自制3D全息投影仪效果探究

有一次，妈妈带我们姐弟俩去电影院看了一部3D电影。电影中的场景仿佛就在身边，非常神奇。3D眼镜能让人看到不一样的世界，但佩戴的时间久了，眼睛就会觉得很累。我们讨论：现在的科技这么发达，有没有办法既让人体验身临其境的效果，又能提高体验的舒适性呢？

一、查找资料

在查找资料的过程中，我们了解到3D全息投影技术可以动态再现物体的三维立体场景。目前，这项技术已应用于产品展览、舞台表演等，观众无需佩戴3D眼镜，便可以看到立体的空中幻象。看到这些资料时，我们心里很激动，原来我们的想法早已变成了现实！更让我们意外的是，人们可以利用生活中的材料，自制3D全息投影仪。这是真的吗？自制3D全息投影仪的效果怎么样？我们立即开始动手实验。

二、探究过程

（一）自制3D全息投影仪

1.准备笔、剪刀、尺子、透明胶带、透明文件袋、手机，如图1。

2.用透明文件袋裁剪出四个等腰梯形，梯形的上底为1 cm，下底为6 cm，高为3.5 cm。

3.用透明胶带将四个等腰梯形的腰线依次连接，做成一个四面等腰梯形，如图2。

4.在手机上播放用于3D全息投影的视频资源，将四面等腰梯形倒置在手机屏幕上，如图3。

5.关灯后从侧面平视投影仪，即可观察到清晰的立体影像，如图4。

视频中的物体“站”起来了，就像是电影所描述的未来科技的场景。我们看得目不转睛，深刻感受到了科学的神奇！

（二）探究不同形状投影仪的成像效果

惊喜之余我们又有了新的疑问：3D全息投影仪一定要做成四面等腰梯形吗？其他形状的投影仪能呈现立体影像吗？于是，我们另外做了四个不同形状的投影仪，为它们分别标上序号，如图5，然后将它们分别放在手机屏幕上，比较它们的成像效果。

1号由四个等腰梯形组成，每个斜面与手机屏幕大约成45°夹角。它能呈现清晰的立体影像，如图6。

2号由三个等腰梯形组成，每个斜面与手机屏幕大约成45°夹角。它虽然能形成立体影像，但成像效果一般，影像有些变形，如图7。

3号由四个正方形组成，每个面与手机屏幕成90°夹角。它没有形成影像，如图8。

4号是一个小喇叭形，斜面与手机屏幕大约成80°夹角。它也没有形成影像，如图9。

5号是一个大喇叭形，斜面与手机屏幕大约成45°夹角。它形成了多个影像，如图10。

三、分析总结

上述实验证明，利用自制3D全息投影仪确实可以裸眼观察到立体影像，但成像效果与投影仪的形状、角度有关。四面等腰梯形、三面等腰梯形、喇叭形投影仪的各个斜面与手机屏幕呈45°夹角时，能投射出不同角度的影像，增强影像的三维立体感。另外，用于3D全息投影的视频内容也比较特殊，这类视频通常会从四个方向同步展示同一个物体，且物体在展示过程中会持续旋转变化。

这次实验不仅让我们收获了宝贵的知识，更激发了我们对未知世界的好奇。我们还想知道，投影仪与手机屏幕的夹角如何影响成像效果？投影仪的大小和成像的大小有关系吗？如果用于3D全息投影的视频内容仅从三个方向展示物体，还能形成3D视觉效果吗？未来我们会继续深入探究，寻找答案。如果你对此感兴趣，也可以亲自动手解开谜题哦。

指导老师 周育妹

专家点评

李雅雯和李丞睿两位同学借助网络资料，利用生活中的材料制作了3D全息投影仪，观察到了悬浮在空中的立体影像，感受到了科学的神奇。更可贵的是，他们没有满足于此，而是进一步思考，探究了不同形状投影仪的成像效果，充分展现了他们出色的实践能力和创新精神。

需要指出的是，两位同学自制的3D全息投影仪运用了光的反射和折射原理，以及视觉暂留效应（也被称为“视觉误差”），并不是真正的全息投影技术。