基于AR全息3D投影技术的分析与设计

基于AR全息3D投影技术的分析与设计

 吴敖,李楠,郑晓琳

大连科技学院 网络工程专业；辽宁 大连； 116045

摘要:由于距离原因可能很多东西不能进行实在体验，如远距离的实体购物，许久不见的亲人相见等，受距离的折磨而我们在此需求基础上推出AR全息3D投影技术其是基于AR技术与3D打印技术的进一步综合技术，其依托于3D全息投影技术，创造可触摸式投影视频，使用户在家里可以与远在外地的亲人进行亲切的接触，也可以实现在家进行可穿戴化的虚拟衣物，并且可以实现室内旅行室内会议等等。

关键词：AR；3D打印技术；

1研究目的及意义以及现状

与传统AR相比较我们更具有新的卖点，能够很好迎合现在年轻人的思想观念。如图2所示国家主导青少年人的新事物接受能力逐年上升，对新事物产生好奇并且有一定的鉴别能力，拥有决定市场走向的购买能力，使得我们新型产业得到了很大的宽容，我们可以尽情的施展我们的能力，发挥我们新型事物的特点。

图1 青少年、中年、老年分别对新鲜事物接受程度

AR软件产业对现在新型的年轻人来说十分具有吸引力，因为其疫情对现在日常生活的精神与生活的需求造成人民需求但是情况不允许给予的能力，这个时候，AR虚拟设备遍展现出了他得天独厚的优势，如在家逛街买衣服，在家面对面的与亲朋好友交谈，我觉得大概率好过面对着手机，但是深受疫情的影响，只能不见或者少见，但是这远远满足不了我们人类丰富情感的表达，我们产品支持，面对面“触摸”进行交谈，我们可以将远在万里的场景通过传输，

通过我们的软件以及一定的硬件设备，可以实现这一功能，让你与亲人近距离接触，我们的3D虚拟投影打印技术，不需要花费高额的打印功能，如3D打印机需要准备一定的材料， 我们只是通过一定的手段进行原汁原味的展现。

如果你想购物，出去旅游但是碍于种种原因只能在家，那么AR可以好的帮助你进行全世界的旅行，并且百分之百的保证您的安全！　

我们将采用多种方式进行采景、采物、以及对人物外貌进行采样，通过AR增强渲染的技术呈现在您的面前。

2.AR全息3D投影技术分析

理论数据分析：借鉴已有模型结构，建立如图2所示的全息投影技术原理结构图。

图2 理论模型

全息图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。

研究方法及技术路线

通过对现有全息投影技术以及增强现实（AR）技术进行扩展，收集相关的实用资料，通过网络，与专业人士交流等途径完成资料的采集工作。建立基于Eclipse和MySql为基础的信息数据库。同时与团队成员进行讨论，完善相关调研工作。并采用如下研究方法：

（1）文献法：了解国内外全息投影技术应用情况，以及了解全息投影技术自被提出以来的优势和发展前景。

（2）实践调研法：通过对国内全息投影技术公司进行企业实习等调查情况，并询问相关专家技术概要。

（3）经验总结法：对团队成员自身积累的技术经验结合相关理论对研究对象进行分析，并从研究信息中总结规律，形成一定的假设。并通过后续研究进展进行验证。实验方案：学习以及通过专家的指导对现有全息投影技术以及增强现实（AR）技术进行扩展，项目开发完成后应用于手机app，并继续研发相关技术对于不同领域的兼容性。

项目可行性分析：

（1）本团队成员由信息科学与技术学院学生构成，对数字技术知识有所了解，可以深入探究其技术因素，同时也有较好的同学资源，能够联系到其他高校中相关老师和学生进行技术分析。同时也能够丰富自身的专业知识，节省了需要额外学习的时间。

（2）技术可行性：本次设计开发主要基于现有全息投影技术以及增强现实（AR）技术进行拓展，无需过高基础，较为简便并符合当前社会发展前景。同时先利用已具备专业知识来建立相关空间属性数据库。

（3）空间可行性：本项目初步目标是开发相关app，可借助招聘人才、向其他企业租借来实现服务器的搭建以及运营。不占用过多公共资源。

3.AR全息3D投影技术影响效果的影响分析

前期调研及需求分析：人们只需在室内使用设备进入新场景，新场景或是现实世界里的地区，或是虚拟游戏世界，以各自的“分身”全息投影影像进入场景，拥有“瞬移”技能。还可以对影像的角色进行换装、任意更改发型等。

预计成果

研究完善的AR线上产

（1）用户在体验本产品时能够简明的了解到所需产品的各项信息，本团队也将完善线下录取素材需求成本，简洁化线下流程可为本项目带来更多机遇。

（2）研究更为成熟的3D投影现实技术，未来用户体验到的AR风景应与现实所差不大，本团队争取与当地的气候部门合作，用户可以根据自己的需求，选取当地的各种气候。

后续研究成果

与更多的企业进行合作

（1）医疗产业

开发医疗相关的AR模块，当用户需立即就医但与医院相距过远可使用本模块进行远程诊断，确保民众更多的医疗需求。

（2）游戏产业

AR技术十分契合于游戏，本团队预计后期技术完善后与游戏厂家进行合作，开发全新类别的游戏，本类游戏将区别于其他游戏，励志与现实相结合，带动群众玩游戏的途中可以多出门运动，实现人们既拥有趣味性又不缺乏运动。

4.结语

全息投影是一种显示技术，它需要媒介，而且得实时进行，并且可以与人交互。我们把它的媒介称之为“全息介质”，它不能凭空产生，这就是为什么目前这项技术很难普及的原因。我们的项目相对于市面上一般的全息投影技术有着独特的优势。

AR全息3D投影技术是基于AR技术与3D打印打印技术的进一步综合技术，其依托于3D全息投影技术，创造可触摸式投影视频，使用户在家里可以与远在外地的亲人进行亲切的接触，也可以实现在家进行可穿戴化的虚拟衣物，并且可以实现室内旅行室内会议，对其人们的日常生活会带来风暴式的袭击。

【参考文献】

[1]基于增强现实的智能辅助装配系统设计研究.魏巍;冯蓬勃;陈峥廷 工业设计.2023-01-20.
[2] 基于全色全息透镜的增强现实系统.网络首发 杨雨桦;何龙;邓林宵;朱立全;顾春 物理学报 2023-03-30.

[3] 基于增强现实的智能建造虚拟仿真实验教学系统 张馨予; 吴宇静; 王晓轩;陈静.自动化与仪器仪表.2023-01-25.

[4]章辉宇,缪文南傅凯旋等基于AR 技术的虚实图书电子测试2016(20):23-25.

[5]李辰.数字化3D 打印建筑模板的有限元分析及应用.山西建筑,2020,46(10):114-116.

[6]李方娟,赵玉佳,赵君嫦,孟祥丽,郭强,孟繁钦.医用 3D 打印批次智能排样研究U.中国设备工程2020(09):28-29.

[7]赖尚导,陈伟元,黄乔东,刘炯峰,李宝洲,叶敏,季达峰,张愈峰.3D 打印定位穿刺角度引导器联合 DSA 在三叉神经半月节射频热凝术中的应用U,中国医学创新,2020,17(13):61-64.

项目信息：本文系大学生创新创业项目《AR全息3D投影技术》研究成果 项目编号：X202213207068

作者简介：吴敖（2000.10.15-）男，鄂伦春族，内蒙古呼伦贝尔扎兰屯人，大连科技学院在读学生，研究方向：计算机应用技术