全息三維顯示技術(shù)可以提供人眼在觀察三維場(chǎng)景時(shí)所需的所有深度感，與其他三維顯示技術(shù)相比,是一種較為理想的三維顯示方式，也有著很多技術(shù)性的難題。近年來，隨著空間光調(diào)制器技術(shù)的發(fā)展，使得計(jì)算全息三維顯示技術(shù)迅速發(fā)展，與傳統(tǒng)光學(xué)全息相比，計(jì)算全息顯示技術(shù)不需要復(fù)雜的干涉記錄過程,只需有三維場(chǎng)景的數(shù)學(xué)描述即可進(jìn)行光學(xué)再現(xiàn)。另外，空間光調(diào)制器件具有可刷新特性，因此也奠定了動(dòng)態(tài)全息三維顯示的基礎(chǔ)。本文介紹了計(jì)算全息顯示技術(shù)的基本原理及數(shù)理基礎(chǔ)，研究了基于純位相空間光調(diào)制器的三維波前重建算法，對(duì)三維場(chǎng)景的數(shù)字生成，抽樣，三維波前的計(jì)算以及光學(xué)重建等方面進(jìn)行了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1.平行平面之間衍射問題的數(shù)值算法，分別利用菲涅爾衍射法和平面波角譜法計(jì)算，詳細(xì)介紹了Matlab程序的算法結(jié)構(gòu)，并且比較了兩種算法的優(yōu)劣，在此基礎(chǔ)上介紹了三維全息圖復(fù)現(xiàn)算法的算法結(jié)構(gòu)及計(jì)算實(shí)例。 2.根據(jù)三維物體的幾何特點(diǎn)，分別利用點(diǎn)元法和分層角譜算法計(jì)算生成三維全息圖，并搭建了實(shí)驗(yàn)光路實(shí)現(xiàn)三維計(jì)算全息顯示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明上述算法生成的全息圖均可以重建出具有深度特征的光學(xué)圖像，與點(diǎn)元法相比，分層角譜法計(jì)算效率提高了200倍左右，而且成像質(zhì)量沒有明顯下降。 3. 作為進(jìn)一步研究，利用分層角譜算法實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)全息圖的生成，在實(shí)驗(yàn)光路中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)并記錄下了全息三維視頻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明角譜法具有高效率，高清晰度的特點(diǎn)，可以作為三維視頻全息顯示的基礎(chǔ)算法。
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