計(jì)算機(jī)—光學(xué)聯(lián)合全息集成照相術(shù)的研究.pdf

1、全息術(shù)作為一種重要的三維顯示技術(shù)，被認(rèn)為是最理想、最具前景的三維顯示技術(shù)。通過(guò)記錄和再現(xiàn)物光波前分布，全息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物體的真彩色三維顯示。但是，傳統(tǒng)的全息記錄過(guò)程需要用到高相干性的激光光源，而且對(duì)環(huán)境的防震要求高，所以一般適合在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行制作。計(jì)算機(jī)制全息技術(shù)(CGH)利用計(jì)算機(jī)編碼代替了傳統(tǒng)全息術(shù)的激光記錄過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了全息圖的制作，從而克服了傳統(tǒng)全息術(shù)的缺點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了虛擬三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的全息記錄。但是，按照目前的技術(shù)，利用計(jì)算全息技術(shù)

2、制作大面積的全息圖還存在一定的困難。因?yàn)?，?jì)算全息圖的面積受到了其海量的計(jì)算量、出圖設(shè)備、微縮設(shè)備的限制。 1967年，R．V．Pole將傳統(tǒng)的體視術(shù)——集成照相術(shù)與全息術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了非相干照明物體的全息記錄，從而大大擴(kuò)展了全息技術(shù)的應(yīng)用范圍，同時(shí)也促進(jìn)了全息技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，走向應(yīng)用的進(jìn)程。但是，Pole提出的全息集成照相技術(shù)顯然只能應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)存在的物體，對(duì)于虛擬的三維場(chǎng)景并不適用。 為克服計(jì)算機(jī)制全息技術(shù)和傳統(tǒng)全息集

3、成照相技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)虛擬三維場(chǎng)景的大幅全息顯示，本文通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理、全息基本理論、集成照相原理以及彩色全息合成方法的探討與研究，提出了一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)和全息集成照相術(shù)相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)虛擬三維場(chǎng)景的全息顯示的方法。 本方法主要分三個(gè)步驟，首先讀取虛擬三維場(chǎng)景的三維數(shù)據(jù)文件，接著利用虛擬全息編碼器對(duì)虛擬三維場(chǎng)景進(jìn)行全息編碼，最后輸出編碼得到的基元體視圖序列，再結(jié)合彩虹全息及彩色全息原理實(shí)現(xiàn)虛擬三維場(chǎng)景的全息顯示。 本文

4、先從理論上論證了本方法的可行性，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了虛擬場(chǎng)景全息顯示的效果，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化拓展，研究了虛擬三維場(chǎng)景的彩色全息顯示，給出了理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果。主要工作包括： 1、傳統(tǒng)集成照相術(shù)原理與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理的分析比較。 2、三維數(shù)據(jù)文件的讀取。分析各種三維數(shù)據(jù)文件格式，根據(jù)不同文件格式對(duì)應(yīng)的不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)相應(yīng)的文件讀取程序。 3、準(zhǔn)三維圖像的全息編碼。根據(jù)準(zhǔn)三維數(shù)據(jù)文件的格式和幾何光學(xué)成像原理，編寫(xiě)