3D技术通过全息技术实现，在胶片上同时记录光强与光的相位信息，让我们看到立体物体。但通过反射，不同光学元件的组合，我们可以制造出一些“伪3D”效果的光学幻影。

记录如下：

讨论“幻影成像”的方案

装置采用相扣的两面凹面镜，顶端凹面镜中心挖空用来成像，物体放在凹面镜底端，先经过上凹面镜的反射成正立放大的虚像，再经下凹面镜反射到顶端挖空的口处。为使像恰好呈在两凹面镜顶端口处，且像为正立放大的像需要满足一定几何关系。 观察童老师的模型，这种方法成像效果较好，且在自然光下即可成像，凹面镜的放大作用让物更便于观察。

2016.6 补充说明该方案原理的定量计算：

由几何关系有：

H=R-[R^2-(D/2)^2]^(1/2)

将一个小物体放在O1处，第一次由M2成像，其中物距为－2H，由凹球面成像公式：

1/S1+1/(-2H)=2/(-R)

可得：

S1=2RH/(R-4H)

反射像再由M1成像，物距为2H+S1=4H*(R-2H)/(R-4H)，再次利用成像公式：

1/S2+(R-4H)/[4H*(R-2H)]=2/R

可得像距： S2=4RH*(2H-R)/(16H^2-12RH+R^2)

若要使得O1处的物体所成的像正好成在O2处，则应有S2=2H，解之为：

H1=3/4*R,D1=15^(1/2)/2*R,H2=1/4*R,D2=7^(1/2)/2*R

实物图如下：

由于凹面镜可以放大像，我们选择一个凹面镜和一个半透半反镜进行反射，只要物距处在2f之内均可将像放大形成幻影，通过上述光路原理，我们可以看到放大的幻影成像，但不足的是只能在一个方向进行观察并且为排除杂光干扰，成像物体最好具有较大的光强且置于某个较暗环境。

由于希望幻影成像能够在多个方向观察，采用上述装置，用四块玻璃/亚克力板粘成四棱锥形状，制作四面对称的视频或图片当作光源，分别通过四个45°倾斜放置的玻璃进行反射，好像在其中形成幻影。

偏振眼镜/红蓝眼镜 这种方法都是通过分别处理2幅画面，配以眼镜看到3D效果。

通过讨论可行性与成像效果，我们试图尝试通过B和C的方式进行幻影成像

主要遗留问题： 对光源的测试：

1、需要自带发光物体还是外光源？（自带发光物体需要找，而典型的外光源如小灯泡、发光二极管自身光强太大却可能无法产生足够强的反射光）

2、光源强度要多大可以观察到较为清晰的像？

3、发光体形状什么样的发光效果较好？

对成像过程：

1、虚像、实像的讨论

2、如何清晰地展现光路？是否要构造水雾等环境使光路明显？

3、对环境暗度的要求？

对方案B进行讨论

在自然光环境下，有很多干扰的杂光和像，看不到物体成像 半透半反镜反射的光更强产生很多反射的干扰像 外加小手电筒照射物体时，可以看到比较清晰的像

初步选择自发光物体，里面是发光二极管，外面罩着塑料壳的发光小玩具；如果自发光物体成像效果不佳，加小光源。

如图，为达到较暗的环境条件，拟用一个狭长的盒子进行遮光，计划用胶把凹面镜粘在内壁，将半透半反膜插在内壁上固定。

对方案B继续进行讨论与制作

用纸盒、纸箱（用来遮光，制造较暗环境）、凹面镜、半透半反膜（实际透射率为20%）、LED小玩具（选择花朵，俯视花纹较复杂）

试验结论：

①、未加大纸箱时外界反射像较强，故暂用一大纸箱遮光，可以通过设计一个较为狭长的盒子，或贴纸制作观察口进行遮光

②、像的大小由物体与凹面镜距离决定，可通过提高物体的位置来增大像的大小。

③、半透半反膜表面不平整使像失真，决定后期不用纸盒子，选择亚克力板等较硬的材料做盒子加强固定

④、观察口较大时仍发现观察者的反射像较明显，参考汽车挡风玻璃原理，可对装置倾斜角度稍作调整（不要严格将半透半反膜设为45°），是观察者的反射像不在竖直平面内

同时对盒子实际尺寸进行设计：我们的装置主要受凹面镜大小的限制，凹面镜焦距，尺寸，拟制作盒子如图，采用盒子尺寸10*10*20cm，盒子材料选择亚克力板

加尺寸的示意图

买材料，同时对方案C进行理论计算与设计

网站上可以下载到视频源，即中心对称的四面图像，这个视频的制作可以通过MikuMikuDance制作

我们拟用5英寸手机作为视频源，屏款6.5cm左右 计算得到等腰三角形腰长r=5.6cm

对方案C进行改进

用普通塑料做的反射光不够强，在较暗环境下比较好，而塑料较厚不容易切割加工，我们选择半透半反膜（20%透射），反射较强，为保持像的真实度不能100%反射 通过试验与测量手机放置在距离地板略大于4cm处成像效果较好，做简易架子把手机架起来。

材料已到，开始按照方案B制作成像盒子 需要注意的是，透明的亚克力板在内部会产生多个反射像，可以用黑色卡纸粘在内部

在实际搭建过程中，我们发现由于装置的尺寸限制，物体距离凹面镜的距离在2f以外，无法产生放大像的效果，我们最终决定用半透半反膜代替凹面镜获得更好的成像效果。物的高度可以制作架子来改变获得更大的像 最终设计图

对方案C装置进行制作

为使立体效果更好，将整个装置安置在转盘上，可以360°进行旋转看到不同侧面的像。

整体成品图：

PlanB成品效果图：

PlanB侧面图：

PlanC成品图：

1、尝试圆锥面成像 拟做母线与水平夹角为45°的圆锥，底面圆半r=2.8cm；母线R=4.0cm

对成像进行试验，从45°观察是会同时看到2个像，成像效果差。

2、用玻璃棒代替卡纸做支架支撑屏幕，切割棒长d=4.2cm，打磨两端平齐。上面粘三面支架角以固定屏幕。

做更大的演示仪，完善仪器

用以9.7寸ipad视频源，屏幕尺寸240mm*169.5mm，购买合适尺寸的半透半反膜，适合高度的亚克力柱，大转盘等。

制作更大的演示仪，成品如图

利用多次反射，制作镜屋幻影

（具体计算见ppt）

光学幻影pre.pdf

光学幻影-期末报告-张笑颖.pdf

演示物理实验期末pre_黄任芝.pptx