论文部分内容阅读
人类获得的信息约80％来自视觉，长期以来传递信息的主要手段仍然是二维的，目前发展的三维成像技术主要是将现实的三维物体信息记录在二维介质上，利用人们的生理感知和心理感知来综合三维信息。三维全息显示技术是为了满足人们对真实三维立体感的追求应运而生的。全息显示技术保留了物体包括振幅和相位在内的全部信息，人们在观察全息影像时就像观察实物一样，能够看到包含所有视点信息的三维立体像，因此全息术也被称为最终的三维显示技术。 计算全息术是现代光学一个重要的分支，与传统的光学全息相比具有噪声小、易复制、适用范围广等优点。计算全息术利用数字计算机制全息图，通过加载到匹配的设备如空间光调制上实现全息光电再现，是实现实时的、动态三维显示的关键技术。本论文主要包括以下几个方面的内容: 首先概述了三维显示技术目前国内外的研究现状，重点介绍了真三维全息显示技术的原理，全息术的发展历史及其研究现状，空间光调制器的原理及其分类。 利用Visual basic编写了计算全息的程序，搭建了计算全息软件平台，实现了不同类型、不同编码方法的全息图制作;编写了数字再现程序，实现了全息图重建场的计算机模拟;同时增加了图像处理模块，实现了全息图的预处理。 研究并编写了三维全息计算方法，即基于查表法(LUT)技术的主菲涅耳波带算法，不仅使计算时间缩短同时避免了波带间的串扰。搭建了以LCOS空间光调制器为核心的全息显示系统。针对LCOS空间光调制器的栅格结构对再现像光场分布的影响进行了理论计算和计算机模拟，并且在理论上提出了改善像质的方法。根据LCOS芯片尺寸，通过理论推导和计算机模拟两种方式计算了离轴全息图和同轴全息图最大最小成像距离和记录距离及其合适的载频系数。通过数字再现和全息光电再现的方式验证了全息三维显示的可行性。最后，在计算全息界面构建三维模型，并提取有效数据点，制作全息图，实现二维、三维物体全息图的光电再现，并且对像质进行了分析。编写了视图计算程序，能够连续计算三维模型不同视角下的全息图，初步进行了实时、动态三维全息显示的研究。