动态数字彩虹全息显示的研究

提出一种动态数字彩虹全息显示术,该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合,根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点,计算物点的线全息图上两个片断,使得两个全息图片断分别对应左右眼视图,同时对彩虹全息图的狭缝像进行横向分割,使得不同区域成为物体不同姿态的视窗,从而达到动态显示的效果.给出了数字动态全息的计算方法,并得到了初步的实验结果.     

光学全息合成实验

全息合成实验是将一系列用普通摄影拍摄的物体的二维平面像用全息合成的方法记录在一张全息软片上。再现时可实现原物体的三维像。这对于较大物体或贵重文物的立体再现尤为重要。我们结合光学全息课,用它来作为实验教学,给学生以一种立体感强、图象逼真的感觉,深受学生的欢迎。     

利用反射全息实现计算全息三维显示

计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H1.然后将H1作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现.     

实时全息三维显示技术研究进展

全息三维显示技术能有效地重建三维物体的波前，并为人眼提供完整的深度线索，已经成为三维显示领域的研究热点。相比于光学全息，计算全息通过计算机模拟全息图的记录过程，并采用可刷新的空间光调制器替代传统的光学记录材料作为全息图的承载媒介，因而成为理想的实现实时全息三维显示的技术方案。然而，复杂三维场景数据量巨大、空间光调制器调制能力不足以及全息三维显示系统展示度不高等问题仍阻碍了实时全息三维显示的发展。为了克服这些不足，研究者们在算法和硬件两方面做出了许多创新工作。本文综述了实时全息三维显示的进展。首先概述了全息术的基本原理和发展简史，接着详细介绍了全息图快速计算方法和针对现有空间光调制器的波前编码方法，然后讨论了深度学习对实时全息三维显示做出的贡献并介绍了一些典型的全息显示系统，最后对实时全息三维显示的未来发展进行了展望。     

利用空间光调制器实现计算全息三维显示

针对目前三维物体计算全息算法数据量大、计算速度慢及共轭像影响再现效果问题,提出一种全息体视图计算方法。根据人眼双目视差立体视觉原理,由摄像机获取三维物体不同角度的二维序列视差图像,通过计算全息算法得到多视角全息图,合成三维物体全息体视图。在迭代傅里叶变换算法的基础上,采用预设初始相位并增加反馈因子的方法,提高相息图的计算效率。基于液晶空间光调制器构建光学系统,对计算的全息体视图进行了光学再现。结果表明:该方法有效地排除了共轭像的干扰,相息图的迭代计算效率提高30%以上,再现图像与目标图像的结构相似度大于0.85。     

利用反射全息实现计算全息三维显示

计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H₁.然后将H₁作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现.     

动态全息三维显示研究最新进展

全息三维显示是真三维显示技术, 其原理是利用光学干涉记录和衍射再现将物体或场景的三维信息全部重建出来, 所以观看全息三维图像与观看真实物体或场景的效果一样. 近期全息研究领域有一些突破性的成果被报道, 将推动全息显示的应用不断走向成熟. 本文将重点介绍基于光学材料和空间光调制器为全息图承载载体的动态全息三维显示最新发展状况. 虽然动态全息三维显示研究仍然存在挑战, 但最近研究中已经利用光学材料实现了实时动态全息三维视频显示, 这为未来实现大尺寸、高分辨率、彩色全息真三维视频显示提供了可能.     

轨道嵌套多像全息记录

根椐椭圆的性质，介绍了将大小不同的椭圆按一定的约束条件形成轨道嵌套多像全息记录的方法。这种方法利用全息台在实验室里可进行多像全息记录，避免了实验时为了调节物光与参考光光程相等所带来的反复测量光程的麻烦，实现把同一时刻空间分离的若干物体或一个物体不同视角的信息同时记录在一张全息图上，得到这些物体的三维全息图，即全息图片上同时再现出多个物体的像，或一个物体不同位置的视图的合成。     

全息显示技术讲座 第五讲——合成全息与全息电影

<正> 一、引言前面介绍了几种可用白光显示的全息图——象全息图、反射全息图和彩虹全息图。在欣赏了这些前所未有的逼真的三维象之余,你一定会想,要是这些象能够动起来,那该有多好啊!到那时候,当我们看全息风光片时,会自然而然地和大自然的良辰美景融为一体,整个身心都投入画中。你会情不自禁地用双手从清澈的小溪中捧水,你会不自主地迈步     

圆柱型层析计算全息技术研究

研究了三维物体圆柱型层析计算全息技术:分别将不同深度三维物体的圆柱截面与对应的点扩展函数进行卷积后叠加获得位于全息面的物光场分布,并与参考光干涉获得计算全息图,再现该全息图可对原物体实现360°观测。首先建立三维物体圆柱型层析计算全息模型,推导系统点扩展函数与不同方向采样间隔所需满足的条件;然后通过理论与实验分析了物体不同圆柱截面半径、波长对空间频率和系统传递函数的影响,采用峰值信噪比和均方误差来评价再现图质量;最后对三维地球模型采用圆柱型层析计算全息编码,再现了不同观察角度与深度的信息。仿真结果表明,该方法对于一般三维物体360°全视场显示具有较高的应用价值。     

利用付里叶变换全息图进行高速全息分幅摄影

本文叙述了一种高速全息摄影分幅的新方法——利用付立叶变换全息图,对瞬变物体用透射式拍摄了它的动态全息图,在0.5毫秒内拍摄了10幅透射阴影全息图,每幅的曝光时间为25ns,分别记录在记录介质的不同部位,再现时,单独分别再现。文中不但叙述了此方法的原理,而且介绍了它的实验装置和实验结果。     

紧凑型纯相位全息近眼三维显示

提出了一种紧凑型纯相位全息近眼显示方法，避免了4f系统的使用且通过滤波可消除零级光和高级衍射光的干扰，能够实现近眼虚拟现实（VR）和增强现实（AR）三维显示。在进行全息图计算时，三维物体被分割成多层图像，利用每一层图像相对于投影透镜焦平面的距离和投影透镜的焦距获得该深度对应的补偿相位因子，采用迭代优化算法获得三维物体的纯相位全息图并在所提系统中进行显示。通过数值模拟和光学实验，证明了所提方法的有效性。     

一种新的三维计算全息图的计算方法

介绍了一种制作真实三维物体计算全息图的新方法。用摄像机记录三维物体在非相干光照明条件下两个正交方向上不同视角的一系列投影像，将这些投影像导入计算机，在MATLAB中对其作快速傅里叶变换。对这一系列二维投影像的傅里叶变换图进行抽样，得到三维物体在透镜后焦平面上的光场分布，进而制成一张计算全息图。结果证明该方法可以实现对真实物体三维全息图的合成，并且在算法实现上更加简单，提高了程序的运行速度，有利于改善全息图再现像的质量。为解决真实物体相干全息记录中光源功率和相干长度对全息记录可行性的限制指出了一个新的方向。     

多路角度复用体全息三维显示技术

为满足高分辨率真三维大数据显示的空间带宽积要求,提出一种基于多通道角度复用模式的体全息三维显示技术。通过对三维场景进行波前编码,获得相位计算全息图,并将计算全息图依次按照不同角度复用记录到掺杂金纳米颗粒体全息光致聚合物材料的同一区域,获得复用体全息图,再现时可以在不同角度观察三维场景。在体全息三维显示实验系统中,实现体全息材料记录区域的单点像素总数为120×1 920×1 080,显示的空间带宽积达到了2.5×108,相对于空间光调制器显示提升了120倍。     

全息声谱显示

本文提出了一种全息声谱的编码和显示方法，全息声谱图是在二维屏幕上显示四维的声谱函数语图，它同时表征了语声的幅度谱和相位谱，在显示坐标上，除了时间轴和频率轴两维外，还分别用亮度来表示幅度谱，用色彩来表示相位谱，通过编码，我们成功地实现了这一显示系统。     

可获得高衬比干涉条纹的实时全息记录方法

本文提出了一种可以获得高衬比的实时全息记录方法,它通过分析所记录的第一张实时全息图来获得拍摄最佳衬比实时全息图的拍摄参数,文中指出了拍摄最佳衬比实时全息图需要满足的条件,给出了理论分析和实验验证,实验结果与理论相符甚好,对于透明物体的实时法全息图.条纹衬比可接近最佳值1.     

改进的加权迭代多平面全息显示方法

在多平面全息图的设计过程中,为了减小各平面之间的相互串扰,本文提出了一种改进的加权迭代多平面全息图生成方法,使用权值约束来减少各平面之间的相互影响,从而提高多平面全息显示的质量。通过对全息图的约束控制,可以使各平面的目标强度分布更均匀,并且在不降低计算速度的前提下,该方法相比于未进行约束控制时相当或具有更高的重建质量。为了验证结果,使用了相同和不同的目标图像,对6个离散平面的多平面全息图进行了数值模拟与实验验证。本文为高质量的多平面全息显示提供了一种新方法。     

计算全息显示技术的研究

基于电寻址液晶光阀实验系统,利用计算像面全息法制作全息图并实现像的再现.综合比较物点散射法、层析法和主菲涅耳波带法3种计算全息方法的优劣,选择物点散射法以四级迂回相位编码的方式,得到三维物体的计算全息图.通过烟雾散射的丁达尔效应观察圆柱体的全息像,采用空心立方体优化成像的清晰度和对比度.     

彩色全息广告灯箱的研制

提出了一种透射型彩色全息图的拍摄与再现方法 ,并将其用于设计制作彩色全息广告灯箱。讨论了制作彩色全息广告灯箱中的若干问题和解决方法。用此种方法所显示的图像突出了物体的三维立体感和原有色彩 ,它将为高质量彩色立体广告灯箱的制作提供一种新的方法和途径     

全息显示技术讲座 第一讲——全息过程的一般问题

随着科学技术的进步,供显示用的全息技术将被普遍推广,全息图的制作将逐渐大众化和商品化。为此,我们在此连载《全息显示技术讲座》。文章较系统地阐明了全息显示技术的一般问题、近期的一些显示方法和制作全息图的技术。希望通过本文的发表,对普及全息显示技术和使其深入到科学文化艺术的各个方面起到应有的作用。讲座自本期始分六期连载,供从事这方面工作的科技人员及业余爱好者参考。