3D全息图生成：基于投影光谱的电子全息显示技术

"本文介绍了一种利用投影光谱合成计算机生成3D全息图的新方法，该方法基于一维方位角扫描记录3D物体的投影图像，并通过傅立叶空间中的理论来收集光谱信息，然后编码成全息图进行电子全息显示。这种方法考虑了水平和垂直方向的量化误差，提高了光谱信息的利用率。实验结果证明了方法的有效性，通过电子寻址反射型液晶显示器（LCD）实现全息图的电子重建。" 本文主要探讨了基于投影光谱的计算机生成3D对象全息图的电子全息显示技术。首先，研究者采用一维方位角扫描记录3D物体的一系列投影图像，这是获取物体3D信息的关键步骤。这些投影图像包含了3D物体在不同角度下的信息，类似于传统的光学全息术中的多个曝光。 接着，文章引用了3D傅立叶空间中旋转抛物面的原理和3D中心切片定理，这两种理论工具用于从这些投影图像中提取3D物体的光谱信息。3D傅立叶空间分析提供了物体空间分布的频域表示，而3D中心切片定理则帮助我们从二维投影中重构出三维信息。考虑到实际测量中水平和垂直方向的量化误差，研究者设计了一种策略，将每个投影图像的光谱信息高效地提取为双圆和四圆形状，这种形状优化有助于减少量化误差的影响，提升光谱数据的利用率。 接下来，通过共轭对称扩展的傅立叶变换，将所有投影图像的3D物体光谱信息编码到一个计算机生成的全息图（CGH）中。这个全息图包含了物体的完整3D信息，可以进行不同的距离数值重建，从而实现3D图像的重现。 实验结果验证了该方法的有效性，表明其在3D信息恢复和全息图重建方面的良好性能。电子全息显示的实现依赖于LCD空间光调制器，CGH被加载到LCD上，激光源的参考光照射到LCD，经过LCD调制后的光衍射，CGH中的幅度和相位信息得以重建，从而在屏幕上形成3D图像。 总结来说，这项工作提供了一个创新的3D全息显示方案，通过优化投影图像处理和有效的光谱信息编码，能够在电子平台上实现高质量的3D全息再现，对于未来的虚拟现实、增强现实以及3D显示技术具有重要的应用潜力。