自制3D全息投影儀效果探究

有一次，媽媽帶我們姐弟倆去電影院看了一部3D電影。電影中的場景仿佛就在身邊，非常神奇。3D眼鏡能讓人看到不一樣的世界，但佩戴的時間久了，眼睛就會覺得很累。我們討論：現在的科技這么發達，有沒有辦法既讓人體驗身臨其境的效果，又能提高體驗的舒適性呢？

一、查找資料

在查找資料的過程中，我們了解到3D全息投影技術可以動態再現物體的三維立體場景。目前，這項技術已應用于產品展覽、舞臺表演等，觀眾無需佩戴3D眼鏡，便可以看到立體的空中幻象。看到這些資料時，我們心里很激動，原來我們的想法早已變成了現實！更讓我們意外的是，人們可以利用生活中的材料，自制3D全息投影儀。這是真的嗎？自制3D全息投影儀的效果怎么樣？我們立即開始動手實驗。

二、探究過程

（一）自制3D全息投影儀

1.準備筆、剪刀、尺子、透明膠帶、透明文件袋、手機，如圖1。

2.用透明文件袋裁剪出四個等腰梯形，梯形的上底為1 cm，下底為6 cm，高為3.5 cm。

3.用透明膠帶將四個等腰梯形的腰線依次連接，做成一個四面等腰梯形，如圖2。

4.在手機上播放用于3D全息投影的視頻資源，將四面等腰梯形倒置在手機屏幕上，如圖3。

5.關燈后從側面平視投影儀，即可觀察到清晰的立體影像，如圖4。

視頻中的物體“站”起來了，就像是電影所描述的未來科技的場景。我們看得目不轉睛，深刻感受到了科學的神奇！

（二）探究不同形狀投影儀的成像效果

驚喜之余我們又有了新的疑問：3D全息投影儀一定要做成四面等腰梯形嗎？其他形狀的投影儀能呈現立體影像嗎？于是，我們另外做了四個不同形狀的投影儀，為它們分別標上序號，如圖5，然后將它們分別放在手機屏幕上，比較它們的成像效果。

1號由四個等腰梯形組成，每個斜面與手機屏幕大約成45°夾角。它能呈現清晰的立體影像，如圖6。

2號由三個等腰梯形組成，每個斜面與手機屏幕大約成45°夾角。它雖然能形成立體影像，但成像效果一般，影像有些變形，如圖7。

3號由四個正方形組成，每個面與手機屏幕成90°夾角。它沒有形成影像，如圖8。

4號是一個小喇叭形，斜面與手機屏幕大約成80°夾角。它也沒有形成影像，如圖9。

5號是一個大喇叭形，斜面與手機屏幕大約成45°夾角。它形成了多個影像，如圖10。

三、分析總結

上述實驗證明，利用自制3D全息投影儀確實可以裸眼觀察到立體影像，但成像效果與投影儀的形狀、角度有關。四面等腰梯形、三面等腰梯形、喇叭形投影儀的各個斜面與手機屏幕呈45°夾角時，能投射出不同角度的影像，增強影像的三維立體感。另外，用于3D全息投影的視頻內容也比較特殊，這類視頻通常會從四個方向同步展示同一個物體，且物體在展示過程中會持續旋轉變化。

這次實驗不僅讓我們收獲了寶貴的知識，更激發了我們對未知世界的好奇。我們還想知道，投影儀與手機屏幕的夾角如何影響成像效果？投影儀的大小和成像的大小有關系嗎？如果用于3D全息投影的視頻內容僅從三個方向展示物體，還能形成3D視覺效果嗎？未來我們會繼續深入探究，尋找答案。如果你對此感興趣，也可以親自動手解開謎題哦。

指導老師 周育妹

專家點評

李雅雯和李丞睿兩位同學借助網絡資料，利用生活中的材料制作了3D全息投影儀，觀察到了懸浮在空中的立體影像，感受到了科學的神奇。更可貴的是，他們沒有滿足于此，而是進一步思考，探究了不同形狀投影儀的成像效果，充分展現了他們出色的實踐能力和創新精神。

需要指出的是，兩位同學自制的3D全息投影儀運用了光的反射和折射原理，以及視覺暫留效應（也被稱為“視覺誤差”），并不是真正的全息投影技術。