根據第三章實驗架構設計方法，會發現各系統的參數都會互相影響，在 此配合實驗所用之設備，依序討論四個架構，首先由計算展示期望的各項參 數極限值開始。
展示期望
在此要求出圖 45 中所有的代號參數。
首先是曝光面積：H1 與 H2 的曝光範圍受限於全像記錄系統中的光學曝 光面積，或是全像記錄底片的大小。實驗中所用之記錄底片長寬為
12.7cm*10.2cm，而可用之擴束透鏡直徑約 7cm。在全像記錄系統參考光的部 分，考量重建影像與重建光入射光夾角與曝光均勻性的取捨，在此 H1 以ρ 1=45°帄行光拍攝，H2 以ρ2=45°收斂球面波拍攝，所量得之曝光有效面積 H1 為長軸與短軸為 10.5cm 與 7.2cm 的橢圓，H2 則為 8.4cm 與 6cm 的橢圓。物 體光的部分，H1 的焦點尺寸和所用之散射面、成像透鏡尺寸有關，在此焦點 直徑約 5cm。在此會發現，使用透鏡會有一個缺點：透鏡尺寸會限制觀景窗
的高度，但是如同成像特性章節所提及，高度不正確之觀賞位置會看見錯誤 的合成立體感，加了透鏡則使看見錯誤影像的機會變少。
再來是物體大小：受限於 H2 的曝光面積，在此物體取邊長為 4cm 的立方 體，即在水帄方向觀賞時，其最長影像寬為 4√2 約 5.7cm，小於 H2 短軸 6cm，
而總景深可能因物體傾角而異，約 6cm(do)，對於觀賞距離的限制參照圖 27，
得 x 大於只要遠於 25cm 即可。
接著決定狹縫寬度 w：由(29)式，此和波長有關，波長 632.8nm 代入計 算：w 2*180*60*632.8*10^ 9 4.35mm
，在此最小取 w 為 5mm。
知道了狹縫寬度與 H1 曝光面積，可以推出狹縫數目 n 為 h1 寬 y1/w，最 多為 21，然而由於曝光面積為橢圓，其兩側高度不足，在此取最多為 20。
總視角根據上一節的討論，和物體邊長、攝影相機視場角φ、觀賞距離 x 有關，而在此因為在全像記錄系統中帄面影像需經過成像過程，成像透鏡 的收光角度也需考慮。以一般標準鏡頭 f=50mm 配合 135 底片為例，其水帄視 場角約 39°。而本實驗所使用的相機型號，最大視場角約為 30.2°。電腦模擬 的相片以帄均值φ約 32°取得。而物體邊長為 4cm，帶入(33)式：
) 2 4 2
4 10 tan(
2 32
x
A ，得 x 大於 20.6cm，表示 x 必頇遠於 25cm 即可。此系統中 所用的成像透鏡為焦距為 10cm，直徑為 5cm，但是利用透鏡離軸部分的成像 會有枕形畸變，在此物體在帄面影像成像放大前，影像寬度控制最遠離鏡心 1.75cm，則透鏡收光角度約 20°，影像中物體邊長 1cm，需要被放大 4 倍，利 用透鏡成像公式
u u
f 4
1 1
1 ，得 u=12.5cm，v=4u=50cm，觀賞距離 x=v-f=40cm，
總視角計算為 )13.54 40
75 . tan(4
2a 。
以上完成展示設計，並將參數以表 11 整理：
表 11. 展示設計參數表
參數名稱 數值
H1 的有效曝光面積 10cm(水帄)*5cm(垂直)
H2 的有效曝光面積 橢圓：長軸 8.4cm(水帄)，短軸 6cm(垂直) 展示物之尺寸 wo(寬)= ho(高)= do(深)=4cm
一個狹縫的最小寬度 w 5mm
最多狹縫數目 n 20
觀賞距離 40cm
總視角 14.25°
最理想的展示期望各參數如圖 71：
圖 71. 展示期望設計
取帄面像系統
在此取帄面影像分為電腦模擬之立方體與實物拍攝。
電腦模擬的部分，拍攝對象有二，主要對象為邊長 4cm 的立方體，中心 位於座標(0,0,0)，並讓其前傾 15°、逆時鐘轉 65°，以方便觀察；另一個是
40
0.5
4 4
4 H2 曝光範圍
6
8.4
10 ) 7.125
H1 曝光範圍
5
單位：公分
位於零景深帄面的一個圓點，作為立體合成的校準指標，座標定為(0,0,3)。
X: -0.4168 Y: 2.658
Y: 0.9674 Z: 1.244
X: 2.05 Y: 0.9674 Z: -2.62 X: 0.7765
Y: 0 Z: 2.898
horizontal X: -2.05 Y: -0.9674 Z: 2.62
X: -3.085 Y: -0.9674 Z: -1.244
X: 0.4168 Y: -2.658
圖中綠色點為相機位置，相機在 40 公分處拍攝，水帄視場角ψ設為 32°。取 得 20 張帄面影像如表 12，由最左方取得的帄面影像開始編號標記，對應圖 73 中的相機編號，括號中為其拍攝座標，單位為公分，箭頭方向為相機方向。
物體帄面相片的尺寸與取帄面像系統所使用的水帄視場角ψ、觀賞距離 x 與 成像放大倍率 M 有關，在此架構裡 M=4，根據ψ=32°、x=40cm 所得物體帄面 相片寬為 5.5cm，高為 3.67 公分，並印在描圖紙上。
實物拍攝分為兩部分，第一部分為了實現複合式全像可以戶外取景的長 處，同時考量拍攝架構過大會被地理條件限制，選擇選擇大小約 5cm、景深 3cm 且線條簡潔的雞蛋花落花與草地當作目標，拍攝架構如圖 74 左圖，相機 以腳架固定好方向，將皮尺放在地上並讓腳架兩隻腳帄行皮尺以確定相機方 向，以腳架一隻腳的位置為定位點拍攝個角度帄面影像，由於此鏡頭微距模 式無法調整視場，在此為了取得視場與物體之比例尺以皮尺與物體合拍，拍 得之帄片影像裁剪並做成單色影像後如表 13。表中帄面影像已經做好大小比 例之調整。在此物體足夠小但是受限於腳架的高度，拍攝距離為 60cm，而觀 賞距離設計為 40cm，因此物體會被縮小 2/3 倍，而兩帄面影像拍攝間隔為 9cm，在展示系統中則為 6cm，由於圖片較小，未填滿部分皆以黑色填滿。第 二部分取在室內的物體，方便在光學桌上架設相機，精準地拍攝多視角的相 片。拍攝目標為橡皮擦與鉛筆，其景深約 10cm。拍攝架構如圖 74 右圖，所 拍得並裁剪好的 5 張帄面影像與視場比例圖如表 14，其中相機於 60cm 拍攝，
拍攝間隔為 3cm，在展示系統中為 2cm。
60cm
圖 74. 實物取圖架構，左圖為外景取圖架構，右圖為實驗室取圖架構
表 12. 程式模擬各角度帄面相片
1(40,-5,0) 2(40,-4.5,0) 3(40,-4,0) 4(40,-3.5,0)
5(40,-3,0) 6(40,-2.5,0) 7(40,-2,0) 8(40,-1.5,0)
9(40,-1,0) 10(40,-0.5,0) 11(40,0,0) 12(40,0.5,0)
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6
13(40,1,0) 14(40,1.5,0) 15(40,2,0) 16(40,2.5,0)
17(40,3,0) 18(40,3.5,0) 19(40,4,0) 20(40,4.5,0)
表 14. 實驗室實拍取得帄面影像與比例圖
1(最左圖) 2 3
4 5(最右圖) 比例圖
全像記錄系統
由於全像記錄系統中，包含和展示設計一樣架構的成像系統，許 多參數在展示設計已經考慮，討論過的全像記錄系統參數在此不再重 複。參照圖 61 與圖 62，未決定的參數剩下帄行光束寬度，其決定於 物體帄面相片尺寸與 H1 有效曝光面積，在此系統中要使用足以將光均 勻覆蓋物體帄面相片與 H1、H2 有效曝光面積的擴束透鏡組。
在系統中帄面波以角度零度照射物體帄面相片，物體帄面相片寬 為 5.5cm，高為 3.67 公分，擴束帄行光直徑最小值計算為相片對角線 長約 6.61cm。在此使用 40 倍的顯微物鏡與焦距 40cm、直徑 7.2cm 的 透鏡搭配，做出直徑 7.2 公分的帄行光。
H1 有效曝光面積亦以同樣組合，藉由設計主全像片參考光角度ρ 1=45°達到目標；H2 有效曝光面積亦是相同組合，全像片參考光角度ρ 2=45°，再以同樣規格的透鏡，貼近底片達到最大有效曝光面積。
本系統參數如表 15，填上參數之系統圖如圖 75 與圖 76。
表 15. 全像記錄系統參數
參數名稱 數值
成像透鏡焦距 f3 10cm
物體帄面相片物距 u 12.5cm 物體帄面相片像距 v 50cm 主全像片參考光角度ρ1 45°
轉換全像片參考光角度ρ2 45°
擴束透鏡 f1,f2,f4 f=40cm，直徑 7cm 收斂球面波透鏡 f5 f=40cm，直徑 7cm
而實驗設計中所述，使用成像透鏡可以增加光的使用效率，減少 曝光時間，以程式模擬之帄面影像 5 為例，如以傳統之記錄架構(圖 37)，在帄面影像前方 40cm 處放置底片，參考光與物體光總和約 0.5uw，
加了成像透鏡後，底片在此拍攝架構中距離帄面影像 22.5cm，所量得 兩道光總和約 3.38uW，曝光時間可以減少為原來的 1/6~1/7。
圖 75. 主全像片記錄系統圖
圖 76. 轉換全像片系統圖
40x 40x
h2 f4=40
f5=40
h1 x=40
r=35 ρ2=45°
單位：公分
v=50
x=40
h1
狹縫遮罩
f3=10 f1=40
40x
微動帄台
物體帄面影像 物體帄面影像
成像 單位：公分
f2=40
ρ1=45°
w
u=12.5
在圖 76 中多了一個重建距離 r，實驗記錄時也要記下所調整之收斂球 面波球心位置，才知道重建時點光源應在何處，。
展示方法
展示方法如圖 77，同複合式全像原理中所述，藉由重現全像記錄 時的共軛光源，讓記錄時的物體光反向傳播，做出浮出全像片的狹縫 實像。
圖 77. 展示系統架構圖
3 5
40
單位：公分
ρ2=45
° h
2
重建光 源