论文摘要
经典光全息技术借助高相干性与高强度的光源以及非常稳定的光学系统来产生全息图，从而实现3D信息的记录和显示。显然，这样的技术极大地限制了它在3D显示中的实际应用。计算机产生全息图(Computer generated holograph：CGH)为全息图的产生(或记录)提供了新的手段，但是，巨大的数据量成为其发展的瓶颈，因此，可以说如果没有CGH研究的进一步突破，真3D显示就不可能成为主流的显示技术。体视全息图提供一种新型的全息图合成方法，它把一个景物的连续的3D表面信息转换为相对少量的2D图像信息。也就是就把一个连续的波阵面问题(多视点问题)变成一个多视图问题，这样不仅极大地减少计算量，还可以充分利用计算机视觉和图形学中的多视图几何原理及基于图像的绘制方法，降低计算的复杂性并实现复杂景物的3D描述与显示。本文在全息研究的基础上，介绍体视全息图的原理；将分数傅立叶变换应用于体视全息图的计算机合成：在全息显示方面，搭建以数字微镜器件(Digital Mirror Device：DMD)为空间光调制器的全息显示系统，实现基于DMD全息显示系统的体视全息图的动态显示。本论文重点在以下若干方面开展了工作：1．介绍体视全息的原理，运用波阵面逼近的思想解释体视全息图的本质及体视全息图中混迭失真消除的方法。2．给出了基于Lohmann单透镜系统的分数傅里叶变换的数值算法。将其应用到计算机产生全息图中获得分数傅里叶变换计算全息图，模拟实现了分数傅里叶变换全息图的生成和重构。3．介绍了TI公司的DMD的工作方式以及其作为空间光调制器的光场调制特性；以DMD为核心器件，搭建了的全息显示系统；结合DMD全息显示系统和分数傅立叶变换算法的性质，实现了灰度级分数傅立叶变换全息图的正确重构。4．用计算机图形学的方法产生二维序列图像；将分数傅立叶变换算法与体视全息相结合，用计算机合成体视全息图；并在DMD全息显示系统上实现了体视全息图的动态显示，并有效地消除了体视全息图中混迭失真现象。