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全息显示技术是全息技术中重要的研究方向之一,彩色全息术因其能显示物体的真实色彩而比其它种类的全息图更具有吸引力。同时,随着对静止的真彩色全息三维显示的研究不断深入,大视角动态全息图的研究也引起了人们的关注,以完善全息显示技术和满足各种商业活动的需求。
本文通过对物体信息的获取、全息基本理论、计算机制全息原理、镜像算法原理以及彩色全息合成方法等的探讨与研究,结合光学方法和计算机制全息图两者的优点,提出了用计算机和光学联合制大视角三维物体彩色彩虹全息图的新方法。并通过理论分析和实验验证两方面证实了此方法的可行性,取得了较为满意的结果。
本论文主要由四部分内容组成:
第一部分:详细回顾了光学全息技术和计算机制全息技术发展的历程,对已有的各类全息显示技术进行了分析和评述。同时介绍了计算全息基本理论,作为本论文研究的理论基础。
第二部分:计算机光学联合制三维物体真彩色全息图的研究。
第三部分:计算机光学联合制大视角三维物体真彩色全息图的研究。
第四部分:计算机光学联合制大视角三维物体动态真彩色彩虹全息图的研究。
具体研究工作包括:
1、三维彩色物体信息的获取及物光波的模拟。建立物体的物光波数学模型,以适应计算全息的数值计算格式。
2、彩色全息的合成。通过物像关系及彩虹全息的原理,研究高质量真彩色全息的新方法。
3、镜像折叠法的物光波计算。即把各分色全息图通过镜像折叠的算法,处理成高密度的小幅全息图,从而解决大幅度全息图的输出问题。
4、动态彩色全息图的拍摄。研究彩色彩虹全息图的合成方法,消除色串扰,减少色彩失真,提高再现像的质量,制得高质量的大视角动态彩色彩虹全息图。
本论文的创新点:
1、充分利用计算全息的灵活性,提出“等效狭缝”概念。在同一平面不同区域的“等效狭缝”处计算分色全息图H<,1>,不仅有效的消除了噪音,而且大大的提高了光能利用率。
2、提出镜像折叠法的物光波计算方法。彩虹全息显示的视角取决于H<,1>的长度,镜像折叠算法可以将大的全息图折叠成较小的全息图,并通过光学方法进行展开。有效的解决了计算全息难以生成大幅全息图的困难,从而可以实现大视角全息显示。