【摘 要】
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人们通过手机、电脑等设备观看文字、图片、视频等方式获取信息,极大的丰富了日常生活,这些显示方式绝大多数为二维显示,并不能提供深度信息,很难满足人们的视觉需求。而全息显示能够提供完整的波前信息,被认为是最理想的三维（3D）显示技术之一。但是实现大尺寸、高分辨率全息3D显示存在数据量大和计算时间长等问题。针对这些问题,本文提出了基于光场图像编码的高分辨率全息3D显示,主要工作包括以下三个部分:首先研究
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人们通过手机、电脑等设备观看文字、图片、视频等方式获取信息,极大的丰富了日常生活,这些显示方式绝大多数为二维显示,并不能提供深度信息,很难满足人们的视觉需求。而全息显示能够提供完整的波前信息,被认为是最理想的三维（3D）显示技术之一。但是实现大尺寸、高分辨率全息3D显示存在数据量大和计算时间长等问题。针对这些问题,本文提出了基于光场图像编码的高分辨率全息3D显示,主要工作包括以下三个部分:首先研究了一种计算高分辨率纯相位全息图的方法。将全息图分割为多个单元全息图,对于每个单元全息图,构建频域内的光场图像,采用GS（Gerchberg-Saxton）迭代算法计算该单元全息图。计算时根据相邻光场图像的相似性,使用前一个单元全息图的相位作为该单元全息图时的初始相位以提高相位计算精度。最终实现了分辨率为201257 pixel×201257 pixel,视场角为50°×20°的纯相位全息3D显示。其次设计了一种直接编码光场图像的计算机制集成彩色彩虹全息方法。将渲染的光场图像与参考光编码获得单元全息图,通过并行计算来提高计算速度,实现了分辨率为100629 pixel×100629 pixel,面积为32 mm×32 mm的集成彩色彩虹全息,计算仅需43分钟。最后提出了一种在频域中制作半周视彩色彩虹相干体视全息图的方法。利用频域的稀疏性,在频域内构建包含红、绿、蓝三通道的光场图像,经过一次傅里叶逆变换,取实部获得单元全息图,实现了并行加速计算,所计算的半周视彩色彩虹相干体视全息图分辨率为201257 pixel×201257 pixel,尺寸为64 mm×64 mm的计算时间仅需15.15分钟。实际上,若能制作出准确的相位全息图,也可以实现纯相位的周视彩色彩虹全息,以满足360°围观的需求。
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