本低，仅为银盐全息干板的五十分之一以下；同时DCG干板的颜色效果好，色彩丰富鲜艳，结合其波长偏移性，可以在计算机中对图像原色和通道值进行严格精确控制，以达到最好效果，即可实现原色复现，还可以灵活调整颜色，使全息图能够表现更好的艺术感；与数字合成全息系统结合，自动化程度高，适宜大批量商品化生产；拍摄题材不受限制，能够满足各个领域立体显示的需要。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
1.拍摄鲜花
将一束放在花瓶中的鲜花置于转盘上，数码相机放置于转盘正前方，转盘从-25度转到25度，每转动1度拍摄一幅照片，共50幅。照片输入计算机，用图像软件photoshop进行提高像质的各项图像处理，其中包括：对照片进行剪裁，去掉原来照片上不需要的背景和不良阴影，根据照片的质量改变亮度对比度，去除照片上的杂点，同时还可以改变鲜花的颜色，以到达最好的艺术效果。用photoshop将每一幅照片按通道输出，可输出为一组红通道和一组绿通道，两组分别对应于红色部分和绿色部分的灰度图由DMD投射到光路中。采用拍摄数字合成全息图的菲涅尔光路，在蓝敏银盐干板上，用氩离子激光器5145nm记录对应于红通道的一组图像，每一狭缝对应一幅图像，曝光50次。同样，用氩离子4579nm激光，记录对应于绿通道的一组图像。这样得到两张数字合成全息图菲涅尔母板。
使用通常白光再现反射全息图光路，首先用氩离子激光器5145nm激光再现红通道对应菲涅尔母板，在已经制备好的DCG干板上曝光一次，曝光量为180～200mj/cm2，然后取下红通道母板，在同一位置放置绿通道菲涅尔母板，用氩离子激光器4579nm激光再现，在同一块DCG干板上再次曝光，曝光量为180～200mj/cm2。
经过公知的DCG干板宽带处理法进行显影处理，并进行防潮密封处理，即得到白光下色彩鲜艳的真彩色反射全息图。
2.拍摄人像
可拍摄人物的头像、半身像和站像，也可以拍摄类似婚纱照的艺术照片。人物的头像拍摄可以用拍摄者转动头部的简单方法，站像可以让人物站在转盘上拍摄，转盘最好用电机控制，保持匀速旋转，并可控制旋转角度。拍摄方法大致与实例1相同，需要特别注意的是人像很难保持完全静止，最好采用数码摄像机快速记录下人物转动的一段动画，然后用输入计算机，用数码视频处理软件如mainactor按照要求角度分解为100幅平面图像。其它同实施例1。
3.拍摄计算机动画场景
动画场景的范围较为广泛，本实例拍摄从电视上记录截取的一段足球运动员踢球的动画，输入计算机用视频软件mainactor处理，分解为100幅。其它同实施例1。
4.拍摄实物汽车
本实例适用于商业展示，如广告、产品发布、产品说明等。拍摄的汽车放置于水平转盘上，控制旋转角度，用数码相机进行多次采样，至少100次以上，或用数码摄像机拍摄汽车旋转的动态视频，再输入计算机用视频软件mainactor处理分图，得到符合角度要求的平面图像。其它同实施例1。
5.拍摄计算机生成汽车模型
本实例适用于表现各种设计思想。拍摄由计算机生成的三维立体模型：一辆由计算机辅助设计的新型概念车。利用常用的计算机三维建模和构图软件3DMAX，处理汽车模型数据，加以适当的光照、材质，然后输出该立体模型按所需角度投影的平面图像100幅。其它用实施例1。
Claims (6)
1.一种用重铬酸盐明胶制作数字合成彩色反射全息图的方法，其特征在于本方法包括以下步骤：
(1)拍摄数字合成菲涅尔全息图母板；
(2)利用所获得的母板以DCG做记录材料拍摄彩色反射全息图。
2.根据权利要求1所述的制作彩色反射全息图的方法，其特征在于所述的数字合成菲涅尔全息图母板的拍摄方法包括下列工艺步骤：
(1)获取拍摄对象的各视角平面图像；
(2)将每一幅平面图像按照所需通道进行处理，得到对应通道的各组黑白灰度图；
(3)用所得灰度图拍摄各颜色通道对应母板。
3.根据权利要求1所述的制作彩色反射全息图的方法，其特征在于所述的用DCG做记录材料拍摄彩色全息图的方法包括下列工艺步骤：
(1)按公知方法制备DCG干板，并对其进行预硬化处理；
(2)采用普通反射全息图拍摄光路，在同一块DCG干板上用相应波长先后多次曝光；
(3)将DCG干板用公知的宽带处理法处理，然后进行防潮密封处理，即制得最终彩色全息图。
4.根据权利要求2所述的制作彩色反射全息图的方法，其特征在于所述的获取拍摄对象的各视角平面图像的方法为用数码相机或数字摄像机拍摄或用普通相机拍摄后用扫描仪扫描为数字图像。
5.根据权利要求2所述的制作彩色反射全息图的方法，其特征在于所述的获取拍摄对象的各视角平面图像的方法为用计算机三维建模软件或动画软件生成一个三维场景或动画场景后用软件按要求分解为各视角对应的平面图像。
6.根据权利要求2或5所述的制作彩色反射全息图的方法，其特征在于获取拍摄对象的各视角平面图像后还可以对平面图像的颜色、饱和度和颜色输出通道值等进行调整，以达到最佳效果。
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