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光的魔術 全像攝影 讓鄧麗君復活了!

2017-07-29 16:15聯合報 王孟祺 醫師(珍世明眼科院長)

日本電視台(TBS)製作鄧麗君逝世22周年節目,利用全像攝影讓鄧麗君在舞台重生。...
日本電視台(TBS)製作鄧麗君逝世22周年節目,利用全像攝影讓鄧麗君在舞台重生。 圖╱摘自YouTube
最近臉書上有一段影片,展示日本歌唱節目藉由全像攝影技術讓逝世已久的偶像歌星鄧麗君,有如親臨現場演唱,讓人看得如癡如醉!不禁讓人好奇,什麼是全像攝影?原理又是什麼?

全像攝影是1947年英國物理學家丹尼斯蓋伯研究增強電子顯微鏡功能時偶然發現的,他在1971年獲得諾貝爾獎,全像攝影應用的是:「光線干涉與繞射原理」。

記下干涉條紋 就能「重建」光波

高中物理學教我們:光是粒子但也有波動的特性;所以,當兩個光波遭遇時會產生干涉現象,這個干涉的波紋,就像湖面上的漣漪產生漂亮圖案一樣當我們把這些漂亮複雜的干涉圖案記錄下來,就可以「重建」原來的光波來源,將全像底片加上光波產生的干涉圖結合而成「全像攝影」,可達到如臨實境的影像。

光是粒子但也有波動的特性;所以,當兩個光波遭遇時會產生干涉現象,這個干涉的波紋,...
光是粒子但也有波動的特性;所以,當兩個光波遭遇時會產生干涉現象,這個干涉的波紋,就像湖面上的漣漪產生漂亮圖案一樣(圖)當我們把這些漂亮複雜的干涉圖案記錄下來,就可以「重建」原來的光波來源,將全像底片加上光波產生的干涉圖結合而成「全像攝影」。

全像攝影的技術怎麼做?簡單說:先使用分光鏡將頻律波長固定的雷射光束分成兩束:一束為物源光,一束為參考光。物源光經鏡面反射後照向被拍攝的物體,再經由物體反射或透射向底片照射過去。

透過底片介質將所有光場中光線互相干涉造成如連漪般的條紋都記錄下來。這些條紋就是一種繞射光柵,再用和原來參考光一樣的光源照射全像底片時,光線會被記錄下來的光柵改變行走方向,有如從原來物體物源光發散出來,這樣就可以看到栩栩如生的物體了。

但,如果只看全像術的底片,就像看到唱片上的刻紋一樣,無法分辨內容;所以必須套上原光線照射底片後,記錄的物體才會以3D的方式呈現在我們眼前。

全像攝影和一般照片有什不同?一般照片我們從不同角度觀看照片,照片上物體的相對位置並不會改變,但是觀看全像攝影從不同視角卻會有強烈的「視差感」,就像真實世界一樣栩栩如生。

全像攝影和一般照片有什不同?一般照片我們從不同角度觀看照片,照片上物體的相對位置...
全像攝影和一般照片有什不同?一般照片我們從不同角度觀看照片,照片上物體的相對位置並不會改變,但是觀看全像攝影從不同視角卻會有強烈的「視差感」(圖),就像真實世界一樣栩栩如生。

繞射技術 廣泛運用在人工水晶體

繞射光柵就像光源導引機一樣告訴光要如何行走,一般光線經過表面平滑的透鏡折射後,只會形成一個焦點。但是如果把像唱盤紋路的繞射光柵放在平滑鏡片上,一部分光線會經過繞射光柵改變行進方向,讓原來只有一個焦點的光學鏡片產生兩個、三個焦點,甚至聚焦成一個長焦段的影像。這樣的光學鏡片技術已廣泛應用在白內障手術植入的人工水晶體中,就是所謂的繞射式多焦點人工水晶體。這類多焦功能性人工水晶體可同時聚焦遠、中、近光線,以期讓病患在白內障手術時同時解決近視遠視老花眼的困擾,達到術後遠、中、近視力需求,減少老花眼鏡的配戴,讓生活更加便利,宛若返老還童。

光線干涉繞射原理其實在日常生活中運用很廣,如:信用卡背面的銀色防偽標籤,紙鈔上閃亮亮的彩色防偽線也都是全像術的應用,趕快拿出千元大鈔來瞧瞧吧!

繞射光柵就像光源導引機一樣告訴光要如何行走,一般光線經過表面平滑的透鏡折射後,只...
繞射光柵就像光源導引機一樣告訴光要如何行走,一般光線經過表面平滑的透鏡折射後,只會形成一個焦點。但是如果把像唱盤紋路的繞射光柵放在平滑鏡片上,一部分光線會經過繞射光柵改變行進方向,讓原來只有一個焦點的光學鏡片產生兩個、三個焦點,甚至聚焦成一個長焦段的影像。

人工水晶體
白內障
老花眼
遠視
近視

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