全息影像打造裸眼3D自然系列体验馆

全息影像打造 裸眼 3D 自然系列体验馆

辛哲 陈丹

大连科技学院 设计艺术学院；辽宁 大连， 116001

摘要：本文主要论述利用3D沉浸式投影技术建立一个能够使体验者更加亲身实地体验大自然奥妙的场馆，创造一个虚拟现实的立体空间，使其可以成为一种全新的平台系统进行交互，让体验者体会到身临其境在大自然中的感觉。通过场景的变化，不同的全息投影素材来搭配，根据场景的变换展现出不同的风格主题，投影出不同的视觉效果。

多投影面沉浸式虚拟环境以其超高分辨率，超大视觉范围为体验者提供了沉浸式的体验。3D沉浸式投影已成为虚拟现实，增强现实技术的主要发展方向。

关键词：全息影像 沉浸式影像 3D 自然影馆

1 裸眼3D自然系列体验馆研究的依托

1.1沉浸式影像发展现状

对于这项新型技术来说，国外运用的规模确实比国内更广泛，也更有优势，他们多用于电影，舞台剧，展馆，游乐设施中，而国内对于这项技术来说还比较生疏，大多数人们都感觉特别新鲜。沉浸式投影技术用于各个领域的方式还比较少，而用于这种体验展馆的方面更是少之又少。

在国外，全息投影技术的运用每年增长多个百分点。早些年前，3D全息影像技术就运用到歌星的演唱会中，给观众呈现了一种超凡脱俗的视觉体验，用全息影像技术演绎完美舞台，为歌手的美妙歌声创造了一个完美的背景。

在国内，高新项目的研究还有待开发，我们将攻克更多技术难点，发展更多场景，创建一个完美的系列体验馆，力求给人们更好的体验与享受。

1.2裸眼3D自然系列体验馆研究的意义

随着现代社会的高速发展，人们的压力逐渐增大，没有空余的时间去旅行，去体验大自然的奥妙与美好。生活压力与工作压力无处得到释放，于是我们打算开发一种在城市中用VR沉浸式投影技术建立的自然系列体验馆，供体验与娱乐者可以尽情释放的场所。

裸眼3D自然系列体验馆，我们将用多台投影仪布置出一个大的舞台，运用灯光等舞台效果形成一个立体的虚拟现实大空间，声效方面我们采取大自然实景录音，给体验者最为真实的感观体验，沉浸其中。这种趣味体验，将成为一些餐厅，游乐园，展馆的首要选择。

自然系列体验馆的内容当然不是一成不变的，我们将随时更新，力求给大众体验官们最好的体验，并且可给一些小朋友们提供一些特殊的场景，具有一定的教育意义。

3D沉浸式投影技术作为一个高新技术产业，经过各式各样的创新开发已经大部分融入了我们的生活，经历时代的变迁，这项技术一定可以完完全全融进我们的生活。

1.3所涉及的科学领域和科学价值

1.3.1技术效益

3D沉浸式投影技术是未来科技VR领域不可缺少的一部分，而用它来开发布置的裸眼3D体验馆，通过设置好的程序与效果场景，利用多台投影仪投映出去，用户可以在被投影墙包围的系统近距离接触虚拟三维物体，或者随意漫游“真实”的虚拟环境，给与更好的感官体验。

1.3.2经济效益

科技的进步与发展，3D沉浸式投影技术不断融入大众的生活被接受，更多的公司与企业投入到沉浸式投影技术的开发中，国外的技术发展越来越成熟，国内的还相对比较落后。这种新式的体验展馆对于经济效益的发展有非常积极的影
1.3.3社会效益

目前世界上的3D投影成像技术越发成熟，对于投入社会上的学习教育意义不断增大，也可用于音乐餐厅音乐酒吧等娱乐建设场所。游乐园等游客人流量大的场所。

2 裸眼3D自然系列体验馆研究方案

2.1研究目标

2.1.1通过本项目的研究，培养团队合作意识与大学生创新创业能力。

2.1.2通过本项目的研究，在3D沉浸式投影产品上进行功能上的创新，融合教育意义，再申请专利。

2.1.3通过本项目的研究，培养团队的产品设计与模型设计等能力。

2.1.4通过本项目的研究，创新开发出一款裸眼3d自然系列体验馆。

2.1.5通过本项目的研究，寻找投资商，将本产品进行推广运用。

2.2项目研究内容

2.2.1根据项目产品不同的专业分区，进行项目分工。

2.2.2对市场进行调研，对项目实施进行策划分析。

2.2.3对3D裸眼自然体验馆设施和场景的完善设计。

2.2.4对3D裸眼自然体验馆的设施与灯光效果进行考察，寻找公司进行布置。

2.2.5寻找投资商，进行产品推广与体验，并投入市场。

2.2.6对现有的沉浸式投影技术项目进行借鉴并加以创新。

2.3项目研究拟解决的关键问题

2.3.1 视觉传达效果的体验与视觉冲击感的强烈。

2.3.2 裸眼3D自然系列体验馆的项目优化与后续更新，场景设施的布置效果。

2.3.3 寻找投资商，后期的制作与市场投入问题。

3 裸眼3D自然系列体验馆研究方法与可行性分析

3.1裸眼3D自然系列体验馆研究方法

3.1.1实际调研法

调研当前已存在的有关3d投影的相关资料，人们对3d投影技术的了解与需求。

3.1.2数据分析法

对实地调查以及网络调研所得出的有关人们对3d投影技术需求的数据进行整理，归纳，总结，分析利弊，形成对本课题的科学认识与参考。

3.1.3比较研究法

对比当前已有的中小型3d投影场所，得出自己的不足与需要改进的地方，再结合本项目的创新进行改良。

3.1.4教研实践法

以指导教师课程为例，进行网络课程辅助动画制作，得出相关实践经验与总结。

3.1.5经验总结法

对制作的全息影像动画进行分析总结，得出制作经验。

3.2 裸眼3D自然系列体验馆研究可行性分析

3.2.1有市场需求：

随着社会的快速发展，人们没有太多空余时间一家人出门游玩，身边都是房子汽车，而我们的裸眼3D自然体验馆正式基于这一点进行的创新设计，能让人们通过视觉效果体验真实的自然风光，会有一定的市场。

3.2.2有技术保障：

利用人两眼具有视差的特性，再不需要任何辅助设备的情况下，即可获得具有空间，深度的逼真立体影像。需要的技术手段有：狭缝式液晶光栅，柱状透镜，指向光源，主动式背光等，而这些技术都已经实现并可以成熟的运用。

3.2.3减缓人们的工作生活压力：

裸眼3D自然体验馆致力于让人们在3D投影的效果下放松身心，愉快的度过假期时光，有利于缓解工薪阶级的工作压力。

4 裸眼3D自然系列体验馆实验方案

4.1 技术原理

裸眼3D技术是利用人两眼具有视差的特性，再不需要任何辅助设备的情况下，即可获得具有空间，深度的逼真立体影像。需要的技术手段有：狭缝式液晶光栅，柱状透镜，指向光源，主动式背光等；利用干涉和衍射原理记录并再现物理真实的三维图像，让人们感受到真实的视觉效果。

4.2实验步骤：

4.2.1对本项目进行市场调研与项目策划实验分析，将现有的技术与本项目的内容创新融合做成裸眼3d自然体验馆。

4.2.2对裸眼3D自然体验馆的体验项目进行创新设计。

4.2.3对裸眼3D自然体验馆的布置，设备安装进行系统完善。

4.2.4寻找投资商进行宣传营业。

通过以上研究与实践，利用3D沉浸式投影技术建立一个能够使体验者更加亲身实地体验大自然奥妙的场馆，创造一个虚拟现实的立体空间，使其可以成为一种全新的平台系统进行交互，让体验者体会到身临其境在大自然中的感觉。通过场景的变化，不同的全息投影素材来搭配，根据场景的变换展现出不同的风格主题，投影出不同的视觉效果。

多投影面沉浸式虚拟环境以其超高分辨率，超大视觉范围为体验者提供了沉浸式的体验。3D沉浸式投影已成为虚拟现实，增强现实技术的主要发展方向。

参考文献：

[1]基于体感交互的裸眼全息3D投影技术互动研究[J];科技经济导刊;2018年27期. 谢巍;谭文玲.

[2]基于Linux的数据库的综述[J].数字通信世界,2020(03).曾艳阳.

项目信息：本文系辽宁省2021年大学生创新创业项目《裸眼3D自然系列体验馆》研究成果，项目编号：S202113207004

作者简介：辛哲（2000.06-）男，汉族，吉林省延吉市人，本科在读，大连科技学院，研究方向：影视动画

陈丹（1984.03-），女，汉族，辽宁省大连市人，文学硕士，大连科技学院副教授，研究方向：影视动画