[发明专利]一种三维全息图的数字化实现方法

说明书

本发明提出了一种三维全息图的数字化实现方法，包括以下步骤：获取三维物体的分视角平面数字图像；对每幅图像进行分色并分割成子图，再对子图分组，在各图像中对应位置相同的子图为一组；取一组子图，计算每一子图的远场的光场分布，提取位相信息，将这一组子图的位相信息分布按视角排列，编码成H₁；通过干涉光路在记录材料上记录从空间光调制器上再现出的图像；移动记录材料的位置；重复步骤，至所有子图记录完毕，实现三维图形的记录。

技术领域

本发明涉及三维图像显示技术领域，具体涉及一种三维全息图的数字化实现方法。

背景技术

三维(Three-dimensional,3D)图像在医学、工业、国防等许多领域中具有广泛的应用。目前最具有代表性的三维显示的方法有积分成像、投影 式三维显示与全息照相.三维全息能够实现逼真的三维显示，从而备受关注。在三维全息实现技术中，传统三维全息需要实物模型,彩色三维全息图拍摄需要多套单色模型对准,受激光器功率、相干长度、隔震等因素的影响，传统全息难以制作较大幅面的彩色3D图像；采用空间光调制器显示视差物信息,同样也受光学元件孔径、激光相干长度等因素限制,无法实现大幅面；计算全息制作大幅面全息图需要大型计算机以及采用惊人的计算时间而没有得到广泛的采用。美国斑马公司采用数字化的方法成功研制了大幅面的彩色三维全息图，根据投影原理，采用空间光调制器逐区域显示图像,，然后采用反射全息的方式逐点记录，理论上幅面不受限制，但记录材料采用光致聚合物，成本高，复制困难。

因此，针对上述问题，本发明提出了一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的提供一种可采用光刻胶干板记录，实现低成本的复制，同时保证再现像的品质，计算量大大减少的三维全息图的数字化实现方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种三维全息图的数字化实现方法，包括以下步骤：

获取三维物体的分视角平面数字图像：通过相机拍摄，以物为为中心，每隔一定的角度拍摄；

对每幅图像进行分色并分割成子图，再对子图分组，在各图像中对应位置相同的子图为一组；

取一组子图，计算每一子图的远场的光场分布，提取位相信息，将这一组子图的位相信息分布按视角排列，编码成H₁；

用空间光调制器显示H₁，并放置于透镜的前焦面，在透镜后焦面上通过透镜的傅里叶变换的平移不变形性,形成多视角图像再现,引入干涉光,通过干涉光路在记录材料上记录从空间光调制器上再现出的图像；

对应下一组子图的位置,移动记录材料的位置；

重复步骤，至所有子图记录完毕，实现三维图形的记录。

进一步地，在获取三维物体的分视角平面数字图像过程中，可采用计算机虚拟的三维图像处理，获得虚拟物的分视角图像。

进一步地，将分视角平面图像编号1至n，并进行R、G、B分色处理，将不同视角的同一颜色图片，进行分割，形成子图。

进一步地，计算不同视图图形的相同位置的子图的夫琅和费分布，按它们的视角顺序排列成一条狭缝，即为全息图H₁的红色狭缝SR。

进一步地，用相同的方法分别对1~n幅绿色、蓝色分量图像子图进行编码，获得绿色狭缝SG和蓝色狭缝SB。

本发明的有益效果是：本发明从两步法彩虹全息基本原理出发，采用分块处理，拼接制作的方法，利用透镜的傅里叶变换特性再现，保证了再现像的品质，同时，大大减少了计算量，有效地降低了成本，能实现低成本复制，实现了全数字处理的三维全息图。

具体实施方式