激光直寫(xiě)制作全視差合成全息圖的技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型數(shù)字設(shè)備的迅速發(fā)展,數(shù)字合成全息技術(shù)憑借其廣闊的取材空間,成為當(dāng)前全息顯示技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。為了將全息顯示技術(shù)更好的商業(yè)化,從二十世紀(jì)九十年代起,如何制作大面積全視差合成全息圖成為世界各國(guó)顯示全息研究的重點(diǎn)之一。目前國(guó)外已有不少科研機(jī)構(gòu)和公司致力于合成全息圖商業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用,合成全息圖已經(jīng)作為高質(zhì)量三維顯示手段進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。而國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)比較落后,本論文在參考國(guó)內(nèi)外合成全息圖制作前沿技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種可實(shí)

2、現(xiàn)白光下直接再現(xiàn)的、大視場(chǎng)的、全視差的合成全息圖的全自動(dòng)拍攝技術(shù),即一種三維合成全息圖的激光打印技術(shù)。
　　 本論文工作基于合成全息原理,采用激光直寫(xiě)一步反射合成全息拍攝方法,結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)全視差合成全息圖的全自動(dòng)拍攝。并使全息圖具有較大的觀察視場(chǎng),滿足大面積合成全息圖衍射拼接的條件。本論文所采用的激光直寫(xiě)拍攝方法,記錄時(shí)單幅二維圖像是直接記錄在一個(gè)信息單元點(diǎn)上的,而再現(xiàn)時(shí)當(dāng)觀察者雙眼離開(kāi)全息圖表面時(shí)無(wú)法觀察到

3、原圖像全貌,因此,需要對(duì)用于實(shí)驗(yàn)拍攝的原始二維圖像進(jìn)行圖像信息分割重組的預(yù)變換處理,使得觀察者在適當(dāng)?shù)木嚯x觀察時(shí)仍可看到滿足合成立體要求的完整圖像。
　　 本論文的實(shí)驗(yàn)工作主要包括四個(gè)步驟:第一,根據(jù)激光直寫(xiě)合成全息要求制作相應(yīng)的全息光學(xué)元件；第二,建立三維模型,渲染輸出原始二維圖像序列；第三,進(jìn)行圖像預(yù)變換處理,對(duì)原始二維圖像序列進(jìn)行切割重組,以得到符合激光直寫(xiě)拍攝要求的新的二維圖像序列；第四,搭建全視差合成全息圖的激光直寫(xiě)拍

4、攝光路,拍攝全視差合成全息圖。
　　 本文的工作重點(diǎn)是:第一,制作針對(duì)全視差的全息光學(xué)元件；第二,根據(jù)合成全息原理研究相應(yīng)算法,利用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)變換處理；第三,研究全視差合成全息圖拍攝方法,優(yōu)化改進(jìn)全息光路,并完成全視差合成全息圖的拍攝。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn),得到了具有較大觀察視場(chǎng)的數(shù)字圖像合成全息圖,可以在白光下獲得具有全視差的再現(xiàn)象,真實(shí)再現(xiàn)立體場(chǎng)景,可作為高質(zhì)量的立體顯示媒介。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本論

5、文方法有利于合成全息圖的自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn),利用這種技術(shù)還可以通過(guò)拼接的方法制作大面積顯示全息圖,從而解決了大面積全息圖制作的種種困難,是一種高質(zhì)量的全息顯示技術(shù)。本論文工作驗(yàn)證了激光直寫(xiě)方法拍攝全視差合成全息圖的可行性,給出了全視差合成全息圖全自動(dòng)商業(yè)化生產(chǎn)的拍攝系統(tǒng)方案,為最終實(shí)現(xiàn)大面積全視差合成全息顯示做了基礎(chǔ)性研究,并為下一階段拍攝真彩色全視差合成全息圖提供了詳細(xì)可靠的技術(shù)依據(jù)。論文研究的完成對(duì)解決國(guó)內(nèi)大面積大視場(chǎng)合成全息