摘 要：全息技术可以真实呈现三维物体的空间形态特征，针对土建模型教学课程特殊性来研究全息投影，可将教学案例模型以多角度进行展示。空间化的教学讲解便于学生的理解和提高学生学习兴趣，对土建类课程教学意义重大。
关键词：全息投影 土建教学 技术原理
一、概述
全息投影技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。3D全息投影系统是一种利用反射、干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像。全新的事物改变着人们对那些传统舞台的声光电技术的审美态度。适用范围产品展览、汽车服装发布会、舞台节目、互动、酒吧娱乐、场所互动投影等。
二、特点与现有分类
（一）全息技术特点
全息影像的特点是影像立体感强，与原物体有着相似的三维特性。这种特殊性使得人们观看全息影像时会得到与观看原物体时完全相同的视觉效果。因此，全息影像技术可以更加方便地展示物体的立体特征和全方位形状。
（二）现有全息技术实现方式
空气投影和交互技术：在美国麻省一位叫ChadDyne的29岁研究生发明了一种空气投影和交互技术，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投射在水蒸气液化形成的小水珠上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。
360度全息显示屏：这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像。
三、教学用全息技术实现
（一）全息投影原理描述。
教学拟用全息技术是一种将三维画面悬浮在实景的半空中成像技术，也称为“全息金字塔”。全息金字塔只用到了反射原理，45°的镜面会把光反射90°，把水平的光源变成竖直的，透明镜片的反射作用即可呈现真实物体的单面图像。
（二）全息投影设备的简易制作。
利用4个半透面对光线的折射和全反射，把屏幕上的视频源文件反射。由于视频源文件同时有图像的前、后、左、右四个面，4个面同时投影形成全息效果。
制作材料：能够形成单屏投影的设备（包括手机、平板电脑）、各种透明薄板（如亚克力板、塑料板、PVC板、手机贴膜等）。
（三）全息投影片源的制作。
全息投影的片源需要用到3dmax、maya等3D建模软件，Ae、Pr、会声会影等剪辑软件以及狸窝全能转码器等转码软件。
（1）模型建立：首先使用3dmax、maya等3D建模软件建出教学所需要的模型，给模型加上材质，在渲染之前给模型的前后左右多方向设置摄像机，渲染出模型多各角度片源。
（2）片源剪輯在Ae、Pr等软件中，把四个片源以一个中心点中心对称的摆放。通过调整、渲染得到最终含多角度的放映片源。
（3）片源转码：利用转码器将片源转码成清晰，文件大小合适的片源。
四、全息投影技术在土建课程教学中的主要应用
（一）实物模型教学的问题分析
传统的土建课程教学过程一般是教师先介绍土建制图的相关知识，然后学生采用手工方式绘制完成作业，教学中比较侧重课堂练习。主要的方式是老师首先详细介绍制图方法和原理，在此基础上，再对具体的模型进行讲解，让学生了解一个模型的构成，然后他们才能完成制图练习。不同方位观察的结果可以通过照片呈现，但大部分结构需要用语言描述，而教学过程中并不能让学生对一个模型实体进行全方位观察，学生只能通过想象去了解大部分结构。在没有实物佐证的情况下，学生对实物模型的构造不够清楚，而想象的结果总是千差万别，因此制图练习无法达到理想的效果。在土建制图课程中，探索利用全息投影技术进行实物模型体的立体展示，有利于学生全方位了解模型的结构。
（二）土建实践环境问题分析
相对于实物模型的展示，土建实践环境的图片展示和教学存在的问题更为严重。在土建制图课程中，学生需要完成大量实物模型的制图练习，通常包括大量建筑环境的制图工作，要求展示建筑外部结构和内部构造，这就要求学生对其有更加立体、全方位的认识。图片展示显然难以满足需求，因为内部的照片难以和外部的照片形成很好的对应关系，而外部的照片又不能产生全方位的显示效果。这就造成学生如“盲人摸象”，只能了解建筑的某些局部特征，不能整体把握结构特征。有了土建建筑环境的模拟，学生可以直接进入全息影像技术打造的虚拟环境内部，从内部观察，再结合外部观察的结果，形成全方位的空间概念。这种置身其中的体验，能够为学生制图的准确性、完整性建立良好的基础。
结语
全息投影在教学中的实际意义是值得推广的，全息投影使教学中二维教学转变为三维教学，对于巨大模型不便于移动至教室或者无法实现让学生参观的模型，我们可以使用全息投影向学生展示，而不是靠图片想象模型。全息投影不仅可以还原模型，并使其变得形象化、动态化，也可以使得学生身临其境，这可以提高学生的学习兴趣以及启发学生多维空间思考的方法。
参考文献
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*基金项目：大学生创新创业项目，项目编号：201710595193。