全息打印技术研究进展

全息打印技术可以实现场景的真三维显示,根据干涉纹样的不同来源及不同记录方式,可将其归类为合成全息体视图打印、计算全息图打印与全息波前打印。合成全息体视图打印无法准确记录三维场景的深度信息,因而全息图再现时存在会聚-调节矛盾;计算全息图打印能够准确记录与再现场景的深度信息,继而解决会聚-调节矛盾,然而仅能得到薄的透射型全息图,因而无法实现白光再现;全息波前打印既可以解决会聚-调节矛盾,又可以得到厚的反射型全息图,实现具有良好观察效果的白光再现。首先介绍了各类全息打印技术的基本原理,着重分析了各自的研究现状,然后讨论了它们的优缺点,以说明各类全息打印技术的特性。

三维激光全息打印机的研制与发展

最近,关于数字激光全息技术、数字衍射光学元件的制造技术与设备的研究比较活跃。激光全息打 印是在数控激光全息技术薄膜材料上打印出富有立体感的、动态的、彩色的文字和图像,其中,三维激光全息打印 机是比较新的一个产品。本文正是对三维激光全息打印机的研制和发展做出探讨,了解这项新技术。

全息体视图打印技术三维成像研究

本文研制了全息体视图打印系统,并用其制作三维显示效果;介绍了获取视差图像、全息单元图像生成以及记录再现的原理和方法;通过搭建全息打印光路,进行实验论证;测量实验再现像的观察视场角,并将再现三维效果与原三维场景的结构相似度进行比对。

全息打印技术综述

全息打印技术具有立体影像效果好及制作灵活性好等特点,在现代生活、商业和军事等领域具有广泛的应用前景和重要价值。阐述了全息打印技术的原理、方法及技术研究现状。重点从打印系统的光路特点等方面对现有全息打印技术进行归纳和分析,并对全息打印技术今后的发展趋势进行了展望。

基于全息激光打印3D图像的多模数字重现平台构建

采用当前方法构建的多模数字平台重现目标时,出现重建结果与目标之间的差距较大,重现所用的时间较长,重现结果还原度低和重现速率低的问题。提出基于全息激光打印3D图像的多模数字重现平台构建方法,主要通过三维点云数据的计算、3D计算全息和3D全息显示3大部分构建多模数字重现平台。在分析目标物体结构的基础上采用运动恢复结构算法获取重建目标结构的三维信息;在目标结构三维信息的基础上利用迂回相位编码方法,通过计算机模拟物理干涉全息成像的过程,得到全息图;将全息图传送到空间调制器中采用发光二极管和线性激光源照亮全息图,完成多模数字的重现。实验结果表明,所提方法得到的重现结果与目标之间的差距较小,重现所用的时间较短,验证所提方法的重现结果还原度高、重现速率高。

3D全息显示的城市光子地图系统设计

针对现有电子地图不能同时多视角、直观、真实地显示三维地形地貌信息,难以满足高速发展的数字化、信息化城市的建设和管理需求的问题,研究了一种运用全息显示技术的3D城市光子地图系统设计,提出了一种采用逆向衍射纯相位计算全息算法。首先运用SfM(Structure from Motion)理论获取3D地形点云数据,然后从衍射结果出发,将重构的3D地形信息作为衍射目标图像,逆向求取需要的衍射条纹;再通过分配衍射单元的查表算法转化为全息干涉条纹,写入银盐干板记录材料,在白光照射下再现为真三维光子地图。3D全息图在自行搭建的实验平台得到了显示,并借助外协设备将校园局部全息图打印在银盐板上。实验结果表明,系统设计方案可行,算法的运算效率和准确度较高,全息图的显示效果体现出了光子地图的基本属性。

全息术在图书馆的应用初探

全息术是展示立体影像的3D技术,在与多个学科交叉融合后,将对社会生产、生活产生颠覆性影响。文章阐述了全息术的发展历程、基本概念、原理以及特点,并从3D虚拟馆员、全息3D打印和全息存储等方面展望全息术在图书馆中的应用前景。

全息体视图中基于三维重建的虚实场景融合显示方法

对全息体视图领域的虚实场景融合显示方法进行研究讨论与实验验证,主要研究真实场景与虚拟场景的有效融合方法,采用增强现实领域常用的基于模型的方法实现了场景融合。首先介绍了三维重建的基本原理与方法;然后依据原理与现有的VisualSFM与Meshlab软件实现了真实场景的三维重建,并在三维建模软件中同时渲染、调整虚实场景之间的位置关系;最后对融合场景采样并进行了全息打印的光学实验,结果表明:本文提到的方法可以有效实现虚实场景的融合显示。

一种改进的全视差全息体视图打印方法

全息体视图显示技术是三维全息显示技术的研究热点之一,如何改进打印方法是全息体视图显示技术的关键问题。介绍了两步转移全息图法、激光直写打印水平视差全息体视图法和基于全息单元的全视差全息体视图打印法,并分析了这几种打印方法的原理和不足。通过体视图与全息单元的对应关系,设计了一种影响因素少、操作简单的打印方法以减小图像失真。总结了全息体视图的发展动态,指出随着全息记录材料和空间光调制技术的不断发展,它会朝着大尺寸、大视角、实时动态、更高分辨率的方向发展。

数字化全息及其在三维显示和检测中的应用

从三维显示和检测的角度回顾了数字化全息研究的发展与现状。首先简要介绍了在三维显示的应用中计算全息的编码原理,以及全息图数字化再现的几种算法。给出了计算全息一般的制作方法,对典型的光电全息记录光路进行了分析,然后对数字化全息在三维显示和全息影视中的应用研究进行了讨论。分析了几种数字化全息显示装置,包括数字全息打印机,声光调制型的全息影视系统和空间光调制器型的全息影视系统。最后对数字全息三维显示技术的未来进行了展望。

多参考平面的EPISM全息体视图

为了提高由有效视角图像切片嵌合(EPISM)方法获得的全息体视图再现像的质量,分析传统EPISM方法生成合成视差图像过程中的拼接错误,提出多参考面的EPISM方法。理论分析表明三维物体与算法参考面或者光轴重合部分的合成视差图像不存在误差,距离算法参考面或者光轴越远,合成视差图像的误差越大。减小采样相机的间隔可以在一定程度上减小误差。为了进一步改善EPISM方法,将传统EPISM方法的单个算法参考面拓展成多个,对生成的多组合成视差图像进行重新组合,最终得到更小误差的合成视差图像。仿真和光学实验结果表明,使用多参考面的EPISM方法可以有效提高全息体视图的成像质量。

基于罗曼型迂回相位编码法产生三参数Lommel光束

Lommel光束是由Lommel函数描述的一种结构复杂的无衍射光束,其光学形态可由阶数n、不对称度c0、旋转角度?0等3个参数调控,三参数Lommel光束结构复杂,实验上较难产生。引入了一种复振幅调制技术来产生Lommel光束,利用罗曼型迂回相位编码法,对复杂波前的振幅和相位进行编码,构造出能够产生Lommel光束的二元计算全息图,然后使用全息直写打印系统,将由计算机构建的二元计算全息图加工成实振幅掩模板,实验制备了像素数高达35000 pixel×35000 pixel的掩模板,最终方便地产生了高质量的Lommel光束,该研究方法也为产生其他具有复杂结构的无衍射光束提供了思路。