数字全息显示中的三维物体信息量及其压缩

从人眼的双目视觉理论出发 ,研究了在双眼所能观察的视觉空间内 ,三维物体的信息量、全息图的信息量以及它们之间的关系问题 ,并给出了具体的计算方法及结果 ,为全息图信息压缩提供了理论依据和压缩途径。     

全息立体显示技术助推裸眼3D发展

实现影视景物形象的真正全息三维显示是当今影视科技发展的前沿,世界科技发达国家都投入了科研力量从事相关研究并已获得一定成果。此项研究的意义远远超出目前影视行业狭义范畴,其用于科学研究和国防领域的重要意义更是显而易见。Song_tanxuan@ccw.com.cn欢迎您加入讨论。     

采用全息光学元件的全息三维显示系统

Koji Yamasaki等人曾提出采用全息照相和立体照相技术的三维显示系统。其法在会聚和视觉调节之间有点矛盾。研发系统的显示部分为液晶显示器 ,它能显示三维电影。1　引言目前许多研究人员致力于三维显示技术。他们提出三维显示技术的各种方法 ,如视差栅障 ,双凸透镜 ,偏振镜和全息照相术。除全息照相术外 ,这些方法都属于立体技术。只有全息照相术没有观察者双眼的会聚和视觉调节之间的矛盾。全息照相术保持水平视差和垂直视差 ,因此全息照相术是最理想的三维显示技术。但制作电影非常困难 ,因为计算机不能实时计算大量全息照相数据。麻省…     

基于数字化全息的虚实混合场景动态三维显示

提出了一种数字全息图（DH）与计算机制全息图（CGH）结合的虚实混合场景全息三维显示方法。首先采用无透镜傅里叶变换数字全息图记录真实场景三维信息。接着根据空间光调制器像素间距对DH进行采样频率变换。然后在频域对变换后的DH进行高通滤波及场景的缩放、面内旋转、平移等操作。最后采用双极强度法计算虚拟场景的CGH。计算中,将处理后的DH作为双极强度叠加的初始值,从而实现了真实和虚拟场景全息图的融合。搭建彩色动态全息三维显示系统对提出的方法进行了实验验证。对商用反射式液晶4 K投影仪进行了改造,实现了30 fps的彩色动态全息三维显示。实验结果表明所提出的方法实现了DH和CGH的高效融合,为虚实混合场景动态全息三维显示提供了一种有效途径。     

计算全息三维显示的数据压缩编码技术

全息三维显示能够重建真实场景的光场,提供全部的深度感,成为真三维显示的最佳解决方案之一。计算全息三维显示只需要知道物光波的数学描述,可以灵活地控制波前,显示出虚拟的三维物体。但是,巨大的数据量和计算量阻碍了计算全息三维显示的实用化。文中提出了计算全息三维显示中多个环节的数据压缩编码技术,包括三维物体的稀疏采样、全息三维视频压缩编码的优选和参数优化、全息图分形压缩算法,有效地压缩了数据量,并利用GPU的并行运算能力实现了全息图的快速计算。     

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.     

基于超快液晶薄膜的实时动态全息三维视频显示

介绍了在超快液晶薄膜中的实时动态全息视频显示成果,此薄膜不需任何外加电场,而且全息响应在毫秒量级,全息图建立和自擦除时间最快都可达到1ms。利用红绿蓝(RGB)三色激光作为读出光获得了无串扰噪声红绿蓝三色实时动态全息显示视频。基于全息复用技术,在此材料中实现RGB模式彩色全息视频显示。由于此材料易于制成大尺寸显示屏,而且无需任何外加电场,所以由其制成的空间光调制器或其他全息显示器件无需进行像素化,这样就能有效地克服现有空间光调制器的缺陷,其有望在未来被开发成高分辨率、大尺寸、彩色实时动态全息三维视频显示器。     

动态激光全息立体显示技术研究

介绍了动态激光全息显示技术的基本原理和应用发展,指出制约着其步向应用的两个关键因素:较低的数据处理速度和显示设备的技术缺陷。从如何解决这两个难题的角度出发,分析和评价了计算全息图的高速解算方法以及近些年来的新技术方案。     

全息真三维显示系统

电脑屏显实际上是平面显示,尽管其有“立体”的视感,然而那只是一种具有心理景深的“伪三维”平面显示。真三维显示技术是在三维立体空间对物体成像,具有真正的物理景深。本文研究的是真三维的全息显示系统,分别介绍了五种真三维显示系统,对真三维全息显示中关键技术问题进行了分析和讨论。     

全息体视图——从打印到计算（特邀）

全息体视图可利用光学打印、计算机生成方法获得,具有制作简单、视觉效果真实等特点,有望应用在大幅面全息显示、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等领域中。介绍全息体视图光学打印技术的写入方法的发展和打印装置的更新,以及计算全息体视图中计算方法的迭代和计算速度的提升,讨论了当前面临的挑战,并对全息体视图的未来发展进行了展望。     

Weighted 3D GS algorithm for image-quality improvement of multi-plane holographic display

Theoretically, three-dimensional (3D) GS algorithm can realize 3D displays; however, correlation of the output image is restricted because of the interaction among multiple planes, thus failing to meet the image-quality requirements in practical applications. We introduce the weight factors and propose the weighted 3D GS algorithm, which can realize selective control of the correlation of multi-plane display based on the traditional 3D GS algorithm. Improvement in image quality is accomplished by the selection of appropriate weight factors.     

Dynamic full-color digital holographic 3D display on single DMD

Digital holography has high potentials for future 3D imaging and display technology. We present a method for a dynamic full-color digital holographic 3D display...     

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。     

惠更斯电磁超构表面微波天线的研究进展(特邀文章)

惠更斯电磁超构表面脱胎于现代三维超构材料,是一种特殊的二维亚波长阵列结构.基于经典电磁学惠更斯等效原理,惠更斯电磁超构表面可以灵活地调控电磁波的传播和电磁场的分布,其独特的电磁特性给天线的创新带来了巨大的机遇.文章将综述惠更斯电磁超构表面在微波天线中的研究进展,简要介绍惠更斯超表面的基本概念和原理并总结其在微波天线设计中的应用,重点阐述三种惠更斯超构表面天线技术及其设计案例.最后,展望惠更斯超构表面在天线工程中的广阔应用前景.     

一种新的三维图象显示技术

最近，一种不需要观看者配戴任何光学眼镜就能欣赏到三维立体图象的新技术引起了人们的关注，本文介绍了这种三维显示技术的基本工作原理，特点，应用领域及发展方向。     

非线性激光制造的进展与应用（特邀）

超快激光是指脉冲宽度极窄的激光,其瞬时功率极高,与物质之间的相互作用呈现出非线性、非平衡、多尺度的状态。超快激光具有超快（脉冲持续时间短）、超强（瞬时功率高）、超精细（加工结构精细）等特点,由此实现的非线性激光制造技术可以打破传统微纳制造的局限,实现各类难加工材料和复杂微纳结构的超精细制造,精度可达亚微米至纳米量级,在微光学、生物医学、智能电子器件等前沿领域体现出了独特的应用价值。文中主要聚焦飞秒激光微纳加工技术前沿,简要概括了飞秒激光加工的特点;介绍了飞秒激光加工的主要技术手段,包括飞秒激光直写和飞秒激光并行加工;讨论了飞秒激光加工技术的前沿应用领域,如微纳光学器件、微流体器件、多功能结构化表面、生物医学工程等;最后,对飞秒激光加工制造技术未来的发展趋势和研究方向进行展望。     

3D显示器的新应用

目前的3D影像显示技术大致可分为两类:戴眼镜式和裸眼式.究其原理通常基于人类以通过右眼和左眼所看到的物体的细微差异来感知物体的深度,从而识别出立体图像的原理.问题的关键在于如何将"右眼用"和"左眼用"两组影视分别分配给左右眼.以往所使用的专用眼镜便是用来解决这一问题的一个工具.其原理是通过把两组图像和镜头分别设为不同的颜色,使其中的一组影视只进入左眼或右眼即可.     

无线电气象学研究进展与展望(特邀文章)

气象条件会导致无线电信号折射、衰减和超视距传播等电波传播效应.无线电气象学是研究气象环境特性及其对电波传播影响机理的一门交叉学科,是电波传播研究的重要领域.无线电气象学随着电波传播、气象和相关信息技术的发展而不断取得新的研究进展,为电波传播的更可靠预测和无线电系统的应用提供了可靠的数据和机理支撑.本文对全球数字地图、无线电参数遥感和短期预报等方面的研究进展进行了综合论述,并对无线电气象相关方向的发展给予了展望.     

珠三角城市公共艺术三维彩色动态影像显示系统设计

基于三维地球的海量遥感影像高效可视化管理系统采用三维地球技术获取的珠三角城市公共艺术建筑遥感影像存在大量干扰影像,无法高质量显示三维彩色动态影像,为此设计珠三角城市公共艺术三维彩色动态影像显示系统。基于系统总体技术方案,构建珠三角城市公共艺术三维景观模型,在此基础上采用数字高程模型,根据离散分布的珠三角城市公共艺术建筑平面点上携带的高程数据,模拟珠三角城市公共艺术建筑地形表面;系统通过可视化动态映射将珠三角城市公共艺术建筑数据处理为可用于绘制影像的几何图形,对几何图形进行不断变换、压缩、颜色特征提取,实现珠三角城市公共艺术三维彩色动态影像显示。实验结果表明,所设计系统动态影像显示效果佳,影像渲染和压缩用时分别低于0.26 s和2.32 s,是一种高效、高质量的珠三角城市公共艺术三维彩色动态影像显示系统。