一、数字合成全息系统中空间光调制器DMD的研究（论文文献综述）
苏衍峰[1]（2019）在《基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究》文中研究指明三维显示技术可以提供人眼所需的立体视觉信息,能够广泛地应用于医疗、军事、娱乐等领域,其中全息三维显示技术能够完整地记录和再现三维物体的全部信息（包括振幅信息和位相信息）,提供人眼所需的全部立体感知,因而被认为是一种理想的真三维显示方法。然而,由于目前的全息记录材料的刷新速率有限,导致传统的光学全息难以满足实时动态的显示需求。近年来,随着空间光调制器（SLM）技术与计算机科学的进步,基于SLM的动态全息三维显示技术逐渐成为了三维显示领域的研究热点。但是,受困于现有的工艺条件和掌握的技术手段,当前SLM的结构参数与高质量全息视频显示需求的SLM的结构参数之间仍然存在差距,直接导致了SLM的空间带宽积受限,从而使得基于SLM的全息三维显示系统的显示效果不能尽如人意。此外,由于三维物体往往具有复杂的空间结构以及庞大的信息量,导致全息图的计算数据量和刷新数据量也较为庞大,从而也限制了实时动态全息三维显示技术的发展。本论文围绕基于SLM的动态全息三维显示技术中存在的关键问题,以动态全息三维显示为研究目标开展相关研究工作,具体研究内容和创新性成果如下:（1）系统性地研究了基于SLM的全息显示机理,重点讨论了全息显示的特征参数,包括分辨率、尺寸和视角,详细分析了 SLM的结构参数对全息再现像的各个特征参数的影响。在再现像分辨率的分析中,分别利用了像素数、点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）对全息再现像的分辨率进行了详细的讨论;在再现像尺寸的分析中,分析了再现像尺寸受限的原因,并利用多SLMs全息再现像拼接的方法实现了再现像尺寸的放大,且指出了此方法未来的可拓展性;在再现像视角的分析中,归纳了典型的再现像视角拓展方法,指出了多SLMs曲面拼接方法的有效性与可拓展性,并利用两个SLMs的曲面拼接搭建了全息再现像视角拓展实验验证系统,实现了全息显示的视角拓展。（2）详细阐述了典型的三维物体全息图的计算方法的基本原理,总结了层析法的优势并重点讨论了层析法中深度信息的表达问题,在傅里叶全息显示系统中利用程控变焦透镜来表达深度信息实现了多平面三维显示,并以增强现实显示为应用背景设计了多平面全息增强现实三维显示系统且进行了实验验证,为简化系统光路又提出了利用离轴全息透镜作为图像融合元件的系统优化方法,并实验制作了离轴全息透镜且搭建了优化实验系统;在菲涅尔全息显示系统中利用菲涅尔衍射距离来表达深度信息计算了三维物体的层析菲涅尔全息图并进行了动态光学重建。以双视三维显示为研究目标,提出了基于零级抑制光栅的全息双视三维显示及其增强现实显示方法,理论设计并实验制作了所需的零级抑制光栅,且搭建了全息双视三维显示系统及其增强现实显示系统,并利用层析菲涅尔衍射算法计算了用于全息双视三维显示系统的合成全息图,实现了可供两人同时观看的全息双视三维显示及其增强现实显示的效果。（3）提出了基于单空间光调制器和光栅导光板的双目全息三维显示方法及其增强现实显示方法,理论设计并实验制作了所需的光栅导光板,搭建了双目体视三维显示系统及其增强现实系统并进行了实验验证,分析了体视三维显示中存在的辐辏调焦矛盾的产生原因,并提出了将三维物体全息图生成方法引入到上面提出的双目三维显示系统中来解决辐辏调焦矛盾的方案,实验得到了能够同时提供视差感和深度感的双目全息真三维显示的效果。提出了基于双空间光调制器的双目增强现实全息三维显示方法,实验搭建了双目增强现实全息三维显示系统并进行了实验验证,且编写了全息图同步播放控制系统软件,实现了双目动态增强现实全息真三维显示的效果。（4）提出了基于单空间光调制器和定向衍射屏的多视点全息体视三维显示方法,理论设计并实验制作了所需的定向衍射屏,搭建了多视点全息体视三维显示实验系统并进行了实验验证,实验上得到了无串扰的多视点动态体视三维显示的效果。提出了基于多空间光调制器拼接的多视点全息体视三维显示优化方法,利用两个空间光调制器搭建了多视点全息体视三维显示优化实验系统并进行了实验验证,实验上得到了全视差体视三维显示和分辨率提高的水平视差体视三维显示的效果。详细分析了多视点全息体视三维显示技术中的关键技术指标（图像分辨率）,并指出了图像分辨率未来的优化方向。
全向前[2]（2016）在《DMD-HT近红外光谱仪关键技术研究》文中认为成分分析一直以来都是科学家以及广大民众认知世界的重要途径。光谱检测技术作为成分分析的重要手段,以其快速、无损等优点广泛应用于医学临床、科学研究、食品检测、石油化工、航天遥感以及环境监测等多个领域。有机物作为构成世界的一个重要组成部分,被人发现的种类高达900万种,而对有机物进行成分分析的谱段多集中于近红外区。因为近红外波段光谱微弱、噪声来源多的特点,Hadamard变换（Hadamard Transform,HT）算法被引入到近红外光谱探测中。与常规光谱探测相比,其Hadamard组合探测的方式将入（出）射狭缝的数量由一个提高到多个,增加了进入探测系统的能量,提高了光谱探测的信噪比。作为HT光谱仪最为理想的光谱组合探测的选通元件,数字微镜（Digital Micro-mirror Device,DMD）同其他光谱选通元件相比具有编码灵活且稳定性强的特点。因而,近年来基于DMD的HT近红外光谱仪得到了广泛的研究。本课题组在对光谱仪市场进行调研的基础上,同样对该类型光谱仪进行了研制,并且为了适应有机物检测的需求将光谱仪的工作波段设置在近红外区。首先,我们对DMD-HT光谱仪中的谱线弯曲现象进行了分析与校正。在DMD-HT光谱仪中,由于平面光栅的衍射规律、光学系统设计缺陷以及像差平衡的考量等因素导致狭缝的单色像出现了弯曲,从而导致光谱出现了混叠,最终使光谱仪的光谱分辨率下降。我们首先通过调整DMD使编码条纹与谱线弯曲相重合,然后通过引入光谱校正矩阵对剩余的光谱混叠进行校正。仿真结果表明:经过调整编码条纹和数据处理后,光谱混叠得到了校正,光谱分辨率得到了提高。其次,我们对光谱仪中的聚光系统进行了重新设计。在DMD-HT光谱仪中,由于DMD的衍射效应以及DMD-HT光谱仪中存在的杂散光,导致光谱聚光效率降低,杂散发生串扰,从而降低了DMD-HT光谱仪的信噪比。我们首先分析了DMD的衍射效应和仪器杂散光,然后提出基于非成像的光学设计理念使用CPC重新设计聚光系统。仿真结果表明:基于CPC的聚光系统在DMD-HT光谱仪光谱聚光效率与杂散光抑制两方面都具有很好的表现,并且基于CPC的聚光系统具有较大的公差容限。同样将基于CPC的聚光系统扩展到双光栅DMD-HT光谱仪中,光谱聚光效率同样得到了提高。再次,我们对DMD-HT光谱仪中的光谱失真进行了分析与校正。在DMD-HT光谱仪中,由于仪器内杂散光以及光谱响应偏差的原因导致光谱产生失真。我们分别对这两种原因进行了分析。一方面,我们对DMD-HT光谱仪中的杂散光进行了更为精确的分析与分类,然后从编码方程的角度分析了其对光谱的影响。最终推导出了消杂散光的解码方程,并通过数据处理对光谱进行了校正。仿真结果表明:虽然消杂散光算法对光谱的校正效果甚微,但是却极大地提高了光谱吸光度的测准范围;另一方面,我对DMD-HT光谱仪中光谱响应偏差进行了分析与分类。同样从编码方程的角度分析了光谱响应偏差对光谱探测的影响并推导出了消光谱响应偏差的解码方程。然后通过在编码过程中添加测试模板与实验预采集的方式得到了光谱响应偏差因子,最终通过数据处理对光谱进行了校正。通过比较校正后的光谱与AvaSpec-NIR256-1.7光谱仪所测光谱的相似性对校正算法进行了验证。实验结果表明:光谱响应偏差校正算法简单、有效。最后,我们对实时DMD-HT光谱仪的电学结构与仪器专用软件进行了设计并对原理样机进行了稳定性测试。在DMD-HT光谱仪中,由于HT编码过程需要通过控制DMD实现,同样解码过程需要专用的软件进行处理,所以采集过程的合理性对光谱仪的实时性有很大的影响。本人分析了DMD-HT光谱仪的采集过程后重新设计了DMD-HT光谱仪的电学结构从而提高了光谱采集速率。在此基础上,编写了光谱仪专用软件。最后对原理样机进行了稳定性测试,为DMD-HT近红外光谱仪进入市场奠定了基础。
冷俊敏,桑新柱,徐大雄[3]（2014）在《三维显示技术现状与发展》文中研究表明生活在三维环境中的人类长期以来都在为真实再现现实世界而不懈地努力。本研究介绍了两类三维显示技术——双目视差三维显示和真三维显示,描述每一类显示技术下的各种具体显示方式对应的机理与特点,阐述这些技术目前存在的主要问题与研究现状。并突出介绍数字全息三维显示技术,在追溯数字全息三维显示技术发展简史的基础上,重点分析了数字全息三维显示技术的显示原理和优缺点,并对国内外各研究机构与企业的研究成果与发展趋势进行探讨。
杨涛[4]（2014）在《基于DMD的计算全息再现研究》文中进行了进一步梳理计算全息结合了计算机技术和全息技术，利用计算机制作全息图，不需要实际的记录光路，且可实现虚拟物体的实体化，大大降低了全息图的制作成本。数字微镜元件（DMD）开口率高达90%以上，能显示高亮度和高分辨率的再现像。利用DMD对计算全息图进行再现有很好的应用前景。本论文针对DMD为核心部件实现彩色全息再现技术展开了相关的研究，主要内容如下：1.针对主菲涅尔波带算法容易丢失高频信息的问题，进行了算法上的改进。改进算法能快速高效地生成三维物体的全息图，且获得了较高质量的再现像。2.设计并搭建了以单片DMD为核心的彩色全息再现显示系统。在研究DMD光学特性的基础上，设计了光路，消除了色差，并利用该系统得到了彩色的再现像。
王鹏[5]（2013）在《计算全息三维显示的技术研究》文中研究指明随着显示技术的快速发展,传统的二维显示技术已无法满足人们对图像显示的要求,三维立体显示技术逐渐成为一个新的研究热点。全息技术作为一种真三维立体显示技术,其具有裸眼观看,再现像能够提供真彩色和物体景深的优点。计算全息是制作全息图的一种新技术,它通过使用计算机来模拟光学全息记录的物理过程,相比于传统的光学全息和数字全息技术,其具有对环境要求低、灵活性高、可重复性等优点。但是,目前计算全息仍存在着诸多问题阻碍其发展和应用,本文针对现有问题展开讨论,重点研究了三维计算全息的理论与算法、真实三维物体大数据信息情况下的计算全息编码加速方法、基于空间光调制器的计算全息三维显示方法,并通过搭建实验系统,验证了本文提出的新方法的可行性。首先,分析了现有的计算全息编码方法,得到了各种编码方式的适用范围。在此基础上,本文采用了编码方式灵活及简便的博奇编码。为了解决真实三维物体大数据信息情况下计算全息快速编码的问题,利用静态三维相机获取真实三维物体的数据信息,在现有的实验条件下,基于三维计算全息中的点源法,采用组件对象模型技术,将MATLAB与VC++结合实现相关的编程,有效的改善了三维物体大数据量编码计算时间长的问题,并通过对不同大小数据量的三维数据进行实验,证实了该方法具有较高的可靠性和实用性。在此基础上,实现了真实三维物体多视角的全息计算和数值仿真。另外,为了实现真彩色三维物体的计算全息显示,本文分析了真彩色三维物体制作计算全息图的方法,并结合层析法和点源法,实现了真彩色三维物体的全息图计算及数值再现。然后,为了进一步研究计算全息三维显示的方法,利用数字微镜器件（Digital Micro-mirror Device, DMD）构造了一套全息显示系统,基于三维计算全息中的层析法,结合菲涅尔衍射积分算法中的角谱法,探讨了全息图的计算与DMD参数之间的关系,并利用修正立轴参考光编码的方式,得到了计算全息图。通过对全息图进行数值仿真和光电实验验证均得到了有益的结论：该方法确实能够较好的再现原三维物体。最后,为了实现基于DMD的高质量全息图再现,本文阐述了DMD的灰度调制特性及其衍射特性。从灰度调制理论与菲涅尔衍射理论方面探讨了DMD进行全息显示的机理,并根据DMD的显示原理,提出了“灰度调制”计算全息图的方法,实现了基于DMD的全息图高质量再现,这一结果对DMD用于计算全息显示是有帮助的。论文对计算全息三维显示技术进行了相关研究,内容涵盖理论探讨、数值仿真、实验论证等方面。论文工作可为进一步研究基于空间光调制器的全息三维显示提供一定的参考价值,对其他实时计算全息系统的开发具有一定的借鉴意义。
于丽[6]（2013）在《合成全息三维立体投影方法的研究》文中进行了进一步梳理近年来，三维立体显示已经成为显示技术领域的研究热点，3D电影、3D电视等多种立体显示技术在商业应用中也取得迅速发展。然而，裸眼立体显示和大面积立体显示的研究尚没有取得新的进展。针对这一问题，本论文提出一种实现裸眼立体显示的方法，并且适宜进行商业化应用。利用光学全息技术可以实现场景的三维记录与再现，但是光全息对于显示媒介的苛刻要求，使得我们当前无法直接用全息图进行动态图像的三维记录与显示，但是我们可以利用全息衍射的原理与数字合成全息技术，通过制作特定的全息光学元件-全息显示屏，控制图像的衍射方向，形成空间体视对，达到实现裸眼三维显示的目的。本论文在对国内外的立体显示的发展和现有技术进行了调研和综述的基础上，依据光全息定向衍射原理，利用中国海洋大学光信息处理实验室研制开发的数字合成全息系统，研究提出了一种合成全息三维投影屏的制作方法。这种合成全息投影屏可以在排除干扰光的同时实现对所需投影的图像进行定向衍射，从而实现三维投影显示的目的。本论文的核心内容是对拍摄制作合成全息立体投影屏的光路进行设计，并通过与投影仪配合进行实验加以验证，证明观察者在不同的观察位置观看投影屏时，可以看到物像不同角度的三维信息。合成全息立体投影屏的制作流程主要包括三个步骤：1、制作合成全息立体投影屏系统设计及其参数计算；2、利用MATLAB软件编辑算法并生成实验所需拍摄的图像；3、使用计算机控制实现激光全息拍摄过程自动化。本文的主要内容包括以下四部分：第一部分，介绍人眼立体视觉机理以及立体显示和合成全息术的发展历史、研究现状以及在目前应用中面临的主要问题。第二部分，对本论文实验涉及到的主要原理进行了系统的介绍，其中包括光学全息术基本原理和合成全息原理；并根据利用全息衍射的原理与数字合成全息技术，提出一种制作合成全息立体投影屏的设计方案。第三部分，给出了方案的具体实现方法，并详细介绍合成全息立体投影屏的实验过程及其实验结果。第四部分，讨论本论文实验得到的结果，并对本论文拍摄的合成全息立体投影屏进行了视场、视角、畸变等各方面的分析，总结了该方法的优势和不足，并对下一步工作进行展望。
杨宇[7]（2011）在《“激光直写”大面积拼接透射彩色数字合成全息图的制作方法》文中研究说明自二十世纪末,随着数字技术的发展,全息术也进入了新的发展阶段。其中在显示全息领域,随着计算机控制、图像处理、空间光调制器等技术的发展,使得自动化拍摄大面积合成全息图成为可能,数字合成全息图应运而生。如何以数字化、自动化的方式制作大面积、大视场、全视差、真彩色的数字合成全息图成为世界各国显示全息技术研究的热点之一。本文对国内外合成全息的发展和现有技术进行了调研和综述,基于中国海洋大学光信息处理实验室研制开发的数字合成全息系统,在理论分析和大量前期实验的工作基础上,提出一种“激光直写”大面积拼接透射彩色数字合成全息图的制作方法。本文的“激光直写”方法具体的说是一种“激光干涉点阵拍摄技术”,即一步法直接拍摄出可白光再现的点阵全息图,此方法适用于激光直写自动化拍摄过程;并且加入角度分区假彩色编码技术,实现了数字合成全息图的彩色化;同时以拼接方法实现大幅面显示。其制作流程主要包括三个步骤:1、三维场景的采样,其拍摄场景可以是真实场景也可以是计算机生成的三维虚拟场景;2、图像预变换处理,包括视差信息处理和彩色编码两方面,主要通过计算机软件编程实现;3、自动化的激光全息记录过程、后期处理及大面积拼接。该方法的研究主要包括两个核心内容:一是全彩色透射合成全息图的一步干涉全自动拍摄方法,二是与该方法相配合的数字图像预变换方法。本文的工作重点是:1.光路设计:研究全彩色数字合成全息图的激光直写的干涉记录光路;2.图像预变换处理:设计并编写图像预变换的程序,在完成三维图像视差信息合成的同时,实现彩色编码功能;3.光学元件设计:设计并制作光路中核心光学元件。本文的主要内容包括:第一部分,对合成全息技术的发展背景和现状进行了综述。第二部分,介绍了本文涉及的主要原理,包括全息基本原理,图像立体合成原理及一步法数字合成全息的图像预变换原理。第三部分,介绍了彩色编码的原理和实现方法,并为配合该方法设计了一种新的全息光学元件,主要完成多角度的光束定向偏转和会聚功能。第四部分,通过一幅大面积彩色合成全息图的拍摄实验,详细介绍了“激光直写”大面积拼接透射彩色数字合成全息图的制作方法。第五部分,对于实验结果进行讨论,对该方法拍摄的全息图进行了视场、颜色、畸变等各方面的分析,对此方法的优势和不足进行了评价,并给出了进一步工作的设想。
黄云,李耀棠,张世超,黄泽文,范少武,杜俊斌[8]（2011）在《空间光调制器DMD多级谱复频成像的研究觹》文中进行了进一步梳理依据DMD空间光调制器的调制特性及复频成像特性,设计了一个紧凑的4f傅立叶变换系统,对DMD的多级衍射谱进行复频输出,极大改善了仅用DMD零级衍射谱作为图像读出的光亮度。利用DMD空间光调制器复频成像输出装置构建的一个合成全息图的拍摄系统,拍摄了具有高对比度、低噪音的合成全息图。
杜杭,王惠南[9]（2009）在《全息真三维显示系统》文中认为电脑屏显实际上是平面显示,尽管其有"立体"的视感,然而那只是一种具有心理景深的"伪三维"平面显示。真三维显示技术是在三维立体空间对物体成像,具有真正的物理景深。本文研究的是真三维的全息显示系统,分别介绍了五种真三维显示系统,对真三维全息显示中关键技术问题进行了分析和讨论。
郑华东[10]（2009）在《数字全息三维立体显示关键技术研究》文中进行了进一步梳理真实地再现三维（3D）物场是成像技术的重要发展趋势,而全息显示的特点正是能够在空间再现具有真实立体感的3D影像。近年来,基于空间光调制器的数字全息3D立体显示技术的研究逐渐受到重视。本文在对该技术目前的研究现状和存在的问题进行分析的基础上,开展了相关的研究工作,主要内容涵盖计算全息理论与算法研究、真彩色3D物体的全息计算方法、器件的特性分析、系统构建及实验研究。在对典型的编码方式的再现效果进行综合分析的基础上,突出了相息图编码方式因其具有高衍射效率且再现时无共轭像的特点,而在数字全息显示中的重要地位。将“混合遗传-模拟退火”算法（GA-SA）的思想引入到位相全息图的优化设计中,并对典型的全息图优化算法（包括GA-SA算法）的优缺点进行了分析和归纳。对优化算法的进一步研究具有指导意义。为了获得良好的3D再现效果,本研究在对典型的3D物体全息图计算方法的原理和和特点进行分析的基础上,提出了一种新的3D物体全息图计算方法——“动态随机位相层析法”。利用该方法计算3D物体的相息图,能够有效地抑制3D再现像的噪声,且具有衍射效率高、无零级斑和共轭像的特点。并采用峰值信噪比（PSNR）和互相关系数（CC）对算法的噪声抑制效果进行评价,验证了该方法的有效性。为了实现真彩色3D物体的全息显示,本研究提出了两种计算RGB真彩色相息图的方案——“等距方案”和“等像素总量方案”。在此基础上,结合动态随机位相层析法,实现了真彩色3D物体多视角相息图的计算和数值再现,并对两种计算方案的各自特点进行了对比分析。在利用空间光调制器（SLM）对位相型全息图进行再现时,为了使位相型全息图获得良好的再现效果,要求SLM具备纯位相（或接近纯位相）的调制能力。本研究对数字微反射器件（DMD）以及LC-R2500 （LCoS-SLM）的振幅和位相调制特性进行了测试和比较分析,表明LCoS-SLM在适当的器件配置和参数设置时能够实现纯位相调制,有利于位相型全息图的正确再现。在此基础上,分析了RGB各分量的调制特性曲线对多阶位相型傅立叶变换相息图再现效果的影响,并提出了“灰度映射法”对位相型全息图进行矫正,以改善相息图的再现效果,并通过数值再现验证了该方法的有效性,为进一步改善相息图光电再现效果提供了新思路。从理论上分析了LCoS-SLM的像素开口率和像素间距对衍射场分布的影响,并探讨了改善再现像强度的均匀性、增大再现像的尺度以及提高光能利用效率的途径。针对利用LCoS-SLM对位相型全息图进行光电再现时,栅格效应导致单一再现像的能量利用效率较低的问题,本研究提出了在位相型全息图中加载特定周期和特定槽向的“数字闪耀光栅”的方法,提高了再现像的强度和光能利用效率。从理论上分析了光电再现时,实际再现距离和再现像的尺寸与全息图记录（或计算）时的真实值存在偏差的影响因素,为数字全息光电再现系统的设计提供了理论依据。对采用本研究提出的动态随机位相法计算的相息图进行光电再现,结果表明:该方法能够对光电再现像的噪声进行有效地抑制。分析了在对RGB真彩色3D物体进行全息光电再现时,各分量相息图再现像存在空间位置偏差（即色差）的影响因素,提出了在相息图中加载特定周期和槽向的数字闪耀光栅以及特定焦距的数字菲涅耳透镜的方法,对RGB各分量再现像的空间位置偏差进行矫正,并进行了实验验证。
二、数字合成全息系统中空间光调制器DMD的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数字合成全息系统中空间光调制器DMD的研究（论文提纲范文）
（1）基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 三维显示概况 |
| 1.2 体视三维显示 |
| 1.2.1 基于几何光学原理的自由立体三维显示 |
| 1.2.2 基于衍射光学原理的自由立体三维显示 |
| 1.3 真三维显示 |
| 1.3.1 集成成像三维显示 |
| 1.3.2 体三维显示 |
| 1.3.3 全息三维显示 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于空间光调制器的全息显示基本理论与特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算全息基本理论 |
| 2.2.1 标量衍射理论 |
| 2.2.2 全息图的计算 |
| 2.2.3 位相型全息图的编码 |
| 2.3 全息图的输出与空间光调制器 |
| 2.4 基于空间光调制器的全息显示 |
| 2.5 全息再现像的特征参数的分析与优化 |
| 2.5.1 再现像的分辨率 |
| 2.5.2 再现像的尺寸 |
| 2.5.3 再现像的视角 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于空间光调制器的全息三维显示及其增强现实应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于层析法的三维物体计算全息图的生成与显示 |
| 3.2.1 基于程控变焦透镜的多平面全息三维显示 |
| 3.2.2 多平面全息增强现实三维显示 |
| 3.2.3 基于离轴全息透镜的多平面全息增强现实三维显示系统优化 |
| 3.2.4 基于菲涅尔衍射的全息三维显示及其动态显示 |
| 3.3 基于零级抑制光栅的全息双视三维显示 |
| 3.3.1 全息双视三维显示原理与系统 |
| 3.3.2 用于全息双视三维显示的合成位相型全息图的生成 |
| 3.3.3 零级抑制光栅的设计理论与参数计算 |
| 3.3.4 零级抑制光栅的制作与测试 |
| 3.3.5 全息双视三维显示实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于单空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.2.1 双目全息体视三维显示 |
| 4.2.2 辐辏调焦矛盾 |
| 4.2.3 双目全息真三维显示 |
| 4.3 基于双空间光调制器的双目全息三维显示 |
| 4.3.1 系统设计与实验验证 |
| 4.3.2 全息图同步播放控制系统 |
| 4.3.3 双目动态全息真三维显示实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于空间光调制器的多视点全息体视三维显示 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于单空间光调制器和定向衍射屏的多视点全息体视三维显示 |
| 5.2.1 多视点全息体视三维显示原理 |
| 5.2.2 用于多视点全息体视三维显示的菲涅尔位相型全息图的生成 |
| 5.2.3 定向衍射屏的设计 |
| 5.2.4 定向衍射屏的制作 |
| 5.2.5 多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.3 基于多空间光调制器拼接的多视点全息体视三维显示优化 |
| 5.3.1 多视点全息体视三维显示优化原理 |
| 5.3.2 全视差多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.3.3 分辨率提高的多视点全息体视三维显示实验 |
| 5.4 多视点全息体视三维显示中的图像分辨率的分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 附录三 |
| 附录四 |
| 攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 攻读博士学位期间授权受理的专利 |
| 致谢 |
（2）DMD-HT近红外光谱仪关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 光谱仪的分类 |
| 1.3 DMD-HT光谱仪的优势 |
| 1.4 DMD-HT光谱仪的发展历程 |
| 1.5 本论文的主要研究工作和结构安排 |
| 第2章 DMD-HT光谱仪基础理论 |
| 2.1 DMD-HT光谱仪系统 |
| 2.2 HT的编码与解码原理 |
| 2.3 DMD的工作原理 |
| 2.4 本课题光谱仪的性能指标 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 DMD-HT光谱仪谱线弯曲分析与光谱混叠校正 |
| 3.1 谱线弯曲分析 |
| 3.2 光谱混叠分析 |
| 3.2.1 有效光谱编码 |
| 3.2.2 混叠光谱编码 |
| 3.3 光谱混叠校正 |
| 3.3.1 通过调整编码条纹校正光谱混叠 |
| 3.3.2 通过数据处理校正光谱混叠 |
| 3.4 DMD-HT光谱仪中光谱混叠校正结果仿真 |
| 3.4.1 谱线弯曲曲率半径r=5.8×104 |
| 3.4.2 一般谱线弯曲情况 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于CPC的DMD-HT光谱仪聚光系统设计 |
| 4.1 DMD的衍射及仪器杂散光分析 |
| 4.1.1 DMD的衍射分析 |
| 4.1.2 杂散光测试 |
| 4.2 基于CPC的聚光系统设计 |
| 4.2.1 CPC聚光原理 |
| 4.2.2 CPC的结构参数计算 |
| 4.2.3 基于CPC的聚光系统设计结果 |
| 4.3 基于CPC的双光栅DMD-HT光谱仪设计 |
| 4.3.1 双光栅及DMD的衍射分析 |
| 4.3.2 基于CPC的双光栅DMD-HT光谱仪设计 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于数据处理的DMD-HT光谱仪光谱校正 |
| 5.1 DMD-HT光谱仪杂散光校正 |
| 5.1.1 杂散光的分析与分类 |
| 5.1.2 单条纹采集模式下杂散光对计算光谱的影响 |
| 5.1.3 Hadamard采集模式下杂散光对计算光谱的影响 |
| 5.1.4 消杂散光算法对吸光度校正的仿真验证 |
| 5.2 DMD-HT光谱仪光谱响应偏差校正 |
| 5.2.1 时域光谱响应偏差分析 |
| 5.2.2 波长域光谱响应偏差分析 |
| 5.2.3 光谱响应偏差的校正 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 DMD-HT光谱仪采集过程设计与性能实验 |
| 6.1 实时DMD-HT光谱仪电学结构设计 |
| 6.1.1 DMD-HT光谱仪电学结构分析 |
| 6.1.2 实时DMD-HT光谱仪电学结构设计 |
| 6.1.3 DMD-HT光谱仪实时性验证 |
| 6.2 光谱仪专用软件设计 |
| 6.2.1 软件总体架构设计 |
| 6.2.2 软件各功能模板设计 |
| 6.3 DMD-HT光谱仪的稳定性测试实验 |
| 6.3.1 光谱测试结果 |
| 6.3.2 光谱仪稳定性测试报告 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 论文研究成果 |
| 7.2 论文研究的创新性 |
| 7.3 研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（4）基于DMD的计算全息再现研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全息术概念及分类 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 计算全息基本理论 |
| 2.1 标量衍射理论 |
| 2.2 菲涅尔全息 |
| 2.3 两种经典算法 |
| 2.3.1 卷积算法 |
| 2.3.2 傅里叶变换算法 |
| 2.3.3 两种算法比较 |
| 2.4 光学全息基本原理 |
| 2.4.1 光学全息记录原理 |
| 2.4.2 光学全息图的再现原理 |
| 2.5 计算全息基本理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 主菲涅尔波带分量法 |
| 3.1 主菲涅尔波带法 |
| 3.2 主菲涅尔波带分量法 |
| 3.2.1 变量分离原理 |
| 3.2.2 主菲涅尔波带分量法 |
| 3.2.3 两种算法对比 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 计算全息图 |
| 3.3.2 DMD 光电再现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 DMD 光学特性及其应用 |
| 4.1 DMD 结构及工作原理 |
| 4.2 DMD 反射性质及其应用 |
| 4.3 DMD 单波长衍射特性 |
| 4.4 DMD 多波长衍射特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 彩色全息再现显示系统 |
| 5.1 倍率色差的产生和消除 |
| 5.2 横向位置色差的产生和消除 |
| 5.3 轴向色差的产生和消除 |
| 5.4 彩色全息显示实现方案 |
| 5.5 实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间公开发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（5）计算全息三维显示的技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全息术的发展概况 |
| 1.1.1 全息术的发展历史 |
| 1.1.2 计算全息概述 |
| 1.2 国内外三维显示研究现状 |
| 1.2.1 双目立体显示技术 |
| 1.2.2 空间立体显示技术 |
| 1.2.3 三维显示中影像的承载方式 |
| 1.3 论文的研究意义、研究内容和结构 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 论文的主要研究内容 |
| 1.3.3 论文结构 |
| 第二章 计算全息的基本原理 |
| 2.1 计算全息的基本理论 |
| 2.1.1 计算全息简介 |
| 2.1.2 计算全息的理论基础 |
| 2.1.3 计算全息的分类 |
| 2.1.4 计算全息的优点及应用 |
| 2.2 计算全息的编码方法 |
| 2.2.1 迂回相位编码方法 |
| 2.2.2 修正离轴参考光的编码方法 |
| 2.2.3 二元脉冲密度编码 |
| 2.2.4 相息图编码技术 |
| 2.2.5 典型编码方式的比较分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三维计算全息算法研究及数值仿真 |
| 3.1 菲涅尔衍射积分原理 |
| 3.1.1 傅里叶变换算法 |
| 3.1.2 卷积算法 |
| 3.1.3 角谱算法 |
| 3.2 三维物体全息图的计算方法及比较 |
| 3.2.1 点源集合法 |
| 3.2.2 多视角投影法 |
| 3.2.3 平面波角谱法 |
| 3.2.4 层析法 |
| 3.2.5 几种方法的比较分析 |
| 3.3 三维物体的计算全息图快速编码研究 |
| 3.3.1 基于点源法的虚拟三维物体的全息计算 |
| 3.3.2 基于静态三维相机获取的实际三维数据的全息计算 |
| 3.3.3 基于混合编程的全息编码加速方法研究 |
| 3.4 三维物体多视角的全息图计算及数值再现 |
| 3.4.1 空间坐标变换 |
| 3.4.2 三维物体多视角的全息图计算及数值再现 |
| 3.5 真彩色三维物体的全息图计算及数值再现 |
| 3.5.1 “调整像素总量”的真彩色三维物体全息计算及数值再现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 采用空间光调制器进行仿真研究 |
| 4.1 数字微镜器件 |
| 4.1.1 数字微镜器件的结构与性能 |
| 4.1.2 数字微镜器件的工作原理 |
| 4.2 基于DMD的计算全息三维显示 |
| 4.2.1 用于DMD显示的菲涅尔全息图计算 |
| 4.2.2 三维物体的全息图计算 |
| 4.2.3 实验数值仿真 |
| 4.3 基于DMD的计算全息再现像质增强 |
| 4.3.1 DMD对全息图的调制及衍射 |
| 4.3.2 DMD再现全息图像质量的主要影响因素及改善方法 |
| 4.3.3 实验数值仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 计算全息三维立体显示实验研究 |
| 5.1 基于DMD的全息三维显示实验系统 |
| 5.2 基于DMD的计算全息三维显示光电实验 |
| 5.3 基于静态三维相机的多视角全息图光电实验 |
| 5.4 基于DMD的计算全息再现像质增强光电实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表论文目录 |
（6）合成全息三维立体投影方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 人眼立体视觉 |
| 1.2 立体显示分类及发展历史 |
| 1.3 合成全息术 |
| 1.4 本论文主要工作及安排 |
| 2 合成全息立体投影屏原理 |
| 2.1 全息光学原理 |
| 2.2 合成全息原理 |
| 2.3 合成全息立体投影屏 |
| 3 合成全息立体投影屏实验 |
| 3.1 系统设计与参数计算 |
| 3.2 MATLAB 程序编辑及图像生成 |
| 3.3 自动化激光全息拍摄 |
| 4 结果及讨论 |
| 4.1 实验结果 |
| 4.2 结果讨论 |
| 4.3 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 发表的学术论文 |
（7）“激光直写”大面积拼接透射彩色数字合成全息图的制作方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 双眼立体视觉 |
| 1.2 全息术的早期发展 |
| 1.3 合成全息术 |
| 1.3.1 合成全息技术的出现 |
| 1.3.2 数字合成全息技术的发展 |
| 1.3.3 国内合成全息技术的发展现状 |
| 1.4 本文的工作意义及结构安排 |
| 2 “激光直写”数字合成全息图的制作原理 |
| 2.1 光全息的记录与再现原理 |
| 2.1.1 全息术的基本原理 |
| 2.1.2 像面彩虹全息图 |
| 2.2 双眼视差原理与立体合成原理 |
| 2.3 图像变换原理 |
| 2.3.1 原理的简化说明 |
| 2.3.2 图像变换方法 |
| 2.4 大面积全息图的拼接 |
| 2.5 其它问题的讨论 |
| 3 彩色编码原理 |
| 3.1 彩色全息图的种类 |
| 3.2 角度分区假彩色编码 |
| 3.2.1 颜色混合理论与三原色选择 |
| 3.2.2 角度分区假彩色编码的基本原理 |
| 3.2.3 彩色编码的计算 |
| 3.2.4 “色盘”验证实验 |
| 3.3 全息光学元件 |
| 4 实验过程 |
| 4.1 拍摄系统介绍 |
| 4.2 三维场景采样 |
| 4.3 采样图像的初步处理 |
| 4.4 图像的变换处理 |
| 4.5 全息拍摄 |
| 4.6 实验结果 |
| 5 实验结果讨论及下一步工作 |
| 5.1 关于彩色再现 |
| 5.1.1 彩虹全息及色模糊 |
| 5.1.2 与二步法彩色数字合成全息图的比较 |
| 5.1.3 颜色再现的准确性 |
| 5.1.4 照明光源 |
| 5.2 关于视场 |
| 5.3 关于畸变 |
| 5.3.1 产生畸变的原因 |
| 5.3.2 畸变的验证及矫正实验 |
| 5.4 关于另一种拍摄光路 |
| 5.5 总结与展望 |
| 6 附录 |
| 6.1 彩色编码程序 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 发表的学术论文 |
（9）全息真三维显示系统（论文提纲范文）
| 1 五种真三维全息显示系统 |
| 1.1 基于合成全息技术的真三维显示技术 |
| 1.2 基于空间光调制器[10]的数字全息真三维显示技术 |
| 1.3 基于声光调制器 (AOM SLM) 的全息真三维显示 |
| 1.4 基于LCD、DMD的全息真三维显示技术 |
| 1.5 集成电子技术的数字全息真三维显示技术 |
| 1.6 基于新材料的全息技术 |
| 2 结论 |
（10）数字全息三维立体显示关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全息术的发展概况 |
| 1.1.1 全息术的发展历史 |
| 1.1.2 数字全息概述 |
| 1.2 三维立体显示技术的发展概况 |
| 1.2.1 基于双目视差的三维立体显示技术 |
| 1.2.2 体积显示技术 |
| 1.2.3 基于数字全息的三维立体显示技术 |
| 1.2.4 计算全息在数字全息三维立体显示中的应用 |
| 1.2.5 三维立体显示中影像的承载方式 |
| 1.3 本文的研究意义、研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 本文的主要研究内容和技术路线 |
| 第二章 计算全息的基本理论及算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算全息的理论基础 |
| 2.2.1 计算全息的分类 |
| 2.2.2 计算全息的抽样定理与空间带宽积 |
| 2.2.3 基于衍射理论的全息图计算算法 |
| 2.2.4 计算全息的编码 |
| 2.3 计算全息图的优化算法 |
| 2.3.1 迭代傅立叶变换算法 |
| 2.3.2 直接二元搜索算法 |
| 2.3.3 模拟退火算法 |
| 2.3.4 采用混合遗传－模拟退火算法思想实现位相全息图优化设计 |
| 2.3.5 各类优化算法的比较分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三维物体的全息图计算及数值再现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维物体全息图计算的典型方法与比较分析 |
| 3.2.1 三维物体全息图计算的典型方法 |
| 3.2.2 几种方法的比较分析 |
| 3.3 三维物体全息图计算新方法——动态随机位相层析法 |
| 3.3.1 动态随机位相层析法的原理 |
| 3.3.2 噪声抑制效果的评价与分析 |
| 3.4 动态随机位相层析法计算三维物体多视角全息图及数值再现 |
| 3.4.1 360°旋转空间坐标变换 |
| 3.4.2 三维物体多视角全息图的计算和数值再现 |
| 3.5 动态随机位相层析法计算真彩色三维物体全息图及数值再现 |
| 3.5.1 虚构真彩色三维物体的全息图计算与数值再现 |
| 3.5.2 实际真彩色三维物体多视角全息图计算与数值再现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 数字全息显示系统中空间光调制器的特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数字微反射镜器件 |
| 4.2.1 数字微反射镜器件的物理结构及工作原理 |
| 4.2.2 数字微反射镜器件的调制特性及其对全息再现的影响 |
| 4.3 液晶空间光调制器 |
| 4.3.1 硅上液晶空间光调制器的栅格效应 |
| 4.3.2 硅上液晶空间光调制器的调制特性及其对全息再现像的影响 |
| 4.3.3 矫正非线性位相调制的新方法——灰度映射法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 数字全息三维立体显示实验研究 |
| 5.1 全息三维立体显示实验系统构成 |
| 5.2 数字闪耀光栅提高相息图光电再现像强度的研究 |
| 5.2.1 数字闪耀光栅的特性 |
| 5.2.2 数字闪耀光栅优化相息图光电再现的原理 |
| 5.2.3 加载数字闪耀光栅对相息图再现像强度的影响 |
| 5.3 全息光电再现中实际再现距离和再现像放大率的影响因素 |
| 5.4 三维物体全息图在LCOS上的光电再现实验与分析 |
| 5.4.1 单色三维物体的全息光电再现流程 |
| 5.4.2 单色三维物体的全息光电再现效果 |
| 5.4.3 RGB真彩色三维物体的全息光电再现流程 |
| 5.4.4 RGB分量再现像的空间位置矫正方法 |
| 5.4.5 RGB分量再现像空间位置矫正后的再现效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及申请的专利 |
| 致谢 |
四、数字合成全息系统中空间光调制器DMD的研究（论文参考文献）
- [1]基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究[D]. 苏衍峰. 苏州大学, 2019(04)
- [2]DMD-HT近红外光谱仪关键技术研究[D]. 全向前. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2016(08)
- [3]三维显示技术现状与发展[J]. 冷俊敏,桑新柱,徐大雄. 中国印刷与包装研究, 2014(05)
- [4]基于DMD的计算全息再现研究[D]. 杨涛. 苏州大学, 2014(10)
- [5]计算全息三维显示的技术研究[D]. 王鹏. 昆明理工大学, 2013(07)
- [6]合成全息三维立体投影方法的研究[D]. 于丽. 中国海洋大学, 2013(03)
- [7]“激光直写”大面积拼接透射彩色数字合成全息图的制作方法[D]. 杨宇. 中国海洋大学, 2011(06)
- [8]空间光调制器DMD多级谱复频成像的研究觹[J]. 黄云,李耀棠,张世超,黄泽文,范少武,杜俊斌. 机电工程技术, 2011(01)
- [9]全息真三维显示系统[J]. 杜杭,王惠南. 激光杂志, 2009(05)
- [10]数字全息三维立体显示关键技术研究[D]. 郑华东. 上海大学, 2009(05)