新兴多媒体投影技术在现代展示中的应用探析_以上海世博会为例
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全球范围内的火爆，3 D 立体投影所显示的栩栩如生的画面， 以及IMAX大屏幕的震撼效果，一时间吸引了世人的关注。所 谓的4D投影，是在3D立体投影的基础上加环境特效、模拟仿 真而组成的新型投影产品。在观看过程中，观众可以感受到风 暴、雷电、下雨、撞击等与立体影像对应的事件，这些虚拟 的现实，让人产生身临其境的感受，让影片变得更加精彩、 刺激。 在世博的很多展馆中，人们都可以看到3D/4D投影。石油 馆内，有一部4D电影《石油梦想》，长约8分钟，讲述石油的 “前世今生”。放映厅内全部座椅可完成后仰、前倾、微颤、 释放气味等。在中国省区市联合馆，辽宁馆播放长约8分钟的4D 影片《钢韵海津话辽宁》，其技术达到国际领先水平。观众戴 上专用眼镜，能感受到座椅的摇动和雨水的飞溅。吉林馆播放 的4D电影，在山崩地裂的场景中，座椅会随着剧情的变化而上 下左右晃动；当片中出现水汽扑面而来的场景时，观众也会感 觉到水汽的蔓延，衣服也变得有点潮湿。在影院的银幕两侧， 还设有两组泡泡机和喷雾机，它们会根据剧情的乐的互动活动实现其交流 目的。人的不同动作产生不同画面效果的趣味性，不断吸引旁 观者参与游戏，进行身体和情绪的快乐体验，而信息的传达与 交流正是寓于快乐体验的过程之中，因此，这样的信息传达更 为强烈、持久与高效。
三、全息投影——立体成像、亦幻亦真
全息投影是近些年来流行的一种高科技技术，它是利用干 涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像。[3]目前的全息 投影分为180度全息投影、360度全息投影、幻影成像、雾屏成 像。180度全息投影利用高品质投影膜贴在透明玻璃上，透明 的显示效果允许观看者可以观看屏幕上图像的同时还可以看穿 屏幕，并且可以实现互动；360度全息投影又称360全息，适合 展示单件的贵重物品，并且可以4面都可以看到3D的影像。幻 影成像系统是“实物模型”和“立体幻影”的光学成像结合， 把拍摄的活动人像叠加进场景之中，构成了动静结合的影视画 面。雾屏是利用海市蜃楼的成像原理，在空气中将光影图像呈 现。使用一层很薄的水雾墙代替传统的投影幕，使人们能在该 屏幕影像中随意穿梭，达到真人可进入视频画面的虚幻效果。 全息立体投影技术也是多个世博展馆采用的展示技术。在 震旦馆和四川馆，40多件珍贵玉器和三星堆遗址文物，如大眼 阔鼻的金面罩青铜头像、身材颀长的青铜 立人像，就是利用 360度全息影像技术，栩栩如生地呈现在世人面前，令人叹为 观止。在安徽馆还可以欣赏幻影成像的“黄梅戏”，而在西安 大明宫案例馆，馆内的雾幕成像系统利用喷射的雾气作载体， 通过投影的照射，在空中形成了看得见却摸不着的360度全息 环绕立体影像，呈现出大明宫的全景。游客从雾气中穿过，犹 如穿越历史大门，步入华美的唐朝皇宫。 全息投影技术突破了传统声、光、电局限，观众不仅无需 配戴3 D 眼镜就可以看到立体的空中幻像，还可以使幻像与参 观者产生互动，甚至一起完成表演，营造了亦幻亦真的氛围， 给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉。作为当今最时尚的 展示手段，其神奇的效果，十足的科技感，带给了人全新的视 觉体验，改变了人们对声光电技术的审美态度。在未来的展示 行业中，全息投影技术将会得到更加广泛地应用。
摘
要:
随着科技的发展，多媒体投影被广泛应用于现代展示设计中。近年来，新兴的多媒体投影技术主要有边缘 融合拼接投影、互动投影、全息投影和3D/4D投影技术。在上海世博会上，它们以合乎艺术规律的形式， 有效地传达了世博会的主题思想，为世人带来了一场视觉餮饕盛宴，并为现代展示设计的创新与发展提供 了新的契机。 边缘融合拼接投影 互动投影 全息投影 3D/4D投影 / With the development of technology,multimedia projectors are widely used in modern display design.In recent years,the emerging multimedia projectors are edge fusion splicing technology projection,interactive projection,holographic projection and 3D/4D projection technology.World Expo in Shanghai,they are a fit for the art form of the law,effectively conveys the theme of the Expo,the world has brought a visual gluttonous feast,and display design for modern innovation and development of new opportunities. edge fusion splicing projection,interactive projection,holographic projection,3D/4D projection /
结语
在世博会中表现非凡的边缘融合拼接投影、互动投影、全 息投影和3 D/ 4 D 投影技术，结合其它高科技手段，征服了人 们的视觉，吸引着人们互动，创造了虚拟的现实，有效地传达 了世博会的主题思想，使多媒体技术和艺术元素进行了有机融 合。随着社会的发展，科技的进步，现代展示艺术不断吸取科 技元素而呈现出不同的展示手段和方式，正如柳冠中先生所 说：科学与艺术的互补、共生将使科学、艺术本身发生根本的 变化。艺术家不只偏爱色彩、形态这些纯物质的语言，而会探 索由各种信息、各种方式，甚至是抽象的，软组织去创造更有 想象力、更健康、更合理、更美的生存方式、生存空间。 [5]因 此，提高对日新月异的科学技术的关注度，并将其以合乎艺术 规律的形式运用于展示设计中，是展示设计创新的重要途径。 当然，对于任何一种性质的展示，其最终目的是信息的有效传 播，然后才是其他。如果失去了这个本体，所谓的高科技手段 所制作出来的视听效果，仅是绚丽的摆设而已。∷
二、互动投影技术——互动交流、寓言于乐
“互动”是数字媒体艺术区别于以往所有艺术形式的一个 重要特征。计算机的诞生从根本上改变了单向传递的模式，电 脑本身就是一个同时具备输入和输出的双向设备。 [2]回顾2009 年以前，互动投影还不为人们所熟知，随着互动投影的迅速发 展，智能的人机互动平台的构建，人与计算机之间的自然交流 与沟通得以更好地实现。互动投影系统是采用先进的计算机视 觉技术和投影显示技术来营造一种奇幻动感的交互体验，其运 作原理首先是通过红外感应器、热力拍摄器、视频摄录机等捕 捉设备对目标影像进行捕捉拍摄，采集信号，然后由影像分析 系统分析，从而产生被捕捉物体的动作，该动作数据结合实时 影像互动系统，使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效 果。根据投影终端，互动投影方式有：地面互动投影、立面互 动投影、台面互动投影、空中翻书等。 无论是上海企业联合馆的桌面游戏，还是在韩国馆内出现 的令人开心的韩国文化大餐桌，其实就是台面互动交流，参观 者可以轻松点击自己感兴趣的主题。西藏馆在地面上投射出15 米 长，6米宽的巨幅无缝画面，来自青藏高原的格桑花朵会随 着参观者的移动而开放，仿佛参观者脚底生花。体现在加拿大 馆的立面互动投影，屏幕前设置有数部固定的自行车，随着观 众踩动踏板，屏幕的影像不同的美丽风光和人文景观。历史博 物馆中的绿色水幕展区，当参观者站在水幕面前轻轻挥一下 手，水幕就会慢慢打开，呈现在参观者眼前的是一款3 D 的建 筑模型和建筑的文字介绍。城市未来馆中的虚拟图书，当我们 用手在空中做出“翻书”的动作时，屏幕上的图书就会随之翻 页，还附有逼真的翻书声音。 早在古希腊时期，柏拉图就将“游戏”与艺术联系起来。 康德也认为艺术来源于游戏，并同游戏一样，能使人产生快
新兴多媒体投影技术在现代展示中的应用探析
——以上海世博会为例
∷ 陈罗辉 CHEN Luohui ∷ 湖南工业大学科技学院
Projection Technology in the Emerging Multimedia Application of Modern Display,an Example of Shanghai World Expo
注释
[1] 诸葛铠 著：《设计艺术学十讲》，151页，济南山东画报出版社，2006。 [2] 贾秀清 等编著：《重构美学：数字媒体艺术本性》，220页，北京中国电视广播出版社，2006。 [3] /view/10153c0a79563c1ec5da71aa.html [4] 贾秀清 等编著：《重构美学：数字媒体艺术本性》，189页，北京中国电视广播出版社，2006。 [5] 柳冠中：《科学的艺术与艺术的科学》，北京，装饰，1999-1。
影技术都使画面的完整性受到一定影响。近年兴起的 边缘融合拼接投影，很好地改善了拼接图象的视觉效 果。当两台或多台投影机以组合方式投射一幅画面 时，边缘融合处理器对投影图像进行处理，对不同投 影信号间的色差、亮差和均匀度进行调整，把投影重 叠部分的画面和灯光亮度融合到一起，形成一整幅画 面，从而可以增大画面尺寸和画面的完整性。如果给 每台投影机加装变形卡或透镜，就可以将多个投影图 像融合为完整的弧形画面，从而可以在特殊形状的屏 幕上投射成像。 在上海世博会，许多展馆运用了边缘融合拼接投 影技术来进行巨型画面投影。诸如中国馆的“清明上 河图”，将原图放大了100倍，整幅画卷长128 m，宽 6 . 5 m ，形成了一个832 m 2的 IMAX 屏幕。城市生命馆 的“城市广场”，由七块环绕四周的硕大屏幕和一块 1000m2的超大天幕组成。沙特馆拥有目前世界上最大 的 IMAX 3 D 投影，总面积高达1600 m 2。另外，澳门 馆、土耳其馆和广州馆会动的360°屏幕，世博历史
四、3D/4D投影——虚拟现实、身临其境
20世纪80年代初，美国VPL Research公司创始人之一Jaron Lanier提出了Virtual Reality (VR)虚拟现实的概念，就是用计算 机生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉世界，让用户 产生一种沉浸其中的“浸没感”，[4]而这种“浸没感”的体验 在日趋成熟的3D/4D投影技术中得以实现。随着《阿凡达》在
一、边缘融合拼接投影——征服视觉、神游影中
过去投影大面积画面时，主要采用硬边拼接和重 叠拼接技术，前者显示效果为整幅画面被一道缝分割 开，后者显示效果为重叠部分为有一亮条，这两种投
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博物馆的720°屏幕，城市地球馆中直径长达32 m 的“地球” 屏幕，湖南馆、广州馆正反两面投影而成的“魔比斯环扣”， 西班牙馆的“岩壁”屏幕，加拿大馆的立体屏幕等等，都是利 用边缘融合拼接投影技术在特殊形状的屏幕上投射成像。 同一形状在不同尺寸的情况下，不但改变了大小，甚至会 改变性质，尺寸的夸张明显增强了形式感。 [1]这些巨型或者异 型画面，就如上世纪60年代，英美的波普艺术家画在建筑物的 墙上和屋顶上的巨型图案，现代城市景观中巨大的手指、夸 大数十倍匍匐在绿地上的蛐蛐，给予了人们陌生的尺度感觉 和尺度经验，刺激和征服着人们的视知觉，改变了人们的视 觉常性。当我们置身于影像世界，与西班牙“岩洞”中奔腾的 海洋、远古的化石、狂欢奔牛“近距离接触”，在体现沙特的 人文历史、政治经济、国民笑脸等各种影像中悬浮、飞翔、俯 冲，我们将穿越传播海量信息的时空，神游于影像世界之中。
关 键 词 : 检 索: Abstract :
Keywords: Internet:
被誉为世界经济、科技、文化的“奥林匹克”的 世博会，同时也是国际最高水平的展会。如果说多媒 体热始于汉诺威世博会和爱知世博会，那么2010上海 世博会可以说是“投影机及大屏幕影像产品的博览 会”。一项统计显示，在22家上海世博会展览策划设 计类服务供应商中，仅多媒体投影企业就占了半数以 上。多媒体投影技术正多角度、多渠道、多层面地与 世博会主题完美结合在一起，呈现精彩纷呈、形式各 异的“美好城市生活”，为人们带来一场展示新技 术，新科技的视觉餮饕盛宴。在上海世博会中，新兴 多媒体投影技术主要有：边缘融合拼接投影、互动投 影、全息投影和3D/4D投影技术。
全球范围内的火爆，3 D 立体投影所显示的栩栩如生的画面， 以及IMAX大屏幕的震撼效果，一时间吸引了世人的关注。所 谓的4D投影，是在3D立体投影的基础上加环境特效、模拟仿 真而组成的新型投影产品。在观看过程中，观众可以感受到风 暴、雷电、下雨、撞击等与立体影像对应的事件，这些虚拟 的现实，让人产生身临其境的感受，让影片变得更加精彩、 刺激。 在世博的很多展馆中，人们都可以看到3D/4D投影。石油 馆内，有一部4D电影《石油梦想》，长约8分钟，讲述石油的 “前世今生”。放映厅内全部座椅可完成后仰、前倾、微颤、 释放气味等。在中国省区市联合馆，辽宁馆播放长约8分钟的4D 影片《钢韵海津话辽宁》，其技术达到国际领先水平。观众戴 上专用眼镜，能感受到座椅的摇动和雨水的飞溅。吉林馆播放 的4D电影，在山崩地裂的场景中，座椅会随着剧情的变化而上 下左右晃动；当片中出现水汽扑面而来的场景时，观众也会感 觉到水汽的蔓延，衣服也变得有点潮湿。在影院的银幕两侧， 还设有两组泡泡机和喷雾机，它们会根据剧情的乐的互动活动实现其交流 目的。人的不同动作产生不同画面效果的趣味性，不断吸引旁 观者参与游戏，进行身体和情绪的快乐体验，而信息的传达与 交流正是寓于快乐体验的过程之中，因此，这样的信息传达更 为强烈、持久与高效。
三、全息投影——立体成像、亦幻亦真
全息投影是近些年来流行的一种高科技技术，它是利用干 涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像。[3]目前的全息 投影分为180度全息投影、360度全息投影、幻影成像、雾屏成 像。180度全息投影利用高品质投影膜贴在透明玻璃上，透明 的显示效果允许观看者可以观看屏幕上图像的同时还可以看穿 屏幕，并且可以实现互动；360度全息投影又称360全息，适合 展示单件的贵重物品，并且可以4面都可以看到3D的影像。幻 影成像系统是“实物模型”和“立体幻影”的光学成像结合， 把拍摄的活动人像叠加进场景之中，构成了动静结合的影视画 面。雾屏是利用海市蜃楼的成像原理，在空气中将光影图像呈 现。使用一层很薄的水雾墙代替传统的投影幕，使人们能在该 屏幕影像中随意穿梭，达到真人可进入视频画面的虚幻效果。 全息立体投影技术也是多个世博展馆采用的展示技术。在 震旦馆和四川馆，40多件珍贵玉器和三星堆遗址文物，如大眼 阔鼻的金面罩青铜头像、身材颀长的青铜 立人像，就是利用 360度全息影像技术，栩栩如生地呈现在世人面前，令人叹为 观止。在安徽馆还可以欣赏幻影成像的“黄梅戏”，而在西安 大明宫案例馆，馆内的雾幕成像系统利用喷射的雾气作载体， 通过投影的照射，在空中形成了看得见却摸不着的360度全息 环绕立体影像，呈现出大明宫的全景。游客从雾气中穿过，犹 如穿越历史大门，步入华美的唐朝皇宫。 全息投影技术突破了传统声、光、电局限，观众不仅无需 配戴3 D 眼镜就可以看到立体的空中幻像，还可以使幻像与参 观者产生互动，甚至一起完成表演，营造了亦幻亦真的氛围， 给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉。作为当今最时尚的 展示手段，其神奇的效果，十足的科技感，带给了人全新的视 觉体验，改变了人们对声光电技术的审美态度。在未来的展示 行业中，全息投影技术将会得到更加广泛地应用。
摘
要:
随着科技的发展，多媒体投影被广泛应用于现代展示设计中。近年来，新兴的多媒体投影技术主要有边缘 融合拼接投影、互动投影、全息投影和3D/4D投影技术。在上海世博会上，它们以合乎艺术规律的形式， 有效地传达了世博会的主题思想，为世人带来了一场视觉餮饕盛宴，并为现代展示设计的创新与发展提供 了新的契机。 边缘融合拼接投影 互动投影 全息投影 3D/4D投影 / With the development of technology,multimedia projectors are widely used in modern display design.In recent years,the emerging multimedia projectors are edge fusion splicing technology projection,interactive projection,holographic projection and 3D/4D projection technology.World Expo in Shanghai,they are a fit for the art form of the law,effectively conveys the theme of the Expo,the world has brought a visual gluttonous feast,and display design for modern innovation and development of new opportunities. edge fusion splicing projection,interactive projection,holographic projection,3D/4D projection /
结语
在世博会中表现非凡的边缘融合拼接投影、互动投影、全 息投影和3 D/ 4 D 投影技术，结合其它高科技手段，征服了人 们的视觉，吸引着人们互动，创造了虚拟的现实，有效地传达 了世博会的主题思想，使多媒体技术和艺术元素进行了有机融 合。随着社会的发展，科技的进步，现代展示艺术不断吸取科 技元素而呈现出不同的展示手段和方式，正如柳冠中先生所 说：科学与艺术的互补、共生将使科学、艺术本身发生根本的 变化。艺术家不只偏爱色彩、形态这些纯物质的语言，而会探 索由各种信息、各种方式，甚至是抽象的，软组织去创造更有 想象力、更健康、更合理、更美的生存方式、生存空间。 [5]因 此，提高对日新月异的科学技术的关注度，并将其以合乎艺术 规律的形式运用于展示设计中，是展示设计创新的重要途径。 当然，对于任何一种性质的展示，其最终目的是信息的有效传 播，然后才是其他。如果失去了这个本体，所谓的高科技手段 所制作出来的视听效果，仅是绚丽的摆设而已。∷
二、互动投影技术——互动交流、寓言于乐
“互动”是数字媒体艺术区别于以往所有艺术形式的一个 重要特征。计算机的诞生从根本上改变了单向传递的模式，电 脑本身就是一个同时具备输入和输出的双向设备。 [2]回顾2009 年以前，互动投影还不为人们所熟知，随着互动投影的迅速发 展，智能的人机互动平台的构建，人与计算机之间的自然交流 与沟通得以更好地实现。互动投影系统是采用先进的计算机视 觉技术和投影显示技术来营造一种奇幻动感的交互体验，其运 作原理首先是通过红外感应器、热力拍摄器、视频摄录机等捕 捉设备对目标影像进行捕捉拍摄，采集信号，然后由影像分析 系统分析，从而产生被捕捉物体的动作，该动作数据结合实时 影像互动系统，使参与者与屏幕之间产生紧密结合的互动效 果。根据投影终端，互动投影方式有：地面互动投影、立面互 动投影、台面互动投影、空中翻书等。 无论是上海企业联合馆的桌面游戏，还是在韩国馆内出现 的令人开心的韩国文化大餐桌，其实就是台面互动交流，参观 者可以轻松点击自己感兴趣的主题。西藏馆在地面上投射出15 米 长，6米宽的巨幅无缝画面，来自青藏高原的格桑花朵会随 着参观者的移动而开放，仿佛参观者脚底生花。体现在加拿大 馆的立面互动投影，屏幕前设置有数部固定的自行车，随着观 众踩动踏板，屏幕的影像不同的美丽风光和人文景观。历史博 物馆中的绿色水幕展区，当参观者站在水幕面前轻轻挥一下 手，水幕就会慢慢打开，呈现在参观者眼前的是一款3 D 的建 筑模型和建筑的文字介绍。城市未来馆中的虚拟图书，当我们 用手在空中做出“翻书”的动作时，屏幕上的图书就会随之翻 页，还附有逼真的翻书声音。 早在古希腊时期，柏拉图就将“游戏”与艺术联系起来。 康德也认为艺术来源于游戏，并同游戏一样，能使人产生快
新兴多媒体投影技术在现代展示中的应用探析
——以上海世博会为例
∷ 陈罗辉 CHEN Luohui ∷ 湖南工业大学科技学院
Projection Technology in the Emerging Multimedia Application of Modern Display,an Example of Shanghai World Expo
注释
[1] 诸葛铠 著：《设计艺术学十讲》，151页，济南山东画报出版社，2006。 [2] 贾秀清 等编著：《重构美学：数字媒体艺术本性》，220页，北京中国电视广播出版社，2006。 [3] /view/10153c0a79563c1ec5da71aa.html [4] 贾秀清 等编著：《重构美学：数字媒体艺术本性》，189页，北京中国电视广播出版社，2006。 [5] 柳冠中：《科学的艺术与艺术的科学》，北京，装饰，1999-1。
影技术都使画面的完整性受到一定影响。近年兴起的 边缘融合拼接投影，很好地改善了拼接图象的视觉效 果。当两台或多台投影机以组合方式投射一幅画面 时，边缘融合处理器对投影图像进行处理，对不同投 影信号间的色差、亮差和均匀度进行调整，把投影重 叠部分的画面和灯光亮度融合到一起，形成一整幅画 面，从而可以增大画面尺寸和画面的完整性。如果给 每台投影机加装变形卡或透镜，就可以将多个投影图 像融合为完整的弧形画面，从而可以在特殊形状的屏 幕上投射成像。 在上海世博会，许多展馆运用了边缘融合拼接投 影技术来进行巨型画面投影。诸如中国馆的“清明上 河图”，将原图放大了100倍，整幅画卷长128 m，宽 6 . 5 m ，形成了一个832 m 2的 IMAX 屏幕。城市生命馆 的“城市广场”，由七块环绕四周的硕大屏幕和一块 1000m2的超大天幕组成。沙特馆拥有目前世界上最大 的 IMAX 3 D 投影，总面积高达1600 m 2。另外，澳门 馆、土耳其馆和广州馆会动的360°屏幕，世博历史
四、3D/4D投影——虚拟现实、身临其境
20世纪80年代初，美国VPL Research公司创始人之一Jaron Lanier提出了Virtual Reality (VR)虚拟现实的概念，就是用计算 机生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉等感觉世界，让用户 产生一种沉浸其中的“浸没感”，[4]而这种“浸没感”的体验 在日趋成熟的3D/4D投影技术中得以实现。随着《阿凡达》在
一、边缘融合拼接投影——征服视觉、神游影中
过去投影大面积画面时，主要采用硬边拼接和重 叠拼接技术，前者显示效果为整幅画面被一道缝分割 开，后者显示效果为重叠部分为有一亮条，这两种投
82
博物馆的720°屏幕，城市地球馆中直径长达32 m 的“地球” 屏幕，湖南馆、广州馆正反两面投影而成的“魔比斯环扣”， 西班牙馆的“岩壁”屏幕，加拿大馆的立体屏幕等等，都是利 用边缘融合拼接投影技术在特殊形状的屏幕上投射成像。 同一形状在不同尺寸的情况下，不但改变了大小，甚至会 改变性质，尺寸的夸张明显增强了形式感。 [1]这些巨型或者异 型画面，就如上世纪60年代，英美的波普艺术家画在建筑物的 墙上和屋顶上的巨型图案，现代城市景观中巨大的手指、夸 大数十倍匍匐在绿地上的蛐蛐，给予了人们陌生的尺度感觉 和尺度经验，刺激和征服着人们的视知觉，改变了人们的视 觉常性。当我们置身于影像世界，与西班牙“岩洞”中奔腾的 海洋、远古的化石、狂欢奔牛“近距离接触”，在体现沙特的 人文历史、政治经济、国民笑脸等各种影像中悬浮、飞翔、俯 冲，我们将穿越传播海量信息的时空，神游于影像世界之中。
关 键 词 : 检 索: Abstract :
Keywords: Internet:
被誉为世界经济、科技、文化的“奥林匹克”的 世博会，同时也是国际最高水平的展会。如果说多媒 体热始于汉诺威世博会和爱知世博会，那么2010上海 世博会可以说是“投影机及大屏幕影像产品的博览 会”。一项统计显示，在22家上海世博会展览策划设 计类服务供应商中，仅多媒体投影企业就占了半数以 上。多媒体投影技术正多角度、多渠道、多层面地与 世博会主题完美结合在一起，呈现精彩纷呈、形式各 异的“美好城市生活”，为人们带来一场展示新技 术，新科技的视觉餮饕盛宴。在上海世博会中，新兴 多媒体投影技术主要有：边缘融合拼接投影、互动投 影、全息投影和3D/4D投影技术。