书书书
激光与光电子学进展
50
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○
C
2013
《中国激光》杂志社
漫反射三维物体计算全息图算法研究
李俊昌
桂进斌
楼宇丽
彭祖杰
宋庆和
蔡光程
(昆明理工大学理学院,云南 昆明
650093
)
摘要
对三维虚拟物体的计算全息图算法进行简要分析。基于分析研究结果,将 三 维物体 表 面视为 形 状及位 置 不
同的直角三角形面元的组合,导出一种便于计算的三维物 体计 算全 息图 算法,给 出 光 滑 表 面 的 三 维 物 体 计 算 全 息
图实例。基于采样定理,对漫反 射 三 维 物 体 计 算 全 息 图 的 算 法 进 行 探 索 研 究,给 出 漫 反 射 三 维 物 体 计 算 全 息 图
实例。
关键词
全息;空间曲面衍射计算;计算全息图;三维物体计算全息图
中图分类号
O438.1
文献标识码
A
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090.1760
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090.2870
收稿日期:
20120917
;收到修改稿日期:
20121022
;网络出版日期:
20130104
基金项目:国家自然科学基金(
60977007
)资助课题。
作者简介:李俊昌(
1945
—),男,研究员,博士生导师,主要从事激光物理、信息光学等方面的研究。
Email
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1
引
言
计算全息是基于衍射的数值计算理论及计算机形成的一项新兴技术。计 算 机在空 间 光调制 器(
SLM
)
上生成全息图,用相 干 光 照 射 全 息 图 后,透 射 光 能 够 完 整 重 现 三 维 (
3D
)物 体 的 波 前,具 有 重 要 的 应 用 前
景
[
1
~
3
]
。近年来,随着计算机及空间光调制器技术的进步,计算全息图的形成及三维物体实像的显示逐渐成
为国内外三维显示技术的一个研究热点,取 得了 不少 成果
[
1
~
18
]
。尽管这 项 技术取 得 了重要 进 展,但始终 有
两个问题制约着该技术的实际应用:其一是全息图的计算速度达不到实时显示的要求;其二是受目前市场光
电显示器件的限制,无法获得大尺寸和大视场角的三维图像。
由于计算全息与数字全息涉及的均是相干光成像问题,近年来可变放大率数 字全 息图 像重 建的 一些 研
究成果
[
19
~
21
]
应能移植到大尺寸和大视场角的计算全息三维图像研究。 因此,本文 主要 致力 于第 一个 问题,
即提高计算全息图计算速度的研究。目前国内外流行的算法中,主要存在将物体表 面视 为点 源集 合及 微面
元集合的两类算法。本文的分析研究表明,面元集合算法的计算速度通常优于点源集合的算法,对于面元集
合算法进行深入研究是提高计算全息图形成速度的有效途径。为此,将三维物体表 面视 为形 状及 位置 不同
0209031