全息成像的研究(7)

博士论文全息成像的研究

就开始考虑计算、传输和用全息条纹合成图像甚至是动态图像，这些研究者碰到计算全息固有的基本问题：全息图像的计算和显示都异常困难。因为包含在一个条纹模式中的信息是巨大的。粗略的说，为计算一个离散（采样）的条纹以匹配光产生全息的分辨率，每平方毫米须１亿个采样值，一张全息图须计算１００亿采样值（１０ｍｍ×ｌＯｍｍ），同时，用这样一个条纹模式去调制入射光也超出当时的任何空间光调制技术的范围。几十年来，全息条纹的巨大容量阻止了人们对动态全息显示的追求。

１．２国内外研究现状

近年来，计算机技术和微电子技术迅猛发展，给动态全息显示带来了希望。世界上几个先进国家开始对这一领域进行研究，取得了一些进展，但面临挑战。２０００年，在美国召开的“ＣｒｉｔｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｔｈｅＦｕｔｕｒｅｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇ”

ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｏｆ专题会议上，Ｃ．Ｄ．Ｃａｍｅｒｏｎ等科学家发表了题为“Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ

ｅｍｅｒｇｉｎｇｎｏｖｅｌｔｒｕｅ３Ｄｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙｓ”的报告，提出了真三维全息显示和具有三维感的图像显示的挑战性及重要性盯１。

真三维显示提供了真实的场景，能获得单眼或双眼的视觉深度。是一种无须借助眼镜、头盔等辅助设备观看的自动三维成像方法，不仅给观看者带来舒适、方便，同时可供多人观看。这些三维成像大致可分为以下几类：

（１）光全息：利用相干光照射物体，物体的反射光和透射光与参考光干涉生成全息条纹，然后由光路重现。生成的全息条纹能提供全部深度感知信息。由于物波波阵面的记录与重现分为两个独立过程，因此无法实现动态显示。

（２）视差显示：双眼获得不同方向、不同强度及物体不同表面信息的图像，从而获得物体的深度信息。例如，在观察区域内通过电可控的光栅栏阵列对一对ＣＲＴ图像进行控制。控制单元收集到观察者的位置，动态安排液晶光栏以引导光向观察者传播。因此，能提供运动视差。但这种３一Ｄ显示只有有限的观察角以及观察范围内视点位置的不连续性。利用全息综合法也能提供这种具有三维感的视差图像。

（３）体显示：体显示能生成三维图像。它在确定的（ｘ，Ｙ，ｚ）空间形成扫描光点，从而创建三维图像。它包括在透明感光层上生成体像数和多平面的体显示，即快速运动三维物体的２一Ｄ切片图像，利用人眼的视觉特性组合成３一Ｄ显示。例如，利用激光照射一个旋转的漫射屏，含有序列切片的２一Ｄ图像的光线经过人