CN103728867B - 一种3d全息影像的显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D全息影像的显示方法和系统，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

Description

一种3D全息影像的显示方法

技术领域

本发明涉及全息成像技术领域，尤其涉及一种3D全息影像的显示方法。

背景技术

全息成像又称全息投影技术，可在空间再现出真实的3D立体影像，满足观者的视觉感知功能，现有主流的全息成像技术利用全息显示膜进行全息成像，但全息投影膜价格昂贵，造成全息投影的成本较高。

为降低全息投影的成本，现有技术提出采用全息底片进行全息成像的技术方案，首先采用激光照射待显示物体形成漫射式的物光束，另一部分激光作为参考光束照射到全息底片上和物光束叠加产生干涉，产生干涉条纹。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息底片；然后再采用激光照射该全息底片，还原出待显示物体的物光束，以形成待显示物体的3D全息图像。但该方案每个全息底片仅能用于显示一个图像，全息底片的通用性较低，成本较高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种3D全息影像的显示方法，旨在降低3D全息影像的显示成本。

本发明提出一种3D全息影像的显示方法，包括：

解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器，并根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

优选地，所述亮度参数包括所述待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。

优选地，所述根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤包括：

根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整确定的激光器的功率。

优选地，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的步骤包括：

依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点坐标值确定红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

根据确定的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

本发明还提出一种3D全息影像的显示方法，包括：

解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数，锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器，并根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

优选地，所述亮度参数包括所述待显示图像的亮度值以及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。

优选地，所述根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤包括：

根据所述亮度参数中的所述待显示图像的亮度值同时调整确定红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整确定的激光器的功率；

控制开启锁定的激光器。

优选地，根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的步骤包括：

根据获取的像素点的坐标值计算红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

分别根据获取的像素点的坐标值计算出的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，计算红、蓝、绿激光阵列的高度。

本发明还提出一种3D全息影像的显示系统，包括：

第一获取模块，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

第一调整模块，用于依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，以及锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器，并根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制模块，用于控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

本发明还提出一种3D全息影像的显示系统，包括：

第二获取模块，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

计算模块，用于根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

存储模块，用于建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

第二调整模块，用于依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

确定模块，用于在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数；

所述第二调整模块还用于锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器，并根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

第二控制模块，用于控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

本发明提出的3D全息影像的显示方法和系统，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

附图说明

图1为本发明3D全息影像的显示方法第一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S20的细化流程示意图；

图3为图1中步骤S40的细化流程示意图；

图4为本发明3D全息影像的显示方法第二实施例的流程示意图；

图5为图4中步骤S70的细化流程示意图；

图6为图4中步骤S110的细化流程示意图；

图7为本发明3D全息影像的显示系统第一实施例的功能模块示意图；

图8为本发明3D全息影像的显示系统第二实施例的功能模块示意图；

图9为红、蓝、绿激光阵列与全息底片位置关系的俯视示意图；

图10为红色激光阵列与全息底片位置关系的主视示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明3D全息影像的显示方法第一实施例的流程示意图。

本实施例提出一种3D全息影像的显示方法，包括：

步骤S10，解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

本实施例所述的亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。在接收到待显示图像信号时，采用LRGB标准算法，对彩色图像信号进行分离，得到分别基于R、G、B光谱的单色图像与整体亮度信号L；然后对得到的基于R、G、B光谱的单色图像进行分离，分离出每个像素点的三原色色度信号(R、G、B)和三原色亮度信号(Lr、Lg、Lb)，同时分离出每个像素点的坐标信息，该坐标信息与像素点的三原色色度信号以及三原色亮度信号同时输出，并按照预设的串行协议进行编码，该串行协议的编码结构如表1所示：

表1：

Headbuf

Framebuf

L

R

Lr

G

Lg

B

Lb

X

Y

Z

crc

endbuf

其中：headbuf endbuf分别为每帧数据的开始与结尾标识符，framebuf为帧编号，L为每一帧待显示图像的整体亮度信号，R G B为像素点的三原色色度信号，Lr Lg Lb为像素点的三原色亮度信号，X Y Z为像素点坐标信号，crc效验码。

步骤S20，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

红、蓝、绿三组激光阵列的安装方向由用户进行设置，只要保证红、蓝、绿三组激光阵列中的激光器发射出的激光不产生干涉即可，在本实施例中，红、蓝、绿三组激光阵列设置于全息底片的三个方向上，每组激光阵列中包含多个激光器，每个激光器对应全息底片中的一列晶格，全息底片中的每个晶格均竖直存储有三列像素点，三列像素点分别对应红光(如λ＝650nm)、蓝光(如λ＝500nm)以及绿光(如λ＝480nm)的三个参照光范围，激光器产生的红、蓝、绿光的波长与晶格中存储的像素点的参照光范围相对应，蓝、绿三组激光阵列中的激光器同时照射同一平面的三个像素点时，产生干涉效应生成待显示图像的某一个像素点，晶格中的每三个像素点对应于待显示图像的某个像素点，该三个像素点的坐标与待显示图片中的待显示像素点对应。

参见图9和图10，在底片的三个方向分别设置有红、蓝、绿三组激光阵列，每组激光阵列对应安装在纵向导轨上，纵向导轨上设置有转轴与红、蓝、绿激光列阵连接，可通过控制器调整激光列阵在导轨上的高度以及角度。图9和图10仅为红、蓝、绿三组激光阵列位置的较佳实施例，红、蓝、绿三组激光阵列的位置并不仅限于图9和图10所示。

如图2所示，根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的具体步骤如下：

步骤S21，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点的坐标值确定红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

步骤S22，根据确定的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

参照图10，设置获取到的像素点的坐标值为(X、Y、Z)，红、蓝、绿激光阵列与导轨之间的水平距离为W，则红色激光陈列与全息底片之间的角度θ1＝acrtan(Z/X)，红色激光陈列的高度H1为：H1＝(X+W)tanθ1；则参照图9和图10可推导出，蓝色激光阵列与绿色激光阵列与全息底片之间的角度θ2＝acrtan(Z/Y)，蓝色和绿色激光陈列的高度H2为：H2＝(Y+W)tanθ2，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度并不限于上述一种获取方案，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度的获取方案由激光列阵的位置决定。

步骤S30，锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器；

参见图9和图10，可根据像素点的Y轴坐标确定红色激光列阵中需要开启的激光器，根据像素点的X轴坐标确定蓝色以及绿色激光列阵中需要开启的激光器。确定激光列阵中需要开启的激光器的方案并不限于上述一种方式，确定激光列阵中需要开启的激光器的方案由红、蓝、绿三组激光阵列的位置决定。

步骤S40，根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

如图3所示，根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤如下：

步骤S41，根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

步骤S42，在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率。

在本实施例中亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值，则首先根据获取到的待显示图像的整体亮度来调整红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率，同时根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率，在本实施例中根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率的方法为本领域的现有技术，在此不再赘述。

步骤S50，控制锁定的激光器按照调制后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

在调整锁定的激光器的频率后，可控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该红、蓝、绿激光照射的像素点与待显示图像中的待显示像素点相对应，在进行干涉作用后在全息底片的被照射像素点的正上方显示待显示的像素点。

本实施例提出的3D全息影像的显示方法，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

参照图4，图4为本发明3D全息影像的显示方法第二实施例的流程示意图。

本实施例提出的技术方案与第一实施例的区别在于：在获取到每一帧待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数时，首先计算该帧图像的各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，然后依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，可一次性显示多个像素点，而不用逐个显示像素点并频繁地调节红、蓝、绿三组激光阵列的高度和角度，在提高成像效率的基础上，提高成像质量。

本实施例提出一种3D全息影像的显示方法，包括：

步骤S60，解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

本实施例所述的亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。在接收到待显示图像信号时，采用LRGB标准算法，对彩色图像信号进行分离，得到分别基于R、G、B光谱的单色图像与整体亮度信号L；然后对得到的基于R、G、B光谱的单色图像进行分离，分离出每个像素点的三原色色度信号(R、G、B)和三原色亮度信号(Lr、Lg、Lb)，同时分离出每个像素点的坐标信息，该坐标信息与像素点的三原色色度信号以及三原色亮度信号同时输出，并按照预设的串行协议进行编码，该串行协议的编码结构如表1所示：

表1：

Headbuf

Framebuf

L

R

Lr

G

Lg

B

Lb

X

Y

Z

crc

endbuf

其中：headbuf endbuf分别为每帧数据的开始与结尾标识符，framebuf为帧编号，L为每一帧待显示图像的整体亮度信号，R G B为像素点的三原色色度信号，Lr Lg Lb为像素点的三原色亮度信号，X Y Z为像素点坐标信号，crc效验码。

步骤S70，根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

如图5所示，根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的具体步骤如下：

步骤S71，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点的坐标值计算红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

步骤S72，根据计算得到的红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度角度，以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

参照图10，设置获取到的像素点的坐标值为(X、Y、Z)，红、蓝、绿激光阵列与导轨之间的水平距离为W，则红色激光陈列与全息底片之间的角度θ1＝acrtan(Z/X)，红色激光陈列的高度H1为：H1＝(X+W)tanθ1；则参照图9和图10可推导出，蓝色激光阵列与绿色激光阵列与全息底片之间的角度θ2＝acrtan(Z/Y)，蓝色和绿色激光陈列的高度H2为：H2＝(Y+W)tanθ2，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度并不限于上述一种获取方案，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度的获取方案由激光列阵的位置决定。

步骤S80，建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

在本实施例中，红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系可通过映射表的方式存储，每个像素点均对应有一组红、蓝、绿三组激光阵列的高度、红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度、像素点坐标值和亮度参数数据，将每个像素点的数据进行整合之后，每个高度对应有很多个像素点的数据。

步骤S90，依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

参见图9和图10，在底片的三个方向分别设置有红、蓝、绿三组激光阵列，每组激光阵列对应安装在纵向导轨上，纵向导轨上设置有转轴与红、蓝、绿激光列阵连接，可通过控制器调整激光列阵在导轨上的高度以及角度。图9和图10仅为红、蓝、绿三组激光阵列位置的较佳实施例，红、蓝、绿三组激光阵列的位置并不仅限于图9和图10所示。

步骤S100，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数，锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器；

参见图9和图10，可根据像素点的Y轴坐标确定红色激光列阵中需要开启的激光器，根据像素点的X轴坐标确定蓝色以及绿色激光列阵中需要开启的激光器。确定激光列阵中需要开启的激光器的方案并不限于上述一种方式，确定激光列阵中需要开启的激光器的方案由红、蓝、绿三组激光阵列的位置决定。

步骤S110，根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

如图6所示，根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤如下：

步骤S111，根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

步骤S112，在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率。

在本实施例中亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值，则首先根据获取到的待显示图像的整体亮度来调整红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率，同时根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率，在本实施例中根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率的方法为本领域的现有技术，在此不再赘述。

步骤S120，控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

在调整锁定的激光器的频率后，可控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该红、蓝、绿激光照射的像素点与待显示图像中的待显示像素点相对应，在进行干涉作用后在全息底片的被照射像素点的正上方显示待显示的像素点。

在本实施例中，在扫描全息底片时，先调整红、蓝、绿激光阵列的高度，同时保持红、蓝、绿激光阵列的高度不变，调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，遍历一遍底片；然后在调整红、蓝，、绿激光阵列的高度同时保持红、蓝、绿激光阵列的高度不变，调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，遍历一遍底片直至遍历完每一帧图片中的所有高度与角度的组合；在本实施例的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系表中，可按高度的由大到小或者由小到达进行排列，在调整高度时可由低到高或者由高到低调节方便，同时不用上下频繁移动红、蓝、绿激光阵列。

本实施例提出的3D全息影像的显示方法，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

参照图7，图7为本发明3D全息影像的显示系统第一实施例的功能模块示意图。

本实施例提出一种3D全息影像的显示系统，包括：

第一获取模块10，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

本实施例所述的亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。在接收到待显示图像信号时，采用LRGB标准算法，对彩色图像信号进行分离，得到分别基于R、G、B光谱的单色图像与整体亮度信号L；然后对得到的基于R、G、B光谱的单色图像进行分离，分离出每个像素点的三原色色度信号(R、G、B)和三原色亮度信号(Lr、Lg、Lb)，同时分离出每个像素点的坐标信息，该坐标信息与像素点的三原色色度信号以及三原色亮度信号同时输出，并按照预设的串行协议进行编码，该串行协议的编码结构如表1所示：

表1：

Headbuf

Framebuf

L

R

Lr

G

Lg

B

Lb

X

Y

Z

crc

endbuf

其中：headbuf endbuf分别为每帧数据的开始与结尾标识符，framebuf为帧编号，L为每一帧待显示图像的整体亮度信号，R G B为像素点的三原色色度信号，Lr Lg Lb为像素点的三原色亮度信号，X Y Z为像素点坐标信号，crc效验码。

第一调整模块20，用于依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，以及锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器，并根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

红、蓝、绿三组激光阵列的安装方向由用户进行设置，只要保证红、蓝、绿三组激光阵列中的激光器发射出的激光不产生干涉即可，在本实施例中，红、蓝、绿三组激光阵列设置于全息底片的三个方向上，每组激光阵列中包含多个激光器，每个激光器对应全息底片中的一列晶格，全息底片中的每个晶格均竖直存储有三列像素点，三列像素点分别对应红光(如λ＝650nm)、蓝光(如λ＝500nm)以及绿光(如λ＝480nm)的三个参照光范围，激光器产生的红、蓝、绿光的波长与晶格中存储的像素点的参照光范围相对应，蓝、绿三组激光阵列中的激光器同时照射同一平面的三个像素点时，产生干涉效应生成待显示图像中对应的像素点，晶格中的每三个像素点对应于待显示图像的某个像素点，该三个像素点的坐标与待显示图片中的待显示像素点对应。

参见图9和图10，在底片的三个方向分别设置有红、蓝、绿三组激光阵列，每组激光阵列对应安装在纵向导轨上，纵向导轨上设置有转轴与红、蓝、绿激光列阵连接，可通过控制器调整激光列阵在导轨上的高度以及角度。图9和图10仅为红、蓝、绿三组激光阵列位置的较佳实施例，红、蓝、绿三组激光阵列的位置并不仅限于图9和图10所示。

第一调整模块20在根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度时，可依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点的坐标值确定红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；然后根据确定的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

参照图10，设置获取到的像素点的坐标值为(X、Y、Z)，红、蓝、绿激光阵列与导轨之间的水平距离为W，则红色激光陈列与全息底片之间的角度θ1＝acrtan(Z/X)，红色激光陈列的高度H1为：H1＝(X+W)tanθ1；则参照图9和图10可推导出，蓝色激光阵列与绿色激光阵列与全息底片之间的角度θ2＝acrtan(Z/Y)，蓝色和绿色激光陈列的高度H2为：H2＝(Y+W)tanθ2，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度并不限于上述一种获取方案，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度的获取方案由激光列阵的位置决定。

进一步参照图9和图10，可根据像素点的Y轴坐标确定红色激光列阵中需要开启的激光器，根据像素点的X轴坐标确定蓝色以及绿色激光列阵中需要开启的激光器。确定激光列阵中需要开启的激光器的方案并不限于上述一种方式，确定激光列阵中需要开启的激光器的方案由红、蓝、绿三组激光阵列的位置决定。

第一调整模块20在根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率时根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；然后在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率。

在本实施例中亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值，则首先根据获取到的待显示图像的整体亮度来调整红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率，同时根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率，在本实施例中根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率的方法为本领域的现有技术，在此不再赘述。

控制模块30，用于控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

在调整锁定的激光器的频率后，可控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该红、蓝、绿激光照射的像素点与待显示图像中的待显示像素点相对应，在进行干涉作用后在全息底片的被照射像素点的正上方显示待显示的像素点。

本实施例提出的3D全息影像的显示系统，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

参照图8，图8为本发明3D全息影像的显示系统第二实施例的功能模块示意图。

本实施例提出的技术方案与第一实施例的区别在于：在获取到每一帧待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数时，首先计算该帧图像的各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，然后依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，可一次性显示多个像素点，而不用逐个显示像素点并频繁地调节红、蓝、绿三组激光阵列的高度和角度，在提高成像效率的基础上，提高成像质量。

本实施例提出一种3D全息影像的显示系统，包括：

第二获取模块40，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

本实施例所述的亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。在接收到待显示图像信号时，采用LRGB标准算法，对彩色图像信号进行分离，得到分别基于R、G、B光谱的单色图像与整体亮度信号L；然后对得到的基于R、G、B光谱的单色图像进行分离，分离出每个像素点的三原色色度信号(R、G、B)和三原色亮度信号(Lr、Lg、Lb)，同时分离出每个像素点的坐标信息，该坐标信息与像素点的三原色色度信号以及三原色亮度信号同时输出，并按照预设的串行协议进行编码，该串行协议的编码结构如表1所示：

表1：

Headbuf

Framebuf

L

R

Lr

G

Lg

B

Lb

X

Y

Z

crc

endbuf

其中：headbuf endbuf分别为每帧数据的开始与结尾标识符，framebuf为帧编号，L为每一帧待显示图像的整体亮度信号，R G B为像素点的三原色色度信号，Lr Lg Lb为像素点的三原色亮度信号，X Y Z为像素点坐标信号，crc效验码。

计算模块50，用于根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

如图6所示，根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的具体步骤如下：

步骤S71，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点的坐标值计算红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

步骤S72，根据计算得到的红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度角度，以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

参照图10，设置获取到的像素点的坐标值为(X、Y、Z)，红、蓝、绿激光阵列与导轨之间的水平距离为W，则红色激光陈列与全息底片之间的角度θ1＝acrtan(Z/X)，红色激光陈列的高度H1为：H1＝(X+W)tanθ1；则参照图9和图10可推导出，蓝色激光阵列与绿色激光阵列与全息底片之间的角度θ2＝acrtan(Z/Y)，蓝色和绿色激光陈列的高度H2为：H2＝(Y+W)tanθ2，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度并不限于上述一种获取方案，激光列阵的高度以及激光列阵与全息底片之间的角度的获取方案由激光列阵的位置决定。

存储模块60，用于建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

在本实施例中，红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系可通过映射表的方式存储，每个像素点均对应有一组红、蓝、绿三组激光阵列的高度、红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度、像素点坐标值和亮度参数数据，将每个像素点的数据进行整合之后，每个高度对应有很多个像素点的数据。

第二调整模块70，用于依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

参见图9和图10，在底片的三个方向分别设置有红、蓝、绿三组激光阵列，每组激光阵列对应安装在纵向导轨上，纵向导轨上设置有转轴与红、蓝、绿激光列阵连接，可通过控制器调整激光列阵在导轨上的高度以及角度。图9和图10仅为红、蓝、绿三组激光阵列位置的较佳实施例，红、蓝、绿三组激光阵列的位置并不仅限于图9和图10所示。

确定模块80，用于在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数；

所述第二调整模块70还用于锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器，并根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

参见图9和图10，可根据像素点的Y轴坐标确定红色激光列阵中需要开启的激光器，根据像素点的X轴坐标确定蓝色以及绿色激光列阵中需要开启的激光器。确定激光列阵中需要开启的激光器的方案并不限于上述一种方式，确定激光列阵中需要开启的激光器的方案由红、蓝、绿三组激光阵列的位置决定。

第二调整模块70在根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率时，首先根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；然后在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率。

在本实施例中亮度参数包括待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值，则首先根据获取到的待显示图像的整体亮度来调整红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率，同时根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率，在本实施例中根据三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率的方法为本领域的现有技术，在此不再赘述。

第二控制模块90，用于控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

在调整锁定的激光器的频率后，可控制锁定的激光器按照确定的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该红、蓝、绿激光照射的像素点与待显示图像中的待显示像素点相对应，在进行干涉作用后在全息底片的被照射像素点的正上方显示待显示的像素点。

在本实施例中，在扫描全息底片时，先调整红、蓝、绿激光阵列的高度，同时保持红、蓝、绿激光阵列的高度不变，调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，遍历一遍底片；然后在调整红、蓝，、绿激光阵列的高度同时保持红、蓝、绿激光阵列的高度不变，调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，遍历一遍底片直至遍历完每一帧图片中的所有高度与角度的组合；在本实施例的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系表中，可按高度的由大到小或者由小到达进行排列，在调整高度时可由低到高或者由高到低调节方便，同时不用上下频繁移动红、蓝、绿激光阵列。

本实施例提出的3D全息影像的显示系统，在接收到待显示图像时对待显示图像进行解析以获取待显示图像的各个像素点的坐标信息以及亮度参数，根据像素点的坐标信息确定激光列阵中的激光器，同时根据坐标信息调整确定的激光器的高度和角度，根据像素点的亮度参数调整确定的激光器的功率，控制确定的激光器以调整后的功率工作，产生以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点，该激光照射像素点后产生干涉效应，在全息底片的上方显示出三维的待显示图像，通过照射一张全息底片中不同像素点的组合，以实现不同图像的3D全息显示，节省全息成像的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种3D全息影像的显示方法，其特征在于，包括：

解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器，并根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亮度参数包括所述待显示图像的亮度值，及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤包括：

根据所述亮度参数中的待显示图像的亮度值同时调整所述红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整锁定的激光器的功率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的步骤包括：

依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据各个像素点坐标值确定红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

根据确定的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，确定红、蓝、绿激光阵列的高度。

5.一种3D全息影像的显示方法，其特征在于，包括：

解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数，锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器，并根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述亮度参数包括所述待显示图像的亮度值以及各个像素点的三原色色度值和三原色亮度值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率的步骤包括：

根据所述亮度参数中的所述待显示图像的亮度值同时调整确定红、蓝、绿三组激光阵列的功率，并将该功率作为红、蓝、绿三组激光阵列的基本功率；

在所述基本功率的基础上根据所述三原色色度值以及三原色亮度值调整确定的激光器的功率；

控制开启锁定的激光器。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度的步骤包括：

根据获取的像素点的坐标值计算红、蓝、绿三组激光阵列与底片之间形成的角度；

分别根据获取的像素点的坐标值计算出的角度以及红、蓝、绿激光阵列的导轨与底片之间的水平距离，计算红、蓝、绿激光阵列的高度。

9.一种3D全息影像的显示系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

第一调整模块，用于依次锁定所述待显示图像的待显示像素点，并根据选择的像素点的坐标值对应调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度，以及锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与选择的像素点的坐标值对应的激光器，并根据选择的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

控制模块，用于控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。

10.一种3D全息影像的显示系统，其特征在于，包括：

第二获取模块，用于解析接收到的待显示图像，以获取所述待显示图像的各个像素点的坐标值以及亮度参数；

计算模块，用于根据获取的像素点的坐标值，依次计算各个像素点对应的红、蓝、绿三组激光阵列的高度，以及红、蓝、绿三组激光阵列与全息底片之间形成的角度；

存储模块，用于建立红、蓝、绿三组激光阵列的高度，与红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度之间的映射关系，以及红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，与像素点的坐标值和亮度参数之间的映射关系并保存；

第二调整模块，用于依次锁定并调整红、蓝、绿三组激光阵列的高度，在每一次红、蓝、绿三组激光阵列的高度被调整后，确定调整后的高度对应的红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度，逐个选择确定的角度调整红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度；

确定模块，用于在每一次红、蓝、绿三组激光阵列和全息底片之间形成的角度被调整后，确定调整后的所述角度对应的像素点的坐标值和亮度参数；

所述第二调整模块还用于锁定红、蓝、绿三组激光阵列中与确定的像素点的坐标值对应的激光器，并根据确定的像素点的亮度参数，调整锁定的激光器的功率；

第二控制模块，用于控制锁定的激光器按照调整后的功率工作，以产生对应的红、蓝、绿激光照射所述全息底片中对应的像素点。