專利名稱：一種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全息顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法。
背景技術(shù)：
早期的全息顯示技術(shù)主要集中在傳統(tǒng)的光學(xué)全息顯示方面的研究，其記錄、再現(xiàn)的載體為各類干版、聚合物及光折變晶體等傳統(tǒng)材料，難以滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)三維顯示的要求。20世紀(jì)60年代計(jì)算全息的出現(xiàn)為傳統(tǒng)光學(xué)全息注入了全新的活力，計(jì)算全息只要有計(jì)算機(jī)、相應(yīng)的軟件及輸出設(shè)備就可以制作，并且可以制作現(xiàn)實(shí)中不存在的場(chǎng)景的全息圖，比較靈活。從20世紀(jì)80年代起，各種空間光調(diào)制器成了新的全息圖載體，電子全息顯示技術(shù)開始興起，它是全息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)前全息顯示技術(shù)發(fā)展的重要方向。目前使用較多的空間光調(diào)制器有聲光調(diào)制器(AOM)、液晶空間光調(diào)制器(LCD)和數(shù)字微鏡器件(DMD)。1989年MIT媒體實(shí)驗(yàn)室空間成像小組率先研制出了實(shí)時(shí)三維全息顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用AOM調(diào)制激光束，利用視覺(jué)殘留效應(yīng)，使人眼獲得立體視覺(jué)，但其在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需將數(shù)字化的全息條紋轉(zhuǎn)換成高頻的模擬信號(hào)，另外還需18通道合成的高速幀緩沖器，導(dǎo)致其與計(jì)算機(jī)的接ロ比較麻煩；2002年，日本宇都宮大學(xué)利用反射式LCD初次實(shí)現(xiàn)了視頻速率的三維立體圖像再現(xiàn)；2003年，美國(guó)Texas大學(xué)西南醫(yī)學(xué)研究中心基于DMD研制了動(dòng)態(tài)全息三維立體顯示系統(tǒng)，但其圖像質(zhì)量仍不夠高。總的來(lái)說(shuō)，由于受空間光調(diào)制器空間帶寬積的限制，單個(gè)空間光調(diào)制器還只能顯示小視角的再現(xiàn)像，無(wú)法有效地體現(xiàn)立體效果，這是其在實(shí)用化過(guò)程中必須解決的問(wèn)題，近年來(lái)一直受研究者的關(guān)注，主要解決方案集中在全息圖的掃描拼接與三維顯示屏的制作這兩個(gè)方面，但仍存在系統(tǒng)復(fù)雜，無(wú)法有效增大再現(xiàn)視角等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)計(jì)算全息場(chǎng)景進(jìn)行變換，并匹配DMD和振鏡ニ步同步掃描増大再現(xiàn)視角的方法。該方法通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法，首先獲取被記錄物體的三維數(shù)據(jù)，接著根據(jù)設(shè)計(jì)的再現(xiàn)視角大小，并匹配再現(xiàn)時(shí)DMD和振鏡的位置數(shù)據(jù)，對(duì)物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、鏡像操作，獲取各個(gè)視角的物體三維數(shù)據(jù)，再根據(jù)DMD的性能參數(shù)計(jì)算各個(gè)視角的子全息圖，最后將子全息圖按順序輸入DMD并由振鏡ニ步同步掃描進(jìn)行再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的重合疊加，利用視覺(jué)殘留效應(yīng)，獲得大視角的全息再現(xiàn)像。所述的物體各個(gè)視角的子全息圖均在DMD軸線方向的不同距離處獨(dú)立計(jì)算得到。所述的振鏡ニ步同步掃描由ー個(gè)DMD和兩個(gè)振鏡實(shí)現(xiàn)，首先由DMD和一步同步振鏡掃描恢復(fù)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的正確方位，再由ニ步同步振鏡掃描實(shí)現(xiàn)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的重合疊加。本發(fā)明的進(jìn)ー步闡述是:


圖1為計(jì)算機(jī)制各個(gè)視角子全息圖的數(shù)學(xué)模型示意圖，其中物體或經(jīng)合成后的再現(xiàn)像在圖1的0處，以其為原點(diǎn)建立xyz坐標(biāo)系，以ニ步同步振鏡的中心為原點(diǎn)，以其鏡面的法線方向?yàn)閆'軸建立X' I’ z'坐標(biāo)系，其旋轉(zhuǎn)中心為I'軸，以％、U1, U2三個(gè)視角為例，其三維數(shù)據(jù)可由物體對(duì)應(yīng)振鏡三個(gè)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的鏡像得到，設(shè)物體某一點(diǎn)在Xyz坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(Xi,yi，Zi)，振鏡鏡面與DMD的夾角為O2，則該物點(diǎn)在X' V z'坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可由旋轉(zhuǎn)、平移變換關(guān)系得到:
權(quán)利要求
1.一種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法，首先獲取被記錄物體的三維數(shù)據(jù)，接著根據(jù)設(shè)計(jì)的再現(xiàn)視角大小，并匹配再現(xiàn)時(shí)DMD和振鏡的位置數(shù)據(jù)，對(duì)物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、鏡像操作，獲取各個(gè)視角的物體三維數(shù)據(jù)，再根據(jù)DMD的性能參數(shù)計(jì)算各個(gè)視角的子全息圖，最后將子全息圖按順序輸入DMD并由振鏡ニ步同步掃描進(jìn)行再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的重合疊加，利用視覺(jué)殘留效應(yīng)，獲得大視角的全息再現(xiàn)像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法，其特征在于所述的物體各個(gè)視角的子全息圖均在DMD軸線方向的不同距離處獨(dú)立計(jì)算得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法，其特征在于所述的振鏡ニ步同步掃描由ー個(gè)DMD和兩個(gè)振鏡實(shí)現(xiàn)，首先由DMD和一步同步振鏡掃描恢復(fù)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的正確方位，再由ニ步同步振鏡掃描實(shí)現(xiàn)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的重合疊加。
全文摘要
本發(fā)明涉及全息顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增大計(jì)算全息再現(xiàn)視角的方法，首先獲取被記錄物體的三維數(shù)據(jù)，接著根據(jù)設(shè)計(jì)的再現(xiàn)視角大小，并匹配再現(xiàn)時(shí)DMD和振鏡的位置數(shù)據(jù)，對(duì)物體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、鏡像操作，獲取各個(gè)視角的物體三維數(shù)據(jù)，再根據(jù)DMD的性能參數(shù)計(jì)算各個(gè)視角的子全息圖，最后將子全息圖按順序輸入DMD并由振鏡二步同步掃描進(jìn)行再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)視角的子全息圖再現(xiàn)像的重合疊加，利用視覺(jué)殘留效應(yīng)，獲得大視角的全息再現(xiàn)像。
文檔編號(hào)G03H1/22GK103116260SQ201310068219
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者許富洋, 李勇 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)