CN106547190A - 一种三维效果的全息实时显示方法 - Google Patents

Abstract

一种三维效果的全息实时显示方法，涉及计算全息实时显示。采用三维效果的全息实时显示系统，所述显示系统设有输入单元、载体单元和输出单元；所述输入单元包括电脑制作的计算全息图；所述载体单元包括激光器、空间光滤波器、透镜和空间光调制器；所述输出单元包括屏幕、CCD和CCD的显示屏。具体方法：将轴测法以及阴影处理法加入到matlab软件编码二维全息图过程当中，通过matlab软件制作出计算全息图；把产生的计算全息图加载到可刷新频率的空间光调制器；按显示系统的摆放光路即可达到显示出三维效果全息图的目的，在屏幕、CCD和CCD的显示屏组成的显示系统即可显示出效果图。

Description

一种三维效果的全息实时显示方法

技术领域

本发明涉及计算全息实时显示，尤其是涉及一种三维效果的全息实时显示方法。

背景技术

随着人民生活水平的提高，大众对于显示技术的要求与日俱增，简单的二维平面显示已经满足不了大家的需求。基于此三维图像显示技术孕育而生，市场上所谓的三维显示技术种类繁多，包括戴镜式3D显示、裸眼3D显示、体3D显示等等。而全息显示因具有其不可替代的显示效果而被诸多行业专家所研究。

相较于传统的全息记录技术，计算全息因其具备可记录现实生活中不存在的物体而大量运用在全息显示技术上。在利用光调制器替代传统记录材料的计算全息，能够通过光调制器衍射出原始图像。基于光调制器具有可刷新性，实时显示全息图像通过计算全息技术就更能够实现。

但由于三维物体的计算数据相较于计算全息而言，计算数据过于庞大而至于计算第二帧数据时时间跨度过大。在改进计算机运行代码的速度跟算法的优化上很难达到巨大幅度的改变。

中国专利CN105319936A公开一种基于体全息存储技术的三维全息显示方法，为了解决现有的全息照相技术源图像无法数字化处理、复用存储幅数少、幅面的远场成像数据处理困难的问题和数字全息技术存在的高分辨率全息再现的实时性有限的问题。该发明利用CCD对不同视角的物体或环境进行成像，并根据需要进行修饰或处理，而后将这些图像根据特定算法进行分割，再重新组合成新的页面，利用体全息存储光路以位移复用技术将这些页面记录到介质的点或线中，即可以实现三维立体再现。该发明适用于物体的三维显示。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供将轴测技术和阴影处理技术结合，采用可刷新的空间光调制器，可将一帧一帧的具有三维效果的全息实时重现出来的一种三维效果的全息实时显示方法。

本发明采用三维效果的全息实时显示系统，所述三维效果的全息实时显示系统设有输入单元、载体单元和输出单元；所述输入单元包括电脑制作的计算全息图；所述载体单元包括激光器、空间光滤波器、透镜和空间光调制器；所述激光器输出的光束依次经空间光滤波器、透镜和空间光调制器，在屏幕上显示空间光调制器载入的输入单元计算全息图的物体；所述输出单元包括屏幕、CCD和CCD的显示屏，所述CCD设于屏幕之后，CCD用于记录屏幕所显示的由空间光调制器载入的输入单元计算图的物体并显示在CCD的显示屏上。

所述激光器可采用氩离子激光器。

所述输入单位的图像是作为制作单元的原始图像。制作单元的电脑连接到SLM时其载入计算全息图。

所述输入单元的虚拟物体制作采用了轴测法技术和阴影处理技术，使得物体能有三维效果。

本发明采用三维效果的全息实时显示系统，具体方法包括以下步骤：

1)将轴测法以及阴影处理法加入到matlab软件编码二维全息图过程当中，通过matlab软件制作出计算全息图；

2)把步骤1)产生的计算全息图加载到可刷新频率的空间光调制器；

3)按照所述三维效果的全息实时显示系统的摆放光路即可达到显示出三维效果全息图的目的，在屏幕、CCD和CCD的显示屏组成的显示系统即可显示出效果图，由于编码过程较快，也可达到实时显示的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

采用了轴测法以及阴影处理的方式来逼真显示三维全息效果，对于三维计算全息而言，编码三维物体成计算全息图需要比较长的时间，因此，本发明可实现大幅降低单幅图像计算全息的编码运行速度以达到三维效果实时显示。当切换到下一帧编码时，编码的整体结构类似，微小改动，甚至可以达到自动切换，本发明可实现切换下一帧编码时间间隔非常短，短到能达到实时显示要求。计算全息编码三维物体时如果使用点源法跟层析法就处理就不能表达出物体的阴影跟重叠部分。本发明可以实现表达出物体阴影信息的效果。本发明推进了一种全新的思想，不要一味追求三维物体的显示，进而编码三维物体，只知道改善算法跟计算机配置，有些时候显示的目的只是单纯的为了满足人类的观赏需求。

附图说明

图1为本发明实施例采用的三维效果的全息实时显示系统的光路系统图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明实施例采用的三维效果的全息实时显示系统设有输入单元、载体单元和输出单元；所述输入单元包括电脑制作的计算全息图128；所述载体单元包括激光器120、空间光滤波器122、透镜123和空间光调制器124；所述激光器120输出的光束121依次经空间光滤波器122、透镜123和空间光调制器124，在屏幕125上显示空间光调制器124载入的输入单元计算全息图的物体；所述输出单元包括屏幕125、CCD126和CCD的显示屏127，所述CCD126设于屏幕125之后，CCD126用于记录屏幕125所显示的由空间光调制器124载入的输入单元计算图的物体并显示在CCD的显示屏127上。

其中，输入单位的图像是作为制作单元的原始图像。制作单元的电脑连接到SLM时其载入计算全息图。

所述输入单元的虚拟物体制作采用了轴测法技术和阴影处理技术，使得物体能有三维效果。

轴测法就是将物体连同其直角坐标体系，沿不平行与任一坐标平面的方向，用平行投影法将其投射在单一投影面上所得到的图形。在工程中，为了在二维平面表现立体造型，可以用轴测法制图来体现物体形状以及结构。轴测法又分为正等轴测法、水平轴测法、斜二测轴测法。阴影处理指的是在另外一个坐标系中绘制出物体的阴影，在计算全息编码三维物体时如果使用点源法跟层析法就处理就不能表达出物体的阴影跟重叠部分，这里可以直接表达出物体的阴影。

本发明采用三维效果的全息实时显示系统，具体方法包括以下步骤：

1)将轴测法以及阴影处理法加入到matlab软件编码二维全息图过程当中，通过matlab软件制作出计算全息图128；

2)把步骤1)产生的计算全息图加载到可刷新频率的空间光调制器124；

3)按照所述三维效果的全息实时显示系统的摆放光路即可达到显示出三维效果全息图的目的，在屏幕125、CCD126和CCD的显示屏127组成的显示系统即可显示出效果图，由于编码过程较快，也可达到实时显示的目的。

采用本发明，能使计算全息在编码时，不大幅度改变算法，不用很长的运行时间，就能够使原始图像显示出来，这样便能够达到实时显示的目的，有且又具有三维效果。

Claims (2)

1.一种三维效果的全息实时显示方法，其特征在于采用三维效果的全息实时显示系统，所述三维效果的全息实时显示系统设有输入单元、载体单元和输出单元；所述输入单元包括电脑制作的计算全息图；所述载体单元包括激光器、空间光滤波器、透镜和空间光调制器；所述激光器输出的光束依次经空间光滤波器、透镜和空间光调制器，在屏幕上显示空间光调制器载入的输入单元计算全息图的物体；所述输出单元包括屏幕、CCD和CCD的显示屏，所述CCD设于屏幕之后，CCD用于记录屏幕所显示的由空间光调制器载入的输入单元计算图的物体并显示在CCD的显示屏上；

具体方法包括以下步骤：

1)将轴测法以及阴影处理法加入到matlab软件编码二维全息图过程当中，通过matlab软件制作出计算全息图；

2)把步骤1)产生的计算全息图加载到可刷新频率的空间光调制器；

3)按照所述三维效果的全息实时显示系统的摆放光路即可达到显示出三维效果全息图的目的，在屏幕、CCD和CCD的显示屏组成的显示系统即可显示出效果图，由于编码过程较快，也可达到实时显示的目的。

2.如权利要求1所述一种三维效果的全息实时显示方法，其特征在于所述激光器采用氩离子激光器。