激光直写拼接彩虹全息图制作方法

论文摘要

数字合成全息显示技术以其题材广泛、三维显示、效果逼真等优势成为当前全息显示技术的研究重点之一。其中,大幅面大视场的全息显示技术作为一种高质量三维显示手段,具有重要的实用价值,正向商业化方向发展,日益引起科技工作者的重视,欧美一些实验室已经成功制作出大型全息图并投放市场。本文介绍了采用拼接技术和激光直写技术制作大面积彩虹数字合成全息图的方法。本文参考国内外合成全息的前沿技术,基于中国海洋大学光信息处理实验室研制开发的数字合成全息系统和前期实验,实现大面积彩虹数字合成全息图的制作。主要步骤包括:(1)使用现有的软件完成模型建立、图像采集及场景分割;(2)根据采用的类似打“点”的记录方式,提出新的图像处理方法;(3)采用激光直写技术拍摄彩虹单元全息图;(4)拼接完成大面积全息图。本文的工作重点是:一、提出适用于打“点”记录方式的图像采样和处理技术。二、采用激光直写技术拍摄出具有较大再现视场的单元全息图,简化数字合成全息图的制作过程。三、采用拼接技术实现超过普通全息干版尺寸的较大面积全息图的制作,验证拼接技术的可行性。论文由五部分构成。第一部分,综述全息显示技术,特别是激光直写技术和拼接技术的发展概况,说明实现大面积数字合成全息技术的发展趋势。第二部分,阐述了合成立体原理、激光直写技术、拼接技术以及图像处理技术。第三部分,详细说明具体实验过程,包括提出方案,设定参数,模型建立,图像的采集、分割及处理,彩虹单元全息图的拍摄以及完成拼接实现大面积场景再现。第四部分,实验结果分析讨论,通过对全息图的视场和像质分析,说明采用的技术是否具有可行性以及存在的相关问题,并提出相应的改进方法。第五部分,总结本次实验的意义,并对采用激光直写技术和拼接技术实现大面积全息显示的发展进行前景展望。

论文目录

• 中文部分
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 全息技术的早期发展
• 1.3 数字合成全息技术
• 1.4 大面积全息图的发展趋势
• 1.5 国内外采用激光直写技术拍摄彩虹数字合成全息图的发展现状
• 1.5.1 彩虹全息技术的发展优势
• 1.5.2 采用激光直写技术拍摄数字合成全息图的发展现状
• 2 采用激光直写技术拍摄大面积彩虹合成全息图的原理
• 2.1 合成全息图的双眼视差原理与合成立体原理
• 2.2 采用激光直写技术拍摄彩虹合成全息图的原理
• 2.3 大面积全息图拼接技术
• 2.4 图像处理技术
• 2.4.1 图像处理原理
• 2.4.2 图像采样制作原理
• 3 实验具体过程
• 3.1 实验系统及实验方案
• 3.2 实验参数确定
• 3.3 图像处理软件的选择
• 3.4 场景构建及图像处理
• 3.4.1 构建三维模型
• 3.4.2 二维图像序列采样
• 3.4.3 二维图像变换
• 3.5 采用激光直写技术对单元全息图的拍摄
• 3.5.1 全息柱面镜的制作
• 3.5.2 采用激光直写技术拍摄单元全息图
• 3.6 拼接完成大面积全息图
• 4 结果分析讨论
• 4.1 全息图再现像的视场
• 4.1.1 单幅图像的视场分析
• 4.1.2 拼接全息图视场分析
• 4.2 需要改进的方面
• 5 意义及前景展望
• 5.1 意义
• 5.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 英文部分
• 1 Introduction
• 1.1 Background
• 1.2 Earlier development of holography
• 1.3 Digital holographic stereogram
• 1.4 Developing trend of large scale hologram
• 1.5 Status quo of laser direct writing technology of rainbow stereogram
• 1.5.1 Advantage of rainbow holography
• 1.5.2 Status quo of laser direct writing technique of stereogram
• 2 The principle of laser direct writing technique of large scale digital rainbow stereogram
• 2.1 The principle of binocular stereoscopic vision and stereoscopic technology
• 2.2 The principle of laser direct writing technique of rainbow stereogram
• 2.3 Mosaic technique for large scale holography
• 2.4 Image processing technique
• 2.4.1 The principle of image processing technique
• 2.4.2 The principle of image sampling
• 3 The experimental process
• 3.1 The experimental system and project
• 3.2 The experimental parameters
• 3.3 The selection of image processing software
• 3.4 Modeling and image processing
• 3.4.1 Modeling
• 3.4.2 Image sampling
• 3.4.3 Image processing
• 3.5 The recording of holographic units by laser direct writing technique
• 3.5.1 The facture of holographic diffuser
• 3.5.2 The recording of holographic units by laser direct writing technique
• 3.6 The completion of large scale hologram
• 4 Result and discussion
• 4.1 The vision field of hologram
• 4.1.1 The vision field of single holographic unit
• 4.1.2 The vision field of mosaic hologram
• 4.2 Insufficiency and improvement
• 5 Significance and future work
• 5.1 Significance
• 5.2 Future work
• References
• Acknowledgement
• Resume
• The published articles