隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展,傳統(tǒng)的二維顯示方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的日常顯示需求,三維顯示技術(shù)依靠其自身的優(yōu)勢(shì)在顯示領(lǐng)域脫穎而出。全息三維顯示可以提供三維物體的完整光波場(chǎng),顯示效果與人眼視覺(jué)特征最為匹配。所以自全息術(shù)誕生以來(lái)便是三維顯示技術(shù)中的一個(gè)重要研究方向。但是,目前三維計(jì)算全息領(lǐng)域仍然存在著一些難題,如全息圖生成速度慢、再現(xiàn)像的尺寸隨再現(xiàn)距離變化等。雖然已有研究者提出了相關(guān)算法解決上述問(wèn)題,但仍沒(méi)有達(dá)到人們預(yù)期的效果。本文主要對(duì)三維物體全息圖生成方法進(jìn)行研究。首先,本文在闡述計(jì)算全息基本理論的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有的三維物體全息圖生成方法進(jìn)行深入研究,包括點(diǎn)源法、菲涅爾波帶片法、多視角投影法、層析法,分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。并對(duì)幾種常見(jiàn)的全息圖編碼方式進(jìn)行論述說(shuō)明。其次,對(duì)基于菲涅爾衍射積分的全息圖生成方法進(jìn)行詳細(xì)闡述,包括傅里葉變換算法、卷積算法、角譜算法。在層析法的基礎(chǔ)上,提出一種基于GPU分層渲染的全息圖實(shí)時(shí)生成方法。利用所提方法生成基于菲涅爾衍射積分的三維物體全息圖。并對(duì)全息圖進(jìn)行光學(xué)再現(xiàn),驗(yàn)證所提方法在三維全息顯示中的可行性。最后,深入研究傅里葉變換算法中所存在的采樣間距受限的問(wèn)題。并分析...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１．波前記錄光路示意圖??：??

在波前過(guò)程中，相干光源照射物體，光波在物體表面發(fā)生漫反射，另一束相干??光作為參考光照射記錄干板，相干光和漫反射光波在記錄干板上發(fā)生干涉，在??記錄平面上形成包含物光波全部信息的干涉條紋［３５］。具體過(guò)程如圖２．１所示。??７??

圖２－２．波前再現(xiàn)光路示意圖??當(dāng)我們用參考光照射全息干板后，透過(guò)全息千板的物光波為：??

２．１．２波前再現(xiàn)??物光波的信息被全息干板記錄下來(lái)后，便可以進(jìn)行物光波的重建。重建光??路如圖２－２所示，重建光可以與波前記錄過(guò)程中的參考光相同，也可以是參考??光的共軛光。參考光照射全息干板后，便可以在空間中衍射形成物光波或者物??光波的共軛波。??激光器?＼????????....

圖２－３．計(jì)算全息圖的生成和再現(xiàn)過(guò)程??

此時(shí)觀(guān)察者看到的重建圖像是原物體的實(shí)像。??２．２計(jì)算全息基本原理??計(jì)算全息圖的生成和再現(xiàn)過(guò)程可分為五個(gè)步驟［３６，３７］，如圖２－３所示。第一??步是對(duì)物光波進(jìn)行抽樣［３８，３９］，將物光波離散化為抽樣點(diǎn)的集合。第二步是根據(jù)??光的衍射原理計(jì)算物光波在全息面上的光場(chǎng)分布，并按....

圖２￣４．點(diǎn)源法原理示意圖??

圖２￣４．點(diǎn)源法原理示意圖??場(chǎng)景上中的物點(diǎn)ｉ衍射到全息面上的光場(chǎng)分布為：??Ｕ＾ｘ．ｙ）?＝?Ａ＾Ｘｉ．ｙ＾ｅｘｐｌｊＸｋｒ?＋?０Ｊ］?（２－中，ｆｅｙｉ）代表物點(diǎn)ｉ的坐標(biāo)點(diǎn)，（ｘ，ｙ）代表全息面上的坐標(biāo)點(diǎn)，４（ｘｉ，ｙｉｉ的振幅信息，ｋ?＝?２Ｔｉ／Ａ，?ｒ?＝?＂（ｘ?＿....

本文編號(hào)：3958116