一种计算周视全息图编码方法
【专利摘要】本发明涉及一种计算周视全息图编码方法。其特征在于包括：1）计算周视全息图算法模型的构建，2）周视全息图基元全息物光波的计算，3）周视全息图参考光波的计算，4）周视全息图采样频率的确定，5）周视全息图的生成。目前三维显示技术已经成为图像显示领域的研究重点，三维显示在日常生活、3D地图、文物保护以及科学研究中都有十分重要的应用。计算周视全息技术可以达到最为逼真的大视角三维显示，是未来全息三维显示技术的重要发展方向，在医学、工业、军事、娱乐以及三维远程呈现等领域有着广阔的应用前景。本发明为计算周视全息技术实用研究提供技术和算法参考。
【专利说明】一种计算周视全息图编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于三维显示【技术领域】，具体涉及一种计算周视全息图编码方法。
【背景技术】
[0002] 全息术是一项基于波前再现的真三维显示技术，其显示效果与人眼三维视觉特性 完全匹配，可以实现最真实、最自然的三维显示。其中周视全息能够实现视角为360°的三 维显示，得到了学术界的高度关注。周视全息图通常是采用激光全息的方法拍摄得到的，其 需要复杂的光路设置，对环境稳定性要求高，难以实现大物体以及诸如人像之类动态目标 的周视三维显示。另外，激光全息存在难以避免相干噪声的干扰等问题。至今为止，周视全 息仍难以实用化和商品化。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种计算周视全息图编码方 法的技术方案。
[0004] 所述的一种计算周视全息图编码方法，其特征在于包括： 1) 计算周视全息图算法模型的构建 设半径为、高为的计算周视全息图内部有一个物点，物点q的空间坐标为 ,计算全息图所在面上有一个采样点g ,采样点f的空间坐标为小参 考光为点光源R，点光源R所在位置的空间坐标为; 2) 周视全息图基元全息物光波的计算 物点A和采样点尸之间的距离为：
【权利要求】
1. 一种计算周视全息图编码方法，其特征在于包括： 1) 计算周视全息图算法模型的构建 设半径为q、高为丑;:的计算周视全息图内部有一个物点，物点q的空间坐标为 I:、心'计算全息图所在面上有一个采样点巧'采样点巧的空间坐标为 考光为点光源R，点光源R所在位置的空间坐标为(?= 〇= 2) 周视全息图基元全息物光波的计算 物点和采样点尸之间的距离为：
根据基尔霍夫衍射理论，在空间坐标Ixk:Jk:zs:丨I处振幅为％的物点0;发出的光波传播 到达到采样点f处的复振幅，即计算周视全息图基元全息物光波表示为：
计算周视全息图分布在一个柱面上，采样点巧即可表示为柱坐标形式4(.?為^?),三 个坐标变量分别表示为：
根据式（3)，即能够将式（6)写成：
在球面波中心处振幅为4的球面波，根据基尔霍夫衍射理论，其经过衍射后到达全息 面上f处的光场复振幅分布为：
4)周视全息图采样频率的确定 根据式（5)知，周视全息图基元全息物光波的相位分布为：
根据空间频率的定义，周视全息图基元全息物光波在方向上的空间频率能够表示为：
同理，周视全息图基元全息物光波在>'4方向上的空间频率为：
给定物体上任意一个物点的空间坐标，通过式（10)和式（11)即能够计算出该物点在 全息记录平面任意采样点€处周视全息图基元全息物光波的空间频率，因此能够计算出每 一个物点在全息记录平面上空间频率的最大值为和％;max，取它们的最大值分别 记为 Cmax和 rZcmas ; 根据式（8)知，参考光波的相位分布为：
由式（13)和式（14)能够计算出参考光波在全息面上任意采样点处的空间频率，取式 (13)和式（14)的最大值记为和；因此全息图在&和&方向上的空间频率 为：
取式（15)和式（16)的最大值作为全息图的最大空间频率，设其为/_,根据乃奎斯特 采样定理，全息面上的采样间隔Axa应满足：
5)周视全息图的生成 当全息面上采样间隔么％确定之后，即能够计算出全息面上总的采样点数为：
、这样就能够确定全息面上哪些点需要计算其全息图，全息面上任意采 样点€处总的物光场分布，即为所有能够传播到达采样点处的周视全息图基元全息物光波 复振幅叠加，即为：
式（19)表示全息面上任意采样点处的全息干涉条纹的强度分布，根据这个原理，就能 够计算得到计算周视全息图上所有采样点处的全息干涉条纹强度分布，也即得到了整幅计 算周视全息图，即明暗相间的数码格式全息干涉条纹。
【文档编号】G03H1/08GK104360590SQ201410656529
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】施逸乐, 马利红, 吴琼 申请人:浙江师范大学