[发明专利]合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法

说明书

技术领域

本发明属于全息术领域，具体涉及合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法。

背景技术

全息术能够提供真三维显示效果，是应用前景最佳的立体显示技术。全息体视图技术是利用人眼分辨率有限的特点，将全息术与双目视差原理相结合，以解决传统全息术大数据量这一弊端的一种全息技术。合成全息体视图打印方法的基本原理是利用空间光调制器，加载并投射出多幅视角图片，分别与参考光干涉，将干涉条纹曝光记录于分块的全息介质上，形成若干个全息单元(Hogel)，全息再现时，当人的双眼处于适当位置时，将会观察到不同的视角图片，从而产生立体感觉。静态全息体视图最先由美国的麻省理工学院(MIT)研制成功，目前已广泛应用于军事、商业、医疗等领域。

目前，学者们提出了较多的合成全息体视图打印输出系统(CN105223795A，Keehoon Hong et al.，Resolution enhancement of holographic printer using a hogel overlapping method，Opt.Express21，14047-14055(2013)；X.W.Rong et al.，Multichannel holographic recording method for three-dimensional displays，Appl.Opt.50，77-80(2011)；M.Yamaguchi，Ray-based and wavefront-based holographic displays for high-density light-field reproduction，SPIE8043(2011)；万远红，等，一种三维全息图图的数字化实现方法，光子学报39，1268-1271(2010))，以上方法可归纳总结为两类，一类是两步转换法，即首先拍摄菲涅尔全息图母板，再由母板翻拍至转移干板，母板翻拍的目的是为了获得全息再现像凸出于全息记录介质的观察效果；另一类是MIT使用的无限远相机法，首先将视角图片分割组合成视差图片，再进行一步打印，可直接获得全息再现像凸出于全息记录介质的观察效果。两步转换法光路复杂，在保证同样的观察视角时，母板的尺寸需远大于转移干板的尺寸；无限远相机法再现像的分辨率较低，其分辨率是由视角图片的采样数所决定的。

为解决以上两种方法存在的不足，本发明提出一种新的合成全息体视图打印方法，即合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法，既能够一步完成全息体视图的打印，又可以获得高分辨率的再现图像。

发明内容

本发明的目的是提出一种合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法，可一步完成全息打印，并获得高分辨率的再现图像。

本发明是基于光线追击原理，模拟光在传播过程中的走向和人眼视线的锥状放射观察效果，通过对视角图片的分割重组，来提取特定视点所能接收到的图片信息，进而获得用于一步打印的图像。将某一视点所能观察到的图像信息用来代替该视点周围一正方形区域内的全部信息，即全息单元，全息单元逐行逐列曝光后即可完成全息打印。实现该方法时，为方便理解，可将其设想为两步转换法的等效过程，直接求得需要打印到转移干板上的视角图片，称母板为H₁干板，转移干板为H₂干板。

本发明的技术方案是：合成全息体视图的视角图片分割重组打印方法，其特征在于包括下述步骤：

第一步，系统参数的确定。

确定H₁干板、H₂干板与空间光调制器的距离，H₁干板与H₂干板的全息单元数及全息单元尺寸，观察视角等系统参数，系统参数需要与空间光调制器的真实尺寸、最终搭建的激光打印光路等实验条件相对应。

第二步，视角图片的采样。

利用建模软件中的简单相机采集视角图片，采样数与采样间隔分别等于H₁干板的全息单元数和全息单元尺寸，相机的视场角等于H₁干板上全息单元与其对应视角图片的张角。

第三步，视角图片的分割重组。

根据光线追击原理和系统参数，针对H₂干板的每个全息单元，将对其有所贡献的全部视角图片分割重组，得到H₂干板各全息单元的合成视角图片。

第四步，全息体视图的曝光打印。