计算全息生成和再现方法研究

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1、代号10701学号1105122212分类号O438.1密级公开题（中、英文）目计算全息生成和再现方法研究StudyontheMethodsoftheGenerationandtheReconstructionofComputer-generatedHologram作者姓名郭苗苗指导教师姓名、职称王晓蕊教授学科门类工学学科、专业物理电子学提交论文日期二〇一四年二月万方数据万方数据创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列

2、的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制

3、手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。本人签名：日期导师签名：日期万方数据万方数据摘要I摘要全息三维显示是最具发展潜力的自由立体显示技术之一，它能在空间再现三维立体像，为人眼提供真实的深度感知。与传统光学全息相比，由现代光学与计算机相结合的计算全息具有易复制、功能灵活、噪声小、适用范围广等优点，已在光学领域尤其是三维立体显示领域发挥了其独特的优势作用。本文主要对计算全息图的生成方法进行了研究。首先，在阐述了计算全息相关理论的基础上，针对二维平面物体计算全息图的生成，从基于衍射理论

4、的全息图计算方法和基于迭代优化算法的全息图计算方法这两种方法出发，分别研究了傅里叶全息图、菲涅尔全息图以及傅里叶迭代算法和菲涅尔迭代算法生成全息图的具体方法，并使用matlab软件，实现了不同类型全息图的生成和再现。其次，通过对菲涅尔衍射公式的分析研究，提出一种通过控制衍射距离来消除彩色全息再现色串扰的装置和方法，并给出了实验验证。最后，针对三维物体计算全息图的生成，对层析法、点源法以及平面波角谱传播法这三种典型的三维物体全息图计算方法的原理和优缺点进行了阐述和分析，在此基础上，重点研究了三维物体的多视点投影全息，详细阐述了用透视投影视图

5、和正交投影视图生成计算全息图的理论及方法。借助于3Dmax、matlab以及实验室内部开发的集成成像仿真软件，实现了多视点投影全息图的计算生成和数值再现，并对再现结果做出分析，提出了改进再现像质量的思路。关键词：计算全息傅里叶变换菲涅尔衍射彩色全息多视点投影全息万方数据II计算全息生成和再现方法研究万方数据AbstractIIIAbstractHolographythree-dimensional(3D)displayisoneofthemostpromisingautostereoscopicdisplaytechniques.Itca

6、nreconstruct3Dimageinthespaceandprovidetruedepthperceptionforhumaneye.Computer-generatedhologram(CGH)isatechniquethatcombinesthemodernopticsandthecomputer.CGHhasadvantagesofeasytocopy,flexiblefunctions,lownoiseandwiderangecomparedwithconventionalopticalholography.Ithaspla

7、yeditsuniqueadvantageroleintheopticalfield,especiallyinthe3Ddisplayarea.ThispaperfocusesonthecalculationmethodsofCGH.Firstly,basedonexplainingtherelatedtheoriesofCGH,thespecificmethodstogeneratefourierhologram,fresnelhologram,andhologramsbasedonfourieriterativealgorithman

8、dfresneliterativealgorithmoftwo-dimensionalobjectareinvestigated,startingfromthediffractiontheor