【摘 要】
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基于微透镜阵列的立体图像显示技术具有结构简单,视差连续等优点,在视觉防伪、广告印刷等方面有重要应用价值。微透镜阵列与光场图像阵列是实现立体图像的两个关键器件。在目前的研究中,立体图像显示所使用的微透镜阵列通常只有一个屈光面,导致具有运动视差的可视角度受限。在光场图像阵列生成方面,传统的通过多视点视差图像合成的方式存在计算冗余、像素映射缓慢等问题。本论文研究了具有两个屈光面的双胶合微透镜阵列设计和制
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基于微透镜阵列的立体图像显示技术具有结构简单,视差连续等优点,在视觉防伪、广告印刷等方面有重要应用价值。微透镜阵列与光场图像阵列是实现立体图像的两个关键器件。在目前的研究中,立体图像显示所使用的微透镜阵列通常只有一个屈光面,导致具有运动视差的可视角度受限。在光场图像阵列生成方面,传统的通过多视点视差图像合成的方式存在计算冗余、像素映射缓慢等问题。本论文研究了具有两个屈光面的双胶合微透镜阵列设计和制备方法,发展了基于光线追踪的光场图像阵列生成技术,并对立体图像显示效果进行了测试与评价。本文的主要研究内容如下:（1）设计了一种双胶合微透镜阵列,并理论分析了工艺容差对光学特性的影响。与基于单层屈光面的传统微透镜阵列相比,提升了大视场角下3D图像的空间分辨率。基于无掩膜分层曝光技术,探索了非球面微透镜阵列的光刻方法,发展了双层微透镜阵列高精度对准的UV纳米压印工艺,实现了双胶合微透镜阵列的制备。（2）基于传统光场图像阵列生成算法中的像素映射关系,结合计算机图形学中的光线追踪技术,寻找光线与物体发生碰撞时的最远碰撞点,发展了无计算冗余,无需像素映射的光场图像阵列生成算法,缩短了光场图像阵列的渲染时间。渲染时间只与场景复杂度和光场图像阵列分辨率有关。（3）基于激光直写技术和UV纳米压印技术,制备了高于12000dpi的光场图像阵列。与双胶合微透镜阵列结合,实现了遮挡关系正确、运动视差连续的立体图像效果,视场角达50°。实验结果验证了双胶合微透镜阵列设计方法和基于光线追踪的光场图像阵列生成算法的正确性和可行性,为实现大视角立体图像提供了一个可行的新思路。
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